山區(qū)公路高填路基差異沉降標(biāo)準(zhǔn)和控制技術(shù)探討

凌振聲

【摘 要】山區(qū)地形復(fù)雜、地勢險(xiǎn)峻，公路運(yùn)輸作為山區(qū)人民連接外界的主要途徑之一，公路成為山區(qū)人民的生命線。然而由于長年累月的重載運(yùn)輸、重力擠壓和山區(qū)高填路堤本身建設(shè)時(shí)的遺留缺陷，導(dǎo)致很多山區(qū)公路出現(xiàn)高填路基沉降現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了高填路基的質(zhì)量和來往車輛的行車安全，并且增加了公路養(yǎng)護(hù)成本。為了改變這一情況，需要盡快制定出山區(qū)公路高填路基差異沉降標(biāo)準(zhǔn)并且努力提高相應(yīng)的控制技術(shù)，切實(shí)保障山區(qū)公路高填路堤的質(zhì)量和安全性。

【關(guān)鍵詞】山區(qū) 高填公路 路基差異沉降標(biāo)準(zhǔn) 控制技術(shù)

我國修建山區(qū)公路高填路堤工程技術(shù)已經(jīng)歷了幾十年的變革，然而在漫長的建設(shè)過程當(dāng)中仍然不可避免的出現(xiàn)了山區(qū)高填路基存在差異、不穩(wěn)定甚至是沉降現(xiàn)象，使得來往的人群和車輛的行駛舒適感大大降低，而且增加了發(fā)生交通事故的概率。因此本文將結(jié)合造成山區(qū)高填路基出現(xiàn)問題的原因，簡要談?wù)勆絽^(qū)高填路基差異沉降標(biāo)準(zhǔn)和控制技術(shù)。

1 影響因素

1.1 山區(qū)地質(zhì)條件不利

山區(qū)地形較復(fù)雜，尤其是大部分山區(qū)都緊靠著江河湖海等發(fā)達(dá)天然水系，蘊(yùn)藏著豐富的地下水資源，空氣濕度也較高，導(dǎo)致山區(qū)地質(zhì)條件比普通地質(zhì)要更加松軟，而松軟土質(zhì)含水量大，降低了土質(zhì)的有效應(yīng)力，在此地基上進(jìn)行高填路基施工必然會影響壓實(shí)效果，無疑會加劇山區(qū)高填路基出現(xiàn)不穩(wěn)定和沉降現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致山區(qū)高填路基出現(xiàn)問題的因素之一[1]。

1.2 界面剛度改變

現(xiàn)階段山區(qū)高填路基很多地段采用半填半挖施工工藝，該工藝使得山區(qū)高填路基填挖交界處易出現(xiàn)裂縫，而且半挖半填的填筑技術(shù)會導(dǎo)致建造山區(qū)高填路基時(shí)，出現(xiàn)應(yīng)以中間的交界線為基準(zhǔn)，兩側(cè)路基的坡度各不相同、形狀也并不完全一致的應(yīng)力不均衡情況，故而剛度也會發(fā)生相應(yīng)的改變，這直接導(dǎo)致山區(qū)高填路基出現(xiàn)變形、沉降。

1.3 設(shè)計(jì)工作存在失誤

建造山區(qū)高填路基需要經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)與規(guī)劃，要求設(shè)計(jì)、勘測人員深入山區(qū)實(shí)地進(jìn)行地質(zhì)勘測和考察、調(diào)研，以真實(shí)的數(shù)據(jù)資料作為最主要的設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)。然而為了盡可能的壓縮成本、加快進(jìn)度，很多設(shè)計(jì)師并沒有真正勘探并了解實(shí)際地質(zhì)狀況，僅靠一些參考資料予以設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中也未進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)情況產(chǎn)生較大出入，為日后高填路基出現(xiàn)問題埋下了非常危險(xiǎn)的安全隱患[2]。

1.4 建設(shè)質(zhì)量控制不嚴(yán)

在建造山區(qū)高填路基時(shí)必然會采用一些大型的、重量級的施工機(jī)械，這些機(jī)器在反復(fù)的施工和使用過程當(dāng)中無疑會增加重力，改變了地基應(yīng)力分布。尤其是有部分施工隊(duì)伍為了盲目趕工，存在施工過程不認(rèn)真、不規(guī)范等情況，加之部分施工的地基地質(zhì)較軟，在建造路基前并沒有對其進(jìn)行加固處理，因此也對日后山區(qū)高填路基出現(xiàn)變形、沉降等問題造成了一定的影響。

2 差異沉降標(biāo)準(zhǔn)

2.1 路基橫向斷面差異沉降

山區(qū)高填路基出現(xiàn)差異沉降的情況有很多種，比較常見的有橫向、縱向和路基平整度等問題。所謂橫向的山區(qū)高填路基差異沉降，從外觀上來看就是呈現(xiàn)一個(gè)“聚寶盆”的樣子，即將路基從橫向切開來看，路兩側(cè)下沉情況比較輕，中心的差異沉降情況最為嚴(yán)重，從橫斷面上來看呈現(xiàn)出一個(gè)類似微笑的曲線。但是這種沉降現(xiàn)象并不會一直持續(xù)下去，在發(fā)展到某一程度之后便趨于穩(wěn)定。因此在這樣的情況下，判斷山區(qū)高填路基沉降差異的標(biāo)準(zhǔn)就是路基材料的極限抗拉強(qiáng)度，其最大值為0.22Mpa。高填路基允許出現(xiàn)一定程度的差異沉降變化，但沉降差異值不宜超過4.2厘米，否則將影響到路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.2 路基縱向斷面差異沉降

我國針對公路縱向坡度的差異沉降出臺了相關(guān)技術(shù)規(guī)范，即《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定了我國山區(qū)高填路基車輛行車速度在保持120m/h的時(shí)候，縱坡度極值為3%，否則將會不同程度的出現(xiàn)高填路基的差異或沉降現(xiàn)象。同時(shí)為了保證高填路基不會出現(xiàn)積水和滲水現(xiàn)象，還要求在路基表面設(shè)計(jì)出一定量的排水設(shè)施，否則雨水的過度浸泡也會導(dǎo)致高填路基出現(xiàn)變形或沉降[3]。

3 差異沉降控制技術(shù)

3.1 基底的選擇與控制

在選擇山區(qū)高填路基設(shè)計(jì)路線時(shí)需要設(shè)計(jì)師深入實(shí)地進(jìn)行嚴(yán)密的勘測與考察，以擬設(shè)計(jì)路基位置為圓心向外做擴(kuò)散，使得高填路基合理避開比較發(fā)達(dá)的天然水系和軟土地基。如果路基土質(zhì)比較松軟，那么必須對其進(jìn)行加固和維護(hù)處理，確保地基強(qiáng)度滿足規(guī)范要求之后再進(jìn)行高填路基施工工作。如果高填路基地段有較為豐富的地下水系，應(yīng)設(shè)計(jì)或利用排水、引水等方式疏干地下水，保持土質(zhì)的干燥度和堅(jiān)固程度。另外建造高填路基最好選用類似EPS材料為主的原料，這類材料質(zhì)地輕、硬度高，承載力也相對較高，對路基造成的壓力和重力也相對較小，能夠有效緩解山區(qū)高填路基出現(xiàn)變形或沉降。

3.2 交界處路基處理

大部分山區(qū)地形、地勢比較險(xiǎn)峻，因此在建造高填路基時(shí)難免會有些斜坡，由于在斜坡上填筑、碾壓施工難度比較大，因此山區(qū)高填路基的壓實(shí)效果也不盡如人意，最后出現(xiàn)路基變形或是沉降。為了解決這一難題，有效控制山區(qū)高填路基差異沉降，施工時(shí)可以在斜坡設(shè)置防治網(wǎng)格狀的土柵，或者在斜坡下面挖設(shè)基層臺階作為加固，或者在兩旁的斜坡處設(shè)置圍擋防護(hù)，切實(shí)保障路基的穩(wěn)定性[4]。

3.3 高填路基的壓實(shí)工藝

規(guī)范施工是降低山區(qū)高填路基的差異和沉降的關(guān)鍵，尤其是加強(qiáng)路基碾壓。首先要選擇質(zhì)地好的填筑材料，并且嚴(yán)格分層壓實(shí)；其次要增加壓路機(jī)的壓實(shí)遍數(shù)，提高壓實(shí)功效，嚴(yán)格初壓、復(fù)壓、終壓壓實(shí)程序，并且采用先慢后快的壓實(shí)速度，使得最終達(dá)到規(guī)范要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)且表面無明顯壓痕的壓實(shí)外觀。規(guī)范程度高的施工工藝將有效控制高填路基的變形或沉降。

4 結(jié)語

總之，為了有效避免因?yàn)楦咛盥坊町惗斐陕访娉两?，盡可能的減少山區(qū)的損失，需要根據(jù)人體的敏感性、車輛性能和國際平整度指數(shù)等諸多原因作為考量基礎(chǔ)，盡快制定出完善科學(xué)的山區(qū)高填路基差異沉降標(biāo)準(zhǔn)，并且根據(jù)沉降標(biāo)準(zhǔn)和山區(qū)高填路基的實(shí)際情況提出相應(yīng)的控制方土木工程施工中的質(zhì)量控制分析

參考文獻(xiàn)：

[1]王順興.山區(qū)高填路基差異沉降標(biāo)準(zhǔn)和控制技術(shù)研究[D].長安大學(xué)，2008.

[2]張永清.山區(qū)高速公路路基差異沉降特性與控制措施研究[D].長安大學(xué)，2009.

[3]王玉清.山區(qū)高速公路沉降分級處治措施與質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)研究[D].長安大學(xué)，2010.

[4]王俊輝.山區(qū)高填路基沉降監(jiān)測與穩(wěn)定性數(shù)值仿真分析研究[D].中南大學(xué)，2007.