高速公路路基沉降及施工控制技術(shù)研究

趙茂林

云南云嶺高速公路建設(shè)集團(tuán)有限公司

高速公路路基沉降及施工控制技術(shù)研究

趙茂林

云南云嶺高速公路建設(shè)集團(tuán)有限公司

穩(wěn)定性與沉降控制是衡量一條高速公路工程質(zhì)量的重要指標(biāo)，尤其是在建設(shè)過程當(dāng)中針對高速公路路基沉降這一世界性難題的處理上顯得尤為突出。若高速公路路基沉降問題沒有得到合理完善的解決，則在施工過程當(dāng)中就會(huì)極易引發(fā)路基塌陷，讓施工進(jìn)度大受影響，并且給高速公路運(yùn)營帶來嚴(yán)重的安全隱患。因?yàn)槁坊a(chǎn)生不均勻沉降，高速公路道路就會(huì)塌陷，導(dǎo)致車輛在行駛的過程當(dāng)中產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。高速公路路面沉降造成的塌陷，輕者造成高速公路的使用與美觀受到影響，重者可能會(huì)引發(fā)重大的交通安全事故。

高速公路；路基沉降；技術(shù)控制

隨著高速公路延伸到中西部，地質(zhì)條件也沿公路越來越復(fù)雜，增加了工程難度的過程。作為公路路面的基礎(chǔ)路基，既要承受恒荷載上覆巖土和路面的重量之和，又要承受移動(dòng)荷載由路面?zhèn)鬟f下來的行車或行人荷載。路基具有線路長﹑工作面大﹑適合大型機(jī)械化施工﹑施工管理難度大﹑施工中存在的不安全因素多﹑受外界干擾大﹑受自然條件影響因素大的特點(diǎn)。路基的施工質(zhì)量如何﹑路基是否穩(wěn)定，直接影響路面的工程質(zhì)量，對路面的使用性能有顯著的影響。因此，在深入公路沿線的自然條件，該地區(qū)和特定部分的調(diào)查，分析，研究和掌握自然因素的變化及其對路基的影響，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，采取有效措施，使公路施工達(dá)到正常路基沉降控制要求。

1 高速公路路基發(fā)生沉降問題的原因

1.1 自然因素

從自然因素角度來講，路基沉降產(chǎn)生的原因主要包括以下幾個(gè)方面：

①地理地貌環(huán)境的影響。由于不同的地質(zhì)均具有其獨(dú)特的特性，并且其對路基所產(chǎn)生的影響也是各不相同的，所以部分承載力較弱的土質(zhì)類型就可能出現(xiàn)路基沉降問題。比如，針對南方的紅土地土質(zhì)類型而言，紅土的黏性比較大，并且滲水性不足，所以該區(qū)域的公路路基很容易出現(xiàn)沉降問題；

②水文條件的影響。如果公路路基部位的地下水含量比較豐富，那么就會(huì)使路基土質(zhì)出現(xiàn)潮濕松動(dòng)問題，進(jìn)而使公路路基因下沉而出現(xiàn)斷裂等病害；

③氣候條件影響。由于溫度的差異性變化而使得高速公路路基的穩(wěn)定性受到不利影響，從而因溫度應(yīng)力而是公路路基出現(xiàn)下沉病害；

④植被覆蓋影響。調(diào)查研究表明：與荒漠區(qū)域的高速公路相比，平原區(qū)域所建造的高速公路具有更長的使用壽命，這主要是由于平原區(qū)域有更廣闊的植被覆蓋率，而植物的根系也會(huì)加強(qiáng)土壤固結(jié)，增強(qiáng)公路路基的穩(wěn)定性。

1.2 人為因素

在建設(shè)高速公路初步階段，并沒有勘察施工場地的地理外貌環(huán)境以及土壤土質(zhì)成分，僅是參考施工前的沉降計(jì)算數(shù)據(jù)，這種情況下，就容易導(dǎo)致施工計(jì)劃與實(shí)際施工時(shí)數(shù)據(jù)不符，出現(xiàn)誤差，從而使公路路基出現(xiàn)沉降；在高速公路填土施工時(shí)，為提高速度，沒有對路基以及臨界高度做一個(gè)具體觀察和分析，且在接近路基臨界高度時(shí)沒有仔細(xì)查看路基沉降現(xiàn)象，便會(huì)造成軟基與臨界間的距離過近，使得地基容量達(dá)不到要求，很容易導(dǎo)致地基沉降或是出現(xiàn)裂縫；并且高速公路路線通常都比較長，所以在公路施工建設(shè)過程中，公路上難免有不少的車流通行，地基在還沒徹底穩(wěn)固時(shí)便受到各方面擠壓，使得施工時(shí)對地基的狀態(tài)難以精確把握。另外，當(dāng)高速公路在建設(shè)過程中時(shí)，如果已經(jīng)出現(xiàn)路基沉降的現(xiàn)象，卻未做及時(shí)處理，路基本身就容易受到破壞，且在外力的作用下，路面結(jié)構(gòu)也會(huì)輕易受到損壞。

2 高速公路路基沉降施工控制技術(shù)

2.1 加強(qiáng)施工前的準(zhǔn)備工作

首先，在高速公路施工之前，施工人員必須要加強(qiáng)地質(zhì)勘查工作，對施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)地勘察，包括地質(zhì)條件﹑水文條件和環(huán)境條件等等，并要結(jié)合實(shí)際的情況來合理選擇和制定施工方案。

其次，施工人員要詳細(xì)觀測控制公路路基的沉降量。在高速公路施工之前，施工人員必須要詳細(xì)檢測施工區(qū)域土質(zhì)的沉降穩(wěn)定性，借助科學(xué)合理的計(jì)算方法來對施工區(qū)域土質(zhì)的承載量，同時(shí)要預(yù)測地表水平方向上位移可能出現(xiàn)的隆起量，并借助這些數(shù)據(jù)來合理制定施工方案。

最后，施工人員要結(jié)合施工的實(shí)際情況來合理選擇路基施工材料，這是確保路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵。通過對工程實(shí)踐進(jìn)行分析，土應(yīng)該進(jìn)行以粒徑大于2mm，且?guī)в叙ば缘耐临|(zhì)，并可以在其中適當(dāng)摻雜一些粒徑大于2mm的石質(zhì)土，還可以結(jié)合施工區(qū)域土質(zhì)的具體特點(diǎn)來改良施工材料，確保路基施工的質(zhì)量。

2.2 施工過程中路基沉降控制措施

1)填挖交匯處的施工。在高速公路建設(shè)過程當(dāng)中，在挖方和填方的交接位置，應(yīng)使用滲水性極強(qiáng)的工程材料，通常換填土層厚度應(yīng)不小于80cm。全部需要進(jìn)行夯實(shí)﹑挖掘與填方的連接部分，需要緩速進(jìn)行，在此過程當(dāng)中，需要注意的是不能夠直接對該區(qū)域進(jìn)行直接修改，讓負(fù)載分散應(yīng)力的對稱性。同時(shí)，排水設(shè)施需要深挖到溝底部，杜絕路堤發(fā)生漏水現(xiàn)象。接下來再建立剛性﹑半剛性與柔性基礎(chǔ)，以此除去基礎(chǔ)中不均勻分布導(dǎo)致的過渡緩慢降低問題。

2)注意地質(zhì)不良路段的施工工作。針對地質(zhì)狀況欠佳的路段，首先必須要清理其軟弱層，并且還需要制定科學(xué)合理的換填處治方案，接下來使用有較強(qiáng)防滲透能力的工程材料針對路堤較低高度區(qū)域開展填充工作，讓路堤的強(qiáng)度達(dá)到國家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)地基強(qiáng)度。在高速公路修建的工程當(dāng)中，相關(guān)施工單位恪守寬與深的地基一定要滿足國家行業(yè)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，杜絕了因?yàn)槭┕げ划?dāng)造成的安全隱患的發(fā)生。就近幾年來高速公路工程施工整體而言，相關(guān)施工企業(yè)應(yīng)在施工過程當(dāng)中嚴(yán)格按照國家相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工工作，一旦在施工過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了與原本施工預(yù)案情況不統(tǒng)一的狀況，施工方應(yīng)立即與規(guī)劃部門進(jìn)行聯(lián)系，并針對原有的施工設(shè)計(jì)方案開展相關(guān)的修改工作。在整個(gè)施工過程當(dāng)中，施工方與規(guī)劃部門之間聯(lián)系緊密，很大程度上降低了因?yàn)槭┕ぶ屑夹g(shù)方案規(guī)劃不合理現(xiàn)象及填挖結(jié)合部﹑半填半挖段﹑軟基處治段等施工中質(zhì)量控制不嚴(yán)而引發(fā)的高速公路地面沉降病害的發(fā)生。

2.3 沉降觀測技術(shù)

在進(jìn)行觀測過程當(dāng)中，最常見的觀測方式是總沉降量的觀測，此方法采用雙曲線投影法﹑星野法等，通過這些方法，可以針對高速公路路面沉降進(jìn)行有效地預(yù)測。對路基軟土地段施工過程，需檢測土層沉降的穩(wěn)定性，借助地表型沉降計(jì)來檢測路基的沉降程度，同時(shí)對地表的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。在開展填土工作之初，就要按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范嚴(yán)格控制填土的層厚﹑壓實(shí)度﹑速度，施工時(shí)可以參考地表沉降測定的數(shù)據(jù)。在施工過程中，為了保證地表水平面的穩(wěn)定性，需要進(jìn)行地表水平位移樁的隆起量，依照隆起量的實(shí)際情形，對地表隆起做分析，施工過程中，要確保路堤處于穩(wěn)定狀態(tài)。地下土體的分層，可借助地下水平位移計(jì)做測量，得到相應(yīng)的位移量，依據(jù)位移量對土體遭受損壞的地方進(jìn)行分析，然后再制定相應(yīng)的解決措施，保證路基的穩(wěn)定性。

2.4 降低地下水位

地下水位是影響路基沉降的關(guān)鍵要素，因此在高速公路路基實(shí)施過程中，必須采取相應(yīng)的措施對地下水位進(jìn)行控制。比如在進(jìn)行碾壓操作時(shí)，若是沒有對路基土方按要求進(jìn)行分層碾壓，碾壓的強(qiáng)度便會(huì)達(dá)不到要求，那么當(dāng)路段地質(zhì)條件不太好時(shí)，就容易出現(xiàn)路基下沉的現(xiàn)象。而當(dāng)?shù)叵滤桓哂跇?biāo)準(zhǔn)水位時(shí)，若是沒有及時(shí)進(jìn)行處理，在水里長時(shí)間浸泡會(huì)使土體松散流失﹑承載力降低，再加上外力的影響便容易造成路基沉降。出現(xiàn)這種情況可以通過開挖盲溝﹑深挖邊溝等方式讓地下水位降低，在某些地表﹑地下水豐富的地段施工要考慮填石路堤的施工方案。

2.5 加強(qiáng)路基施工現(xiàn)場的管理監(jiān)督

施工人員必須嚴(yán)格控制路基施工工藝，結(jié)合施工現(xiàn)場的具體路基施工情況來合理選擇施工方法和工藝，并要嚴(yán)格按照規(guī)定的要求進(jìn)行施工，確保施工的質(zhì)量。另外還需要加強(qiáng)高速公路路基填筑前的質(zhì)量控制。在確保路基填筑施工質(zhì)量的過程中，施工人員必須對施工現(xiàn)場的情況進(jìn)行嚴(yán)格檢查，包括檢查軟土地基的土質(zhì)等，同時(shí)還要對軟土地基采取換填土方法來確保高速公路路基施工的整體質(zhì)量。

高速公路路基沉降問題是一種常見的公路病害，會(huì)制約我國交通運(yùn)輸業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，影響行車的穩(wěn)定性和安全性，甚至?xí)θ藗兊娜松戆踩a(chǎn)生不利的影響，嚴(yán)格控制高速公路路基施工質(zhì)量具有重要的意義。本文就高速公路路基沉降的產(chǎn)生原因及其控制技術(shù)進(jìn)行了探究，以期更好地指導(dǎo)我國高速公路路基工程施工，確保路基施工的質(zhì)量。

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