简述水对路基路面稳定性的影响和控制方法

Roads and Bridges 道路桥梁
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简述水对路基路面稳定性的影响和控制方法
张新
(越秀（中国）交通基建投资有限公司，广东广州 510623)
中图分类号：U45 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）03-0041-02
摘要：道路工程是我国的基础设施建设项目，随着工艺技术的进步，人们对于工程质量提出了更高要求。

本文结合工程案例，首先分析水的入渗作用机理，然后介绍了路基含水率原位监测试验，最后指出水对路基路面稳定性的影响，以及相应的控制方法，以供参考。

关键词：路基含水率；原位监测；稳定性；控制方法
在道路工程中，路基路面的强度和稳定性，主要受到岩土类型、水体、温度的影响，其中水的作用最明显。

因地表水或地下水渗入，会降低路基土的抗剪力，出现翻浆、塌陷等现象，继而导致上部结构破坏，出现冻害、溶蚀等情况。

因此，要掌握水对路基路面的影响特征，并制定有效控制方法，从而提高道路质量。

1水的入渗作用机理
1.1 理化作用
一是化学侵蚀作用。

在地下水的侵蚀下，会对裂隙结构中的石英颗粒产生溶蚀性，和铁元素结合产生氧化反应，以碳酸盐质岩体为例，化学反应式如下： CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2（式1）
二是物理弱化作用。

水对断层和裂缝带的岩土会产生软化、泥化效应，随着含水率的变化，岩土体由固态变为塑态、液态，降低了岩土体的力学性能，尤其是减小了内聚力和内摩擦角。

1.2 力学作用
一是静水压力（Ps），是地下水在裂隙结构面上形成的法向应力，其力学作用包括两个方面：①裂隙结构发生拉-张扩展作用，促使隙宽加大；②裂隙结构面发生剪切延展，裂隙的延伸长度增大。

计算公式如下：
Ps=ρg(h-z)=γ(h-z) （式2）
式中ρ代表地下水密度，g代表重力加速度，h代表地下水的总水头，z代表位置水头，γ代表地下水重度。

二是动水压力（Pd），是在水头差的作用下，地下水的运动对结构面、充填物产生的作用力，作用方向和地下水流动方向相同，其力学作用包括三个方面：①裂隙结构面和充填物发生位移变形，促使裂隙扩展；②随着裂隙增大，空隙度、透水性加大，渗透速度加快；③当渗透速度足够大时，会将细小颗粒管涌携带出去。

计算公式如下：
Pd=□Ps/□X i=-γJi+γδ3i，i=1,2,3 （式3）
式中Ji代表水力坡度在i方向上的分量，参数δ3i=1（i=3），δ3i=0（i=1,2）。

1.3 遇水软化作用
岩土体和结构面雨水的软化作用，主要是强度软化，结合非饱和土抗剪强度τ的表达式，计算公式如下：
τ=C’+(σf-Ua)f·tan(φ’)+τu（式4）
式中C’、φ’代表饱和土的有效粘聚力、内摩擦角；σf代表破坏面上的法向总应力；Ua代表破坏面上的孔隙气压力；(σf-Ua)f代表破坏面上的净法向应力；τu代表基质吸力附加强度，计算方式是τu=(Ua-Uw)f·tanφb，式中Uw代表破坏面上的孔隙水压力。

由此可见，随着降雨入渗量的增加，C’、φ’、φb均会降低，导致非饱和土体的抗剪强度软化，引起地面沉降变形。

2路基含水率原位监测试验
2.1 工程案例
以我国某高速公路为例，位于广州中心城区，路基宽度为32m，采用双向六车道标准建设，是城区东西方向的公路交通主干。

本次路基含水率监测试验，选择西行线中的一个断面，桩号为K26+280，属于填方路基，填方高度为10m左右。

其中面层包括：AC-13上面层+AC-16中面层+AC-25下面层，厚度15cm；基层为水泥稳定碎石，厚度为50cm；垫层为级配碎石，厚度为15cm；路基为砂质粘土。

2.2 监测设备
该公路日常交通量大，为了减少对交通的影响，将传感器设置在路肩范围内。

其中监测设备如下：①时域反射仪TDR，基于介电特性原理下，能快速测定土体的含水率。

相比于烘干法等常规手段，该设备操作简单，具有无损、连续、定点监测的优势，主要用于粘土、粉土、砂性土中，其数据结果能满足含水率监测的精度要求。

②TDR-3传感器，以ABS工程塑料作为支撑，具有密封性好、稳定性高、耐久性强的特点。

采用不锈钢探针，长度为70mm，量程在0-100%，精度为±2%，计算得到土体的体积含水率。

③QTS-6水分速测仪，和传感器连接后，能实现数据采集，并利用计算机软件进行计算、生成报表。

2.3 布设方法
试验路段的填方厚度较大，路基顶部的填方含水率基本不受地下水的影响，因此在断面布设3支TDR-3传感器，埋设点均为路肩中心位置的下方路基中，如下图1所示，编号由下向上分别为1#、2#、3#，和路面相距230cm、170cm、110cm。

测试时间为4-9月，前期频率为每周2次，后期为每
2周1次，根据监测数据生成路基含水率增量-时间曲线图。

图1 TDR-3传感器的埋设位置示意图
2.4 试验结果
2.4.1 降雨对路基含水率的影响
分析监测结果如下：①4月1日-5月1日，三支传感器的测试结果变化不大，原因在于降水量少，没有出现大雨或连续降雨的情况，因此路基土体的含水率变化小。

经过长时间的非雨季，此时路基土湿度处于稳定状态。

②5月1日到6月15日，由于降雨量增加，三支传感器的测试结果明显变化，因此路基土体含水率显著增加。

其中，1#、2#、3#传感器的监测结果增幅分别为6%、8%、8%。

③6月15日到9月30日，在连续降雨、暴雨的影响下，2#、3#传感器的监测数据波动明显，说明该部位土体含水率剧烈变化。

其中，3#传感器处的土体含水量接近饱和，1#传感器处的土体含水率持续升高。

由此可见，降雨会影响路基土体的含水率，地表水会渗入较大深度，但由于传感器和路面的距离远，因此变化不明显。

2.4.2 路基含水率的空间变异性
如下表1，是路基土体积含水率的平均值和变异系数，分析可知：①4月-5月路基土含水率低于40%，6月-9月含水率高于40%；②距离路面110m、170m 的路基土体，含水率变异系数最小为4月、最大为6月；距离路面230m的路基土体，含水率变异系数最小为8月、最大为7月。

表1路基土体积含水率统计结果
时间 4月 5月 6月
传感器1#2#3#1# 2# 3# 1#2#3#平均值36.538.136.737.3 39.3 39.3 42.347.546.5变异系数 1.20.70.9 2.0 4.1 5.7 3.4 5.59.9时间 7月 8月 9月
传感器1#2#3#1# 2# 3# 1#2#3#平均值46.149.446.348.1 48.3 45.4 50.147.743.4变异系数 3.6 3.8 1.6 1.1 2.1 3.5 2.4 1.6 1.2
3水对路基路面稳定性的影响
3.1 对路基的影响
一是碾压不密实。

如果路基不满足最佳含水量的要求，在碾压作业期间，使用重型机械会导致土体出现裂缝，降低了土体强度。

而且，随着土体含水率的增
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Engineering management 工程管理
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建筑工程管理中的问题及解决措施分析
赵奕博
（西安思源学院，陕西西安 710000）
中图分类号：TU723 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）03-0199-01
摘要：管理工作处理如何，将直接决定建筑工程的施工工期、质量，以及消耗的成本数量。

由此，本文决定在客观梳理当前我国建筑工程管理中遗留的缺陷问题前提下，结合实际探讨日后妥善性的解决措施，希望引起更多建筑施工方的注意。

关键词：建筑工程；管理问题；解决措施
0前言
在开展建筑工程管理活动期间，经常会因为对施工人员、规范制度、原材料管理不力，而接连引发现场施工秩序紊乱以及不同类型的安全事故等，最终将给整个建筑企业造成沉重的经济打击，令其社会形象地位变得愈来愈低。

所以说，尽快理清这部分问题，并规划可靠的应对措施，显得十分必要。

1现阶段我国建筑工程管理中遗留的弊端问题
1.1施工现场管理工作秩序紊乱
建筑行业属于劳动密集型产业，对于劳动力需求自然异常紧迫，因此选择针对施工人员进行科学性规范管理，显得尤为关键，作为当中的技术与管理类人员理当承担起现场施工秩序协调职责。

但是现实中许多施工企业没能及时创建完善化的施工管理团队，使得人员关系混乱、职务调配不当、劳动力资源浪费、管理单位冗余等问题广泛分布，特别是经过外包制推广之后，许多业务实力低下且彼此合作效率低下的农民工开始被临时聘用并负责现场施工，致使整个建筑工程质量变得愈来愈不理想。

1.2建筑工程整体监管法规和制度存在漏洞
建筑工程想要更高效率和高水平的开展施工，就必须依靠各部门的严格监理与指导，而监理的依据通常就是建筑工程管理类的法规与制度，特别是在建筑行业规模持续扩张背景下，涉及传统的监管法规和制度已然不再适用，加上大多数机构监理方式不够科学严谨，使得某些建筑企业伺机得以偷工减料，最终引发诸多消极现象。

归结来讲，就是因为目前相关管理体制与法规不够完善，才使得建筑工程频繁出现管理不规范、不标准等弊端。

1.3原材料质量控制力度长期低下
建筑工程落实的基础始终在于原材料，一旦说原材料性能质量不达标，那么就算施工技术再过优质化，也都无济于事，因此原材料质量监管工作的地位显得举足轻重，除此之外，还有机械设备和人力资源问题也必须要同步予以深刻重视。

如今我国部分建筑工程经常会出现机械化程度不高、生产效率低下、性能不佳，以及人员专业技能和综合素养低下、创新意识不够深入等问题。

尤其是一些采购人员的走后门现象更加是屡见不鲜，经过频繁和熟人交易和欠缺科学存储意识等现状影响，使得建筑材料质量、使用寿命持续降低，直接给整个建筑工程带来重大的安全隐患。

2日后解决上述建筑工程管理问题的有效措施
2.1树立起完善化的政策法规与考核制度
选择持续完善建筑工程管理法规，同时规划全面性的控制措施，对于建筑工程施工有效性来讲有着重大意义。

此外，包括建筑工程管理强度、施工质量、从业人员的考核管理机制也必须予以强烈的重视。

只有这样，才能长期维持建筑工程管理模式的专业性、可行性，促使不同施工流程得以井然有序和高效率地布置衔接，避免重复引发一系列不必要的漏洞问题。

2.2想方设法提升施工的安全性和质量
作为现代建筑工程企业的管理主体，务必要时刻树立起较强的安全意识，并在安全控制上投入适量的成本费用、及时加大对施工人员的安全教育培训力度、树立起健全有效的安全监管体系，才能切实改善整个建筑工程的施工安全性和质量。

第一，提升管理人员综合素养。

管理人员综合素质高低，可以说直接决定建筑施工活动的安全性，所以说，要督促建筑工程管理人员时刻秉承安全第一的理念，积极监督各项安全生产责任制的落实状况。

第二，强化对现场施工和管理人员的安全知识教育、施工技术培训力度。

就是说令整个施工与管理团队都可以做到持证上岗，并且全力规避任何违章操作行为基础上，针对危险性较大的分项工程匹配可靠的安全施工管理方案和分级审批。

2.3做好工程项目价值分析与控制工作
随着我国现代化建设和社会经济发展进度持续加快，技术经济学亦获得更高等级层次的进步成就，一时间引起社会各界充分关注。

而工程价值分析的核心目标，就是力争消耗最少的原材料、人力、成本等资源，赢得更为理想的施工成果。

这就需要管理人员在购置施工原材料过程中，严格检验其性能质量以及商家的信誉程度，确保这部分支出不会超出预设范畴之后予以谨慎性运输、装卸、存储和调用，最终实现整个工程利益的最大化。

3结语
综上所述，建筑工程管理工作相对繁琐一些，包括施工初期一直持续到竣工阶段的任何工作内容，都要求管理人员予以精细性规划，包括各类分项预算的协调性控制和现场施工人员行为的严厉性监督指导等。

长此以往，做到及时发现、分析和解决建筑项目施工中出现的一系列问题，规避任何安全事故的滋生和额外费用的支出，最终令整个建筑工程企业赢得更多的效益。

参考文献
[1]李慕阳.关于建筑工程管理有效措施研究[J].城市建筑，2013，28（10）：133-139.
[2]单连勇.加强建筑工程管理提升建筑工程质量[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014，13（02）：122-127.
[3]尹志晖.谈建筑工程管理存在的问题及改善措施[J].山西建筑，2015，23（19）：74-85.
[4]陈国林.提升建筑工程管理质量的具体策略分析[J].科技创新与应用，2016，32（29）：114-112.
（上接第41页）
高，会产生冻胀现象。

数据显示，实际含水量是最佳含水量的1.2倍，此时冻胀值高出2倍以上。

二是沉降量大。

当路基填筑以后，内部水分蒸发，土体发生收缩形变，增加了密实度，出现纵向裂缝和横向裂缝，最终导致路堤沉陷。

此外，水分蒸发时，边坡两侧蒸发速度快、中部蒸发速度慢，因此两侧形变大、中间形变小，导致路基产生裂缝。

3.2 对路面的影响
一是降低结构承载力。

降雨时，水分会沿着空隙进入路面，但是排出速度缓慢，此时路面类似于封闭槽，水分会浸湿路基土和材料。

再加上车辆荷载的影响，压力水会冲刷路面结构，降低了路面强度，产生结构变形、脱空等问题。

二是发生翻浆和冻胀。

在冻融作用下，水的侵入会降低路基路面的稳定性，此时路基上层冻结，可能引起路面膨胀开裂。

而翻浆则是水体、温度、路面、车辆荷载共同影响的结果，会缩短道路的使用寿命，不利于行车安全。

4路基路面施工中对水的控制方法
4.1 加强排水系统设计
道路施工和使用中，完全避水不可能，应该通过排水设施及时排出水体。

排水系统设计时，应该考虑地形、地质、水文、气象、公路等级等要素，并且结合路基路面排水要求，实现排水构造和设施的有效衔接，促使路基防护、路面排水形成一个整体。

以排水沟渠为例，设计要点如下：第一，尽量缩短地面和地下排水沟渠的长度，避免水流过于集中，实现就近分散、及时疏散的目标。

第二，排水沟渠应该和附近的农田水利相配合，必要时可以增大管涵的孔径。

第三，路基边沟要独立使用，作为农田灌溉用途时，要增加边沟断面并加固处理。

第四，有效排除并拦截路基范围以内的地表水，避免发生下渗、漫流、积水等现象。

4.2 针对不同路段控制
第一，填方路段。

合理选择填筑材料，要求强度高、水温稳定性好，常见如砂性土。

而且填料中的粗细颗粒比例均匀，既保证较高强度，又增强粘结力，有利于压实作业。

第二，挖方路段。

施工期间设置截水沟，避免水体冲刷边坡，提高边坡稳定性。

针对滑坡现象，应该通过试验测定边坡土质的密实度、含水量，制定有效的防护措施。

第三，软土地基路段。

采用换填土层法提高路基强度，在路基外设置排水沟、盲沟，避免水体浸泡路基。

调整路槽后，还要加强路基养护工作，保证两侧排水通畅，防止冲刷边坡。

5结语
综上所述，在道路工程中，水会造成路基碾压不密实、沉降量大；降低了路面结构承载力，发生翻浆和冻胀现象。

分析可知，水体对路基路面的影响，作用原理包括理化、力学、遇水软化等作用。

文中结合工程案例，进行路基含水率原位监测试验，提示施工企业加强排水系统设计，针对不同路段进行控制，从而避免或减轻水体的不利影响，提高道路工程质量。

参考文献
[1] 王计冬.水对路基路面稳定性的影响和控制方法[J].交通世界（下旬刊）,2016,(6):42-43.
[2] 游元富.道路桥梁过渡段的路基路面施工技术探析[J].江西建材,2015,(6):176-176.
作者简介：赵奕博（1995--09），男，陕西西安西安思源学院，主要研究方向：工程管理（建筑）。