探究公路工程建設(shè)中的巖土工程問題

曹亮

摘要：隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，國家公路投資規(guī)模不斷擴大，公路工程項目在全國各地紛紛涌現(xiàn)。在公路建設(shè)活動中，如何有效克服地基穩(wěn)定性、邊坡穩(wěn)定性、圍巖穩(wěn)定性、滲流穩(wěn)定性等巖土工程問題所帶來的施工問題，都是對公路建設(shè)質(zhì)量的重大威脅。巖土問題對公路建設(shè)質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在變形和強度方面。因此，在實際施工中控制變形或強度，對提高公路施工質(zhì)量具有重要意義。

關(guān)鍵詞：公路工程；巖土工程；工程建設(shè)

1公路工程建設(shè)過程中巖土工程問題的具體表現(xiàn)

在公路工程項目建設(shè)過程中，巖土工程是最為主要的工程之一，同時也是最容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。巖土工程問題如果得不到及時有效的防治，將會對工程質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響?；诖?，以下筆者主要就公路工程建設(shè)過程中巖土工程問題的具體表現(xiàn)作出以下分析。

1.1路基穩(wěn)定問題

路基施工應(yīng)同時滿足兩項要求：一是提供足夠強的承載力，二是沉降率的技術(shù)規(guī)定。但并不是所有的施工過程都需要同時滿足這兩個條件。如果路基承載力滿足相關(guān)要求，可能不需要檢測沉降率指標，如良好的承載力本身需要較低的沉降率才能達到；或者在一些特殊的建設(shè)項目中，對沉降率沒有嚴格的要求，如臨時公路建設(shè)就不考慮這一指標。部分公路工程達到沉降率指標，其承載能力也不一定能達到施工標準。此時可根據(jù)沉降率設(shè)計施工方案。在所有公路工程中，深厚軟土環(huán)境下公路建設(shè)沉降率指標是最關(guān)鍵的，由于土質(zhì)疏松，易塌陷，此類路基施工應(yīng)通過填砂填礫來實現(xiàn)提高沉降率指標。因此，在實際施工過程中，應(yīng)根據(jù)不同的土質(zhì)條件制定科學(xué)合理的路基施工方法，靈活運用工程指標，提高施工質(zhì)量。

1.2邊坡穩(wěn)定問題

我國地質(zhì)地貌十分復(fù)雜，尤其是為了促進偏遠地區(qū)經(jīng)濟事業(yè)的發(fā)展，國家在偏遠地區(qū)的交通工程建設(shè)的投入也在不斷的加大，因而很多公路工程需要在崇山峻嶺中建設(shè)，這就導(dǎo)致了邊坡穩(wěn)定性問題成為考驗施工企業(yè)的一大難題。在很多公路工程項目建設(shè)過程中，判定公路工程邊坡是否穩(wěn)定，需要考慮的因素較多，尤其是當邊坡坡腳開挖過程中，因邊坡出現(xiàn)侵蝕時導(dǎo)致的滑坡和坍塌，加上一些工程由于場地條件和經(jīng)濟因素，導(dǎo)致很多人工邊坡的設(shè)計難以滿足其穩(wěn)定性的需要。

1.3圍巖穩(wěn)定性問題

公路隧道需要掏空大量的巖體體積，這將打破原有的受力平衡狀態(tài)。隨著隧道施工的不斷推進，巖體應(yīng)力不斷變化，如果這種變化朝著一個極端的方向發(fā)展，很有可能引起巖體的坍塌。圍巖應(yīng)力與巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)、圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)類型、洞室斷面形狀和大小、地下水等因素有關(guān)，特別是巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度。由于巖體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不確定性大，很難用理論公式準確計算圍巖的重分布應(yīng)力。目前，工程中圍巖穩(wěn)定性評價仍以圍巖分級的定性評價為基礎(chǔ)。圍巖支護設(shè)計也是在對圍巖進行分類的基礎(chǔ)上進行的。根據(jù)圍巖分類和圍巖結(jié)構(gòu)類型的特點，采用相應(yīng)的模型計算圍巖壓力。例如，對于粘聚力的散體結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)巖體，普氏塌落拱理論可以用于計算砂土，粘性土可采用太沙基理論計算，相對完整的巖體用彈塑性理論來計算，塊體極限平衡理論對巖體塊巨大的結(jié)構(gòu)進行計算。

1.4滲透問題

在公路工程的巖土施工中，滲透也是最為常見的工程質(zhì)量問題之一，而導(dǎo)致其滲透的原因主要是由于地下水滲透，巖土工程在地下水的影響下，不僅會改變巖土體性質(zhì)，還會在動水壓和靜水壓的作用下，使得巖土體會出現(xiàn)程度不同的軟化，加上巖土體的性質(zhì)往往復(fù)雜多變，因而帶來的危害頗大，諸如石膏巖、巖鹽、鹽漬土、芒硝等可溶性的巖土，主要是在溶蝕的作用下被分解和遷移進而導(dǎo)致一些巖土顆粒間的膠接性能降低甚至失去而降低強度，加上膠結(jié)物沒有抗水性能，一旦遇水將會被軟化，進而降低巖土的強度，導(dǎo)致巖體層被水滲透而降低工程的安全性。

2公路工程建設(shè)中巖土工程問題的解決策略

2.1公路工程建設(shè)中地基穩(wěn)定問題的解決策略的探析

天然路基巖土的強度與變形特性的研究。對于高度不大荷載較小的路堤優(yōu)先考慮發(fā)揮其天然地基土的潛力；同時對天然地基土工程特性的研究是進行地基處理的依據(jù)。

2）地基處理技術(shù)與地基土處理后的工程特性。目前，跨溝塘高填方路堤數(shù)量不斷增加，天然軟土地基在大多數(shù)情況下難以滿足工程要求。因此，各種地基處理技術(shù)不斷發(fā)展和完善。置換、強夯、擠密、預(yù)壓固結(jié)、注漿膠結(jié)等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)和發(fā)展。根據(jù)路堤對強度、變形、滲透性等技術(shù)參數(shù)的要求，選擇合適的處理方法和確定相關(guān)設(shè)計指標的關(guān)鍵是對處理后的地基進行預(yù)測和評價。

3）橋梁深基礎(chǔ)及其與地基相互作用的研究。在天然地基和處理后的地基都不能滿足要求的情況下，自然考慮到采用深基礎(chǔ)，如樁基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)。這些基礎(chǔ)與周圍土層協(xié)同作用來支撐上部的結(jié)構(gòu)荷載。因此不僅要研究地基土的特性和基礎(chǔ)的特性，而且要研究二者的相互作用，由此才能做出經(jīng)濟可靠的設(shè)計方案。伴隨著深基礎(chǔ)工程而出現(xiàn)的是深基坑工程，深基坑的邊坡穩(wěn)定性、滲流穩(wěn)定性問題，基坑支護、基坑降水以及防排水等又為地基工程提出了一些新的值得研究的問題。

2.2公路工程建設(shè)中邊坡穩(wěn)定問題的解決策略的探析

在處理邊坡時，我們應(yīng)該把它與自然邊坡做對比，并設(shè)計一個合理的邊坡形狀以滿足穩(wěn)定要求：我們可以調(diào)整巖土體自身應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)通過改變邊坡形狀或改善土壤質(zhì)量和地下水狀態(tài)，并恢復(fù)到一個穩(wěn)定狀態(tài)；我們可以采取結(jié)構(gòu)措施，通過支護或錨拉來提高穩(wěn)定性。

2.3公路工程建設(shè)中圍巖穩(wěn)定問題的解決策略的探析

當圍巖類型較高時，圍巖本身無需支護即可滿足穩(wěn)定要求；當圍巖類型較低時，需要支護結(jié)構(gòu)承擔(dān)部分荷載。公路建設(shè)和支護結(jié)構(gòu)設(shè)計標準高，埋藏深度大，一般不會影響表面，但其變形應(yīng)該嚴格控制，圍巖保持相對較高的強度，以減少支撐結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力，和玩耍的潛力圍巖本身的穩(wěn)定性。

2.4公路工程建設(shè)中滲透穩(wěn)定問題的解決策略的探析

為了有效地解決滲流穩(wěn)定問題，有必要加強地下水滲流問題的處理，并結(jié)合巖土性質(zhì)和實際施工現(xiàn)場采取有效措施。也就是說，應(yīng)該采取有效措施嚴格防止地下水的滲透。

3結(jié)語

綜上所述，就公路工程建設(shè)中的巖土工程問題進行探析具有十分重要的意義。作為新時期背景下的公路施工企業(yè)，必須認真分析巖土工程問題，并采取相應(yīng)的措施，才能促進公路工程質(zhì)量的提升，以實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。

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（作者單位：邯鄲市華威公路設(shè)計咨詢有限公司）