高速公路路基堆載預(yù)壓沉降分析

【摘要】高速公路作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，在城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快的形勢(shì)下得到大力發(fā)展，隨之對(duì)高速公路質(zhì)量提出更高的要求。目前高速公路軟土地基建設(shè)多，受軟土地基承載力差、含水量大、滲透性弱等特點(diǎn)影響，常出現(xiàn)沉降問題。本文主要是分析了高速公路路基沉降的原因，重點(diǎn)分析了堆載預(yù)壓法在高速公路路基施工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】高速公路；路基沉降；堆載預(yù)壓法

一、高速公路路基沉降的原因分析

（1）施工人員操作不當(dāng)

高速公路建設(shè)具有線長(zhǎng)、點(diǎn)多、周期長(zhǎng)、投資大等特點(diǎn)，易受自然地理環(huán)境影響，給施工增加難度。施工人員作為公路施工的主要實(shí)施者，在工作中路基建設(shè)意識(shí)淡薄，考慮不周，且沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路基建設(shè)，可能導(dǎo)致路基存在質(zhì)量問題。以路橋過渡段為例，存在重橋梁輕路基現(xiàn)象，通常是在橋梁建設(shè)完成后開始路基建設(shè)，時(shí)間比較緊，從而埋下路基沉降隱患。

（2）材料選擇有待進(jìn)一步加強(qiáng)

材料是施工的必需品，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響到公路施工質(zhì)量，因此必須根據(jù)高速公路建設(shè)實(shí)際情況，選擇最佳材料，為工程施工打下良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。在路橋過渡段實(shí)際施工過程中，橋臺(tái)后路堤建設(shè)材料通常情況用的是填土，而該路段施工場(chǎng)地有限，使用施工設(shè)備難以對(duì)所有的路橋過渡段壓實(shí)作業(yè)，同時(shí)壓料選擇不合適，從而導(dǎo)致壓實(shí)度不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，就算滿足設(shè)計(jì)要求，但路基填料存在承載能力差、易變性等特點(diǎn)，導(dǎo)致日后路基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，影響高速公路行車舒適度和安全性。

（3）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不當(dāng)

工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是工程施工的重要依據(jù)和參考，其質(zhì)量在很大程度上直接關(guān)系到工程施工進(jìn)程及質(zhì)量。目前高速公路中路基沉降發(fā)生較多的在路橋這一段，主要是因?yàn)槁窐蛟O(shè)計(jì)比較表面、簡(jiǎn)單，對(duì)于路橋過渡段的碾壓、橋下地基處理等相關(guān)數(shù)據(jù)及技術(shù)考慮不周，導(dǎo)致圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不科學(xué)，進(jìn)而造成地基沉降等質(zhì)量問題。

二、堆載預(yù)壓法在高速公路路基沉降中的應(yīng)用

（一）堆載預(yù)壓基本原理

堆載預(yù)壓法主要是往地基中打入塑料排水板（具有滲透性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)），增加軟土荷載，讓地基土中形成正超空隙水壓力，與塑料排水板之間產(chǎn)生一定的空壓差，將土體中的水分給排出，加速地基土固結(jié)速度，增加路基的穩(wěn)定性和承載能力，從而避免或減少路基沉降現(xiàn)象。根據(jù)前人研究成果可知，地基沉降規(guī)律公式如下：St=St/a2+t。其中，St代表的是在t時(shí)的實(shí)際測(cè)量沉降（cm）；S代表的是待定的推算最終沉降（cm）；a2代表的是不確定的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。且為了計(jì)算方法，設(shè)定所有荷載都是在施工階段一次完成的。

（二）嚴(yán)格設(shè)計(jì)堆載預(yù)壓法

在完成路堤基床底層填筑工作后，要在填筑物上面鋪設(shè)一層土工織物，然后根據(jù)堆載預(yù)壓操作要求進(jìn)行荷載填筑。在這個(gè)過程中，要利用攤鋪機(jī)把每一層填筑土碾平且壓實(shí)，保護(hù)土工織物，為下面工作打下良好的基礎(chǔ)。此外，在進(jìn)行堆載預(yù)壓荷載時(shí)，要分級(jí)一一施工，保證每一荷載下地基承受能力及穩(wěn)定性。且通常情況下預(yù)壓土填筑厚度在0.4米以下，同時(shí)填筑完工后必須用相應(yīng)的器具將其壓實(shí)。

目前高速公路路基堆載預(yù)壓施工有兩種情形，一種是堆載與堆載高度在一個(gè)施工期間完成，主要包括填筑、堆載、預(yù)壓以及卸載等幾個(gè)步驟，另一種是路基填筑與堆載預(yù)壓分兩個(gè)階段完成，主要是考慮到行車產(chǎn)生荷載等問題，在保證路基填筑穩(wěn)定性后再進(jìn)行堆載預(yù)壓，主要包括填筑、恒載、堆載預(yù)壓及卸載等幾個(gè)步驟。要掌握每一個(gè)階段地基沉降規(guī)律，并根據(jù)規(guī)律采取相應(yīng)的措施，可以事半功倍。其中，對(duì)于填筑來說，其規(guī)律是：地基沉降程度及沉降速度隨著填筑高度的增加而增大、增快。因此在進(jìn)行地基填筑時(shí)，要重點(diǎn)控制加載量及加載速率。對(duì)于恒載來說，這一階段是在填筑完成后進(jìn)行的，其主要特點(diǎn)是沉降速度慢，若測(cè)量失誤可能就對(duì)地基沉降產(chǎn)生負(fù)作用。因此要嚴(yán)格把控停載時(shí)間，且做好測(cè)量工作。對(duì)于堆載預(yù)壓來說，沉降變形隨著荷載的增加而增大，因此這一過程要對(duì)堆載量、加載速率等進(jìn)行嚴(yán)格把控。對(duì)于卸載來說，這階段沉降速率降低，逐漸趨向穩(wěn)定狀態(tài)。

（三）選擇最佳設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)在路基施工中有著至關(guān)重要的作用。在進(jìn)行路基堆載預(yù)壓施工設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)地基沉降規(guī)律進(jìn)行全面的研究和了解，然后結(jié)合高速公路路基施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)行之有效的方案，把參數(shù)指標(biāo)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、材料、施工重點(diǎn)等在設(shè)計(jì)圖紙上清楚明了地標(biāo)注出來，方便施工人員按照設(shè)計(jì)圖紙操作，同時(shí)組織相關(guān)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行全面的審核，保證路基堆載預(yù)壓施工設(shè)計(jì)、橋臺(tái)后排水設(shè)計(jì)等科學(xué)、合理，為路基堆載預(yù)壓施工做好充足的準(zhǔn)備，避免路基沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

（四）把好路基堆載預(yù)壓施工質(zhì)量關(guān)

高速公路出現(xiàn)路基沉降問題的主要影響因素就是施工質(zhì)量差，因此必須認(rèn)真按照施工標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求按時(shí)按量完成施工，保證施工質(zhì)量，減少路基沉降發(fā)生概率。在實(shí)際施工中，易受到地形、自然環(huán)境等影響，大型機(jī)械根本無法正常開展工作，且一般是在結(jié)構(gòu)物完成后開始結(jié)構(gòu)物回填工作，致使某些部位的填筑速率、固結(jié)時(shí)間等與其他正常路段不一樣，影響施工質(zhì)量。因此要求在結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求和施工標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行回填（通常采取的是對(duì)稱回填方式，預(yù)防因壓力不對(duì)稱影響已完工結(jié)構(gòu)物），且每層填筑厚度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，同時(shí)利用人工作業(yè)對(duì)機(jī)械壓不到的地方進(jìn)行攤平和壓實(shí)，保證每一個(gè)部位都?jí)簩?shí)。此外，加強(qiáng)施工監(jiān)管，在一道工序驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序，保證施工質(zhì)量。

（五）重點(diǎn)做好排水防護(hù)施工工作

路基使用階段影響其質(zhì)量的一大隱患就是水患，所以要重點(diǎn)做好排水防護(hù)工作，延長(zhǎng)路基使用壽命，保證行車舒適性和安全性。排水防護(hù)工程建設(shè)重點(diǎn)內(nèi)容如下：一是對(duì)設(shè)計(jì)圖紙認(rèn)真研究，并嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求實(shí)施。二是保證施工質(zhì)量。高速公路建設(shè)線長(zhǎng)、點(diǎn)多、周圍植被多，易受自然地理環(huán)境影響，所以在施工中要根據(jù)地形、植被等特點(diǎn)制定科學(xué)、合理的施工方案，保證排水防護(hù)工程施工質(zhì)量。一般來說，影響地基最終沉降量的最重要因素是該地基附加應(yīng)力大小，該地基上的荷載大小與沉降速率有關(guān)，如果排水防護(hù)工程質(zhì)量好，那么就會(huì)加快固結(jié)沉降速率，讓沉降達(dá)到穩(wěn)定。此外，堆載預(yù)壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，粘性土的排水能力與地基最終沉降量成正相關(guān)，要了解長(zhǎng)、短排水板區(qū)沉降規(guī)律，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。

三、結(jié)束語

隨著我國(guó)特色社會(huì)主義社會(huì)建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展，作為基礎(chǔ)設(shè)施的高速公路建設(shè)將更加頻繁且規(guī)模大，因此必須加強(qiáng)公路常見病害預(yù)防和控制，讓公路更好地為人們出行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)确?wù)。路基沉降是高速公路中比較常見的一種病害，通過堆載預(yù)壓法能有效地降低路基沉降。本文就此從設(shè)計(jì)及材料選擇、施工質(zhì)量、排水防護(hù)等幾個(gè)方面論述了高速公路路基堆載預(yù)壓沉降問題，旨在給相關(guān)人員提供一定的借鑒作用。

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