探討防治公路路基沉陷的解決措施

黃　君

摘要：公路橋涵橋頭出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，主要的原因是路基不均勻沉陷，這已成為公路建設(shè)質(zhì)量常見的通病，尤其出現(xiàn)最多的路段是濕陷性黃土路基，沉陷不均勻的現(xiàn)象尤為突出。這嚴(yán)重影響到公路行車舒適和人生安全，同時也消耗了大量國家建設(shè)資金，損害了公路的社會形象。因此，橋涵處跳車，這一公路質(zhì)量通病已引起了公路建設(shè)者和施工者的重視，解決這一公路通病已成為一件刻不容緩的大事。

關(guān)鍵詞：病害原因防治措施施工方案

1路基不均勻沉陷病害出現(xiàn)的原因

公路橋涵處跳車現(xiàn)象的發(fā)生主要原因是橋涵沉降與路基沉降的不均勻所導(dǎo)致的。橋涵為剛性結(jié)構(gòu)，它對地基的承載力要求比較高，所以沉降緩慢、沉陷量小，而路基填方為柔性結(jié)構(gòu)，沉陷量相對橋涵比較大。從中可以看出，造成橋涵與其兩頭路基沉陷明顯不一，形成錯位臺階，產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。另外，在不同路基填筑路段，填筑的高度不同、土質(zhì)不同、沉陷量不一，也會形成跳車現(xiàn)象造成路面破壞、車輛通過能力降低、養(yǎng)護(hù)工作困難等局面。

2解決問題的思路

路基沉陷產(chǎn)生的根本原因在于路基與橋涵、不同路基填筑段沉降。因此，解決問題的關(guān)鍵在于解決路基的不均勻沉降，要使橋涵與路基或不同路基段的沉降趨于平衡或基本平衡狀態(tài)(即呈現(xiàn)連續(xù)沉降狀態(tài))。解決這一問題最好有效辦法是使路基與橋涵連接處形成合理過渡路段。

3防治公路路基不均勻沉陷原則

防治公路路基不均勻沉陷應(yīng)遵循“因地制宜，選擇合理，預(yù)防為重，治養(yǎng)結(jié)合”的綜合防治為原則。因地制宜即根據(jù)各個公路特點(diǎn)，據(jù)實(shí)際情況出發(fā)并加以解決；選擇合理即按設(shè)計(jì)工程和施工中以合理處治方案為準(zhǔn)：預(yù)防為主就是在公路建設(shè)能提前預(yù)見問題，采用合理的工程技術(shù)措施進(jìn)行防治處理：治養(yǎng)結(jié)合是指采取『必要的防治措施不一定能做到一勞永逸，還需采取必要養(yǎng)護(hù)措施。

4針對公路路基不均勻沉陷防治措施

解決公路路基不均勻沉降方法較多，對不同類型橋涵應(yīng)對其所處水文、地質(zhì)、地形條件都要進(jìn)行綜合分析，采用行之簡便、經(jīng)濟(jì)合理、行之有效的防治措施，但無論采取哪種處理措施，都應(yīng)嚴(yán)格遵守《規(guī)范》及設(shè)計(jì)施工方案都是防止路基不均勻沉陷首要前提條件。在路堤填筑施工過程中，首先應(yīng)嚴(yán)格按照分層法進(jìn)行施工，即是分層攤鋪、分層碾壓、分層檢測的程序進(jìn)行。分層攤鋪松鋪厚度和壓實(shí)厚度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)類別、壓實(shí)機(jī)具功能、碾壓遍數(shù)等經(jīng)試驗(yàn)確定，最大松鋪厚度不宜超過設(shè)計(jì)及《規(guī)范》要求。如填層過厚，則填層底部達(dá)到壓實(shí)要求時，填層頂面必然超強(qiáng)，填層頂部達(dá)到壓實(shí)要求時，填層底面必然不足。每層填料攤鋪后應(yīng)嚴(yán)格用平地機(jī)或推土機(jī)配合人工整平，確保壓實(shí)均衡。此外，每層填料應(yīng)嚴(yán)格用同一種土質(zhì)填筑。不同土質(zhì)填筑路堤時，不合理的填筑工藝會引起土質(zhì)路基出現(xiàn)不均衡沉降、水囊現(xiàn)象和不穩(wěn)定的滑動面。因此，不同土質(zhì)不得混填，每種填料層累計(jì)總厚也不應(yīng)低干設(shè)計(jì)及《規(guī)范》要求。橋涵背后填土土質(zhì)應(yīng)盡可能使用砂類土或滲水性土，因?yàn)樯邦愅粱驖B水性土具有在浸水時不產(chǎn)生膨脹，且較易壓實(shí)、沉降量小等特點(diǎn)，在路基使用過程中不易發(fā)生跳車現(xiàn)象。

分層碾壓時應(yīng)盡可能采用同一種碾壓工藝，按照合理的碾壓方法和碾壓遍數(shù)能得到均衡的壓實(shí)度。此外，用于路基填筑土質(zhì)的含水量應(yīng)均勻，保證土質(zhì)含水量在最佳含水量±2％之內(nèi)，以求得到均衡的壓實(shí)度，這對減小路基不均勻沉降十分重要。此外，填挖結(jié)合部及半填半挖路基結(jié)合部要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及《規(guī)范》開挖臺階，開挖臺階是保證路基填土土體穩(wěn)定和結(jié)合良好的有效手段。臺階寬度不宜小于1m，且應(yīng)用小型夯實(shí)機(jī)加以夯實(shí)，臺階應(yīng)平順，以保證壓實(shí)機(jī)具能碾壓到位。以下是防治路基不均勻沉降的幾種措施：

4.1換填砂礫或灰土砂礫及灰土具有水穩(wěn)性好、易壓實(shí)、壓實(shí)后沉降量小等特點(diǎn)。因此，用其作為橋涵臺背填料可以起到過渡作用，使橋涵沉陷與路基沉陷呈現(xiàn)連續(xù)性，從而可以避免橋頭跳車病害的發(fā)生。此外，砂礫或灰土用于不良地質(zhì)路段基底處理，其效果也十分明顯。

4.2高強(qiáng)度塑料土工格高強(qiáng)度塑料土工格柵是一種新型土工材料，它具有強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好、耐腐蝕、適應(yīng)溫度范圍廣、優(yōu)異的老化性能等特點(diǎn)。高強(qiáng)度塑料土工格柵有連續(xù)加工成型的菱形、六角形、方形等多種網(wǎng)孔形狀，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)250N以上，因此其具有抗拉強(qiáng)度高、耐沖擊性、尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)；其次，高強(qiáng)度塑料土工格柵具有耐酸堿、鹽等的腐蝕能力，同時對大氣、土壤微生物呈惰性，能抵抗所有菌類的侵蝕，并不受老鼠等的侵害，因此其可以適應(yīng)任何土質(zhì)；再次，新型塑料土工格柵在常溫狀態(tài)下可保持其性質(zhì)穩(wěn)定，即使在較高溫度下其尺寸變化率也很小。因此。它可以適應(yīng)任何地區(qū)的路基施工；此外，新型塑料土工格柵在加工過程中添加了抗氧化劑等材料，它在日光照射非常強(qiáng)烈的情況下，其性質(zhì)也不受影響，在露天情況下可使用15年以上，地下壽命可超過25年。此外，它還具有重量輕、搬運(yùn)方便、易于安裝等特點(diǎn)。由于新型塑料土工格柵所具有的以上特點(diǎn)，在公路路基填筑過程中將其填筑于路基之內(nèi)，可以起到防止軟土地基的不均勻沉降作用，使路基在沉陷過程中起到連續(xù)過渡的效果。其主要原理就在于塑料格柵夾鋪在路基黃土中，在外力的作用下，網(wǎng)孔中的土柱形成嵌鎖閉合又互相影響的群體，這種單元區(qū)域限制阻礙了填土顆粒的自由運(yùn)動，改變了填土的受力狀態(tài)，土體塞入網(wǎng)孔之中形成的張力有利于路基施工的填土壓實(shí)均勻與動荷載向周邊的傳遞。這樣就會提高路基的承載能力，減少或消除包括沉陷在內(nèi)的病害發(fā)生，格柵在路基土中起到了加筋網(wǎng)格骨架的作用。

5工程實(shí)例

國道主干線某公路是霍爾果斯至連云港的組成路段之一，也是國家“九五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。由于該公路所處的特殊地理位置及地質(zhì)特征，在施工建設(shè)過程中，對橋涵臺背橋頭跳車病害作了重點(diǎn)防治?，F(xiàn)將該公路橋涵臺背不均勻沉陷的幾種防治措施介紹如下：

5.1主要概況及地質(zhì)特征該公路位于甘肅省境內(nèi)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，它地處隴西黃土高原梁峁及河流階地地帶。該區(qū)黃土覆蓋較厚，且均為濕陷性黃土。新構(gòu)造運(yùn)動主要為地殼相對上升運(yùn)動，形成發(fā)育的黃土溝壑系統(tǒng)。該區(qū)域年平均氣溫660C，年平均降水量4116mm，降雨集中在7-9月，占全年降水總量的58％左右，年平均蒸發(fā)量為13141mm，是降水量的3倍多，地表植被少而稀疏，覆蓋率不足10％。

5.2防治措施根據(jù)不同部位橋頭跳車出現(xiàn)的概率及危害程度，該公路主要分蓋板明涵、蓋板暗涵及橋梁三類，分別按不同方案作了處理。

5.2.1蓋板明涵防治措施蓋板明涵處是公路路面產(chǎn)生跳車的主要部位之一，該公路當(dāng)涵頂填土為0≤h≤1m時，均按蓋板明涵進(jìn)行防治。

5.2.2蓋板暗涵防治措施蓋板暗涵對路面產(chǎn)生的變形不大，因此，跳車現(xiàn)象不明顯，但如果處治不當(dāng)也可能會出現(xiàn)有害變形。這公路對于涵頂填土高度大于3m的暗涵未作處理，填土高度工程伸縮縫處跳車也應(yīng)引起我們的重視，在設(shè)計(jì)或施工中注意選用結(jié)構(gòu)合理，能適應(yīng)三維方向變形的伸縮裝置。

6處理防治效果評價

該公路自從分段通車以來，經(jīng)過近幾年來運(yùn)營過程中，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析、車輛司機(jī)信息反饋，各行車道路段道路平坦、行車舒適，路基無顯著不均勻沉降及跳車現(xiàn)象發(fā)生，隱患消失。路基不均勻沉降防治起到了明顯的效果。