探究公路工程建設(shè)中的巖土工程問(wèn)題

曹亮

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，國(guó)家公路投資規(guī)模不斷擴(kuò)大，公路工程項(xiàng)目在全國(guó)各地紛紛涌現(xiàn)。在公路建設(shè)活動(dòng)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(wèn)題所帶來(lái)的施工問(wèn)題，都是對(duì)公路建設(shè)質(zhì)量的重大威脅。巖土問(wèn)題對(duì)公路建設(shè)質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在變形和強(qiáng)度方面。因此，在實(shí)際施工中控制變形或強(qiáng)度，對(duì)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(guò)程中巖土工程問(wèn)題的具體表現(xiàn)

在公路工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，巖土工程是最為主要的工程之一，同時(shí)也是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)。巖土工程問(wèn)題如果得不到及時(shí)有效的防治，將會(huì)對(duì)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(guò)程中巖土工程問(wèn)題的具體表現(xiàn)作出以下分析。

1.1路基穩(wěn)定問(wèn)題

路基施工應(yīng)同時(shí)滿足兩項(xiàng)要求：一是提供足夠強(qiáng)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(guò)程都需要同時(shí)滿足這兩個(gè)條件。如果路基承載力滿足相關(guān)要求，可能不需要檢測(cè)沉降率指標(biāo)，如良好的承載力本身需要較低的沉降率才能達(dá)到；或者在一些特殊的建設(shè)項(xiàng)目中，對(duì)沉降率沒(méi)有嚴(yán)格的要求，如臨時(shí)公路建設(shè)就不考慮這一指標(biāo)。部分公路工程達(dá)到沉降率指標(biāo)，其承載能力也不一定能達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)可根據(jù)沉降率設(shè)計(jì)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(biāo)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(guò)填砂填礫來(lái)實(shí)現(xiàn)提高沉降率指標(biāo)。因此，在實(shí)際施工過(guò)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(yùn)用工程指標(biāo)，提高施工質(zhì)量。

1.2邊坡穩(wěn)定問(wèn)題

我國(guó)地質(zhì)地貌十分復(fù)雜，尤其是為了促進(jìn)偏遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)事業(yè)的發(fā)展，國(guó)家在偏遠(yuǎn)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(wèn)題成為考驗(yàn)施工企業(yè)的一大難題。在很多公路工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)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(dāng)邊坡坡腳開(kāi)挖過(guò)程中，因邊坡出現(xiàn)侵蝕時(shí)導(dǎo)致的滑坡和坍塌，加上一些工程由于場(chǎng)地條件和經(jīng)濟(jì)因素，導(dǎo)致很多人工邊坡的設(shè)計(jì)難以滿足其穩(wěn)定性的需要。

1.3圍巖穩(wěn)定性問(wèn)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(jìn)，巖體應(yīng)力不斷變化，如果這種變化朝著一個(gè)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(zhǔn)確計(jì)算圍巖的重分布應(yīng)力。目前，工程中圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)仍以圍巖分級(jí)的定性評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)。圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)也是在對(duì)圍巖進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。根據(jù)圍巖分類和圍巖結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)，采用相應(yīng)的模型計(jì)算圍巖壓力。例如，對(duì)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(jì)算砂土，粘性土可采用太沙基理論計(jì)算，相對(duì)完整的巖體用彈塑性理論來(lái)計(jì)算，塊體極限平衡理論對(duì)巖體塊巨大的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。

1.4滲透問(wèn)題

在公路工程的巖土施工中，滲透也是最為常見(jiàn)的工程質(zhì)量問(wèn)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(huì)改變巖土體性質(zhì)，還會(huì)在動(dòng)水壓和靜水壓的作用下，使得巖土體會(huì)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(lái)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(jìn)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(qiáng)度，加上膠結(jié)物沒(méi)有抗水性能，一旦遇水將會(huì)被軟化，進(jìn)而降低巖土的強(qiáng)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(wèn)題的解決策略

2.1公路工程建設(shè)中地基穩(wěn)定問(wèn)題的解決策略的探析

天然路基巖土的強(qiáng)度與變形特性的研究。對(duì)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(shí)對(duì)天然地基土工程特性的研究是進(jìn)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(qiáng)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(duì)強(qiáng)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(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵是對(duì)處理后的地基進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。

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(lái)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(jì)可靠的設(shè)計(jì)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(wèn)題，基坑支護(hù)、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(wèn)題。

2.2公路工程建設(shè)中邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的解決策略的探析

在處理邊坡時(shí)，我們應(yīng)該把它與自然邊坡做對(duì)比，并設(shè)計(jì)一個(gè)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(guò)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(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；我們可以采取結(jié)構(gòu)措施，通過(guò)支護(hù)或錨拉來(lái)提高穩(wěn)定性。

2.3公路工程建設(shè)中圍巖穩(wěn)定問(wèn)題的解決策略的探析

當(dāng)圍巖類型較高時(shí)，圍巖本身無(wú)需支護(hù)即可滿足穩(wěn)定要求；當(dāng)圍巖類型較低時(shí)，需要支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)部分荷載。公路建設(shè)和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，埋藏深度大，一般不會(huì)影響表面，但其變形應(yīng)該嚴(yán)格控制，圍巖保持相對(duì)較高的強(qiáng)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(wèn)題的解決策略的探析

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

3結(jié)語(yǔ)

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

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（作者單位：邯鄲市華威公路設(shè)計(jì)咨詢有限公司）