影響高速公路路基沉降的因素與防治措施分析

文/翟偉

1 前言

高速公路質(zhì)量對(duì)于社會(huì)發(fā)展和人們的生活都有著一定的影響，高速公路路基沉降是影響車輛運(yùn)行的主要原因之一。路基沉降的原因比較多，比如說高速公路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、受自然因素的影響等原因。因此，相關(guān)人員需要對(duì)公路路基沉降因素進(jìn)行分析，并找到相應(yīng)的解決和防治措施?；诖耍疚氖紫群?jiǎn)要分析了高速公路路基沉降變形的特點(diǎn)，隨后從五個(gè)方面分析了高速公路路基沉降的原因，最后從九個(gè)方面對(duì)高速公路路基沉降施工控制技術(shù)進(jìn)行了分析，以此來(lái)供相關(guān)人士交流參考。

2 高速公路路基沉降變形的特點(diǎn)

高速公路的路基是保證路面穩(wěn)定性和安全性的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是承擔(dān)車輛重力、交通承載力的巖石結(jié)構(gòu)物。車輛行駛在高速公路上時(shí)，路基需要承擔(dān)公路的表面負(fù)荷，當(dāng)路基受到車輛的擠壓之后會(huì)發(fā)生一些變化，其主要是形變和體積變化。體積變化對(duì)于公路路基沉降的影響并不是很大，發(fā)生沉降一般都是由剪應(yīng)力引起的。一旦高速公路的路基沉降，路基和路面之間出現(xiàn)局部脫空的情況，雨水也會(huì)通過伸縮縫深入到路基當(dāng)中，使得路基的脫空區(qū)域的水量增加[1]。

3 高速公路路基沉降的原因

3.1 高速公路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理是高速公路路基沉降的主要原因。一旦高速公路的路基設(shè)計(jì)不得當(dāng)，公路的穩(wěn)定性就會(huì)降低，就會(huì)對(duì)后期的公路運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響。并且，高速公路出現(xiàn)沉降還會(huì)在一定程度上降低公路的使用年限，對(duì)車輛的安全出行和社會(huì)利益產(chǎn)生一定的影響。部分設(shè)計(jì)人員對(duì)路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是很重視，影響到了前期的準(zhǔn)備工作，導(dǎo)致了后期在使用時(shí)出現(xiàn)了很多問題。

3.2 路堤填料的影響

在高速公路道路建設(shè)當(dāng)中，施工人員很難把握好填料配比比例，大多數(shù)使用的填料都是使用在施工之前挖掘的渠道所形成的廢土，在施工當(dāng)中分層次進(jìn)行壓實(shí)很難符合標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期使用之后會(huì)出現(xiàn)厚度不勻稱和下沉的情況，導(dǎo)致了路面路基出現(xiàn)塌陷和裂縫。從另外一個(gè)角度看，由于填筑材料的材質(zhì)不相同，有的回填土比較蓬松，有的回填土有土塊；一旦排水體系出現(xiàn)了故障，土中的水分就會(huì)增加導(dǎo)致路面凸起，對(duì)路面的平整性產(chǎn)生很大的影響[2]。

3.3 地基承載力達(dá)不到要求

在高速公路路基施工的過程當(dāng)中，施工人員需要對(duì)地基的原地面進(jìn)行檢測(cè)，保證地面合格之后再開展下一個(gè)環(huán)節(jié)的工作。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)地基承載力不符合標(biāo)準(zhǔn)，在填筑之前需要對(duì)地基進(jìn)行有效處理，處理效果對(duì)后期地基的沉降程度有一定的影響。軟弱地基需要注意處理的深度，必須要達(dá)到持力層。如果沒有達(dá)到持力層要求的厚度，就無(wú)法提供有效的持力基礎(chǔ)，在長(zhǎng)時(shí)間投入使用之后就會(huì)出現(xiàn)沉降。

3.4 地基側(cè)向位移對(duì)沉降的影響

軟土地基沉降主要指的是固結(jié)沉降和側(cè)向位移沉降這兩種。其中固結(jié)沉降和土壤的應(yīng)力有很大的關(guān)系。而側(cè)向位移沉降和路基的荷載應(yīng)力的剪應(yīng)力有一定的關(guān)系。一旦外荷載增長(zhǎng)的速度過快就會(huì)引起側(cè)向變形，由此可見側(cè)向變形的沉降問題和施工速度也有一定的關(guān)系。施工速度過快就使得填土荷載超出了地基的極限承載力，會(huì)出現(xiàn)側(cè)向位移[3]。

3.5 原材料的因素

原材料問題也是影響高速公路路基質(zhì)量的主要因素之一。原材料當(dāng)中的填料會(huì)決定公路路基沉陷的幅度。在施工當(dāng)中，部分施工單位為節(jié)省成本可能會(huì)在原材料當(dāng)中添加一些其他的材料，其中的一些有機(jī)物導(dǎo)致了原材料的成分發(fā)生變化。一旦原材料的密度發(fā)生了變化，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)公路路基的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性發(fā)生變化。由于，混凝土的收縮發(fā)生變化的原因比較多，可能會(huì)在不同因素的影響下，混凝土的松弛系數(shù)也發(fā)生了相應(yīng)變化。如果公路的混凝土原材料成分選擇不合理，混凝土的收縮性就會(huì)發(fā)生變化，公路的裂縫就會(huì)不斷地?cái)U(kuò)大。一旦出現(xiàn)了暴雨和暴雪天氣，公路的積水情況就會(huì)加重，公路的路基就會(huì)發(fā)生沉降對(duì)高速公路的路基造成二次傷害[4]。

4 高速公路路基沉降施工控制技術(shù)分析

4.1 加強(qiáng)施工前的準(zhǔn)備工作

在高速公路施工之前，施工單位需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。首先需要對(duì)標(biāo)段內(nèi)的路段進(jìn)行勘察，對(duì)需要特殊處理的軟弱地基、填挖交界處等區(qū)域，施工之前需要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行反復(fù)核對(duì)，對(duì)遺漏的資料進(jìn)行處理。管理人員需要深入施工現(xiàn)場(chǎng)，了解地基施工大體情況，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況去制定合理的施工方案，對(duì)施工人員、機(jī)械設(shè)備和施工材料進(jìn)行合理的安排。在施工當(dāng)中如果出現(xiàn)問題需要及時(shí)上報(bào)，并選擇最佳的施工方案，減少路基沉降問題的出現(xiàn)。

4.2 提高施工材料質(zhì)量，選擇科學(xué)施工技術(shù)

站在高速公路施工角度來(lái)分析，所用的施工技術(shù)都是為了提高施工質(zhì)量，但是施工質(zhì)量的把控并不僅限于施工技術(shù)，需要從施工材料等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控。在高速公路施工當(dāng)中，路面路基質(zhì)量對(duì)于整個(gè)高速公路路面質(zhì)量有著決定性作用。施工人員需要選擇科學(xué)合理的施工技術(shù)，比如說高壓噴射法、水泥攪拌法等技術(shù)，來(lái)確保工程質(zhì)量。

4.3 地基的合理處理

為了提高高速公路沉降段路基施工的合理性，施工人員需要對(duì)水文條件進(jìn)行合理的控制。在施工當(dāng)中，首先需要對(duì)路基路面的積水進(jìn)行處理，安裝相應(yīng)的排水系統(tǒng)。在安裝排水系統(tǒng)時(shí)可以和周圍其他的水體組織進(jìn)行連接，根據(jù)路基實(shí)際的水文情況來(lái)安裝排水系統(tǒng)。

4.4 回填施工技術(shù)的應(yīng)用

回填技術(shù)對(duì)于高速公路工程當(dāng)中的沉降段路基路面施工來(lái)說比較重要。在回填時(shí)需要對(duì)材料進(jìn)行選擇，施工人員需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸條件和高速公路的實(shí)際荷載能力進(jìn)行有效分析。在填土施工結(jié)束之后需要對(duì)地基進(jìn)行保養(yǎng)。因?yàn)榛靥畈牧现g存在很多的差異性，所以在施工之前需要對(duì)地基的強(qiáng)度進(jìn)行檢查，需要選擇合適的建筑材料才能保證施工質(zhì)量。除此之外，回填料還需要具有一定的水分含量和防滲性能。在路堤回填當(dāng)中一般都是選擇砂石類型的材料，后臺(tái)填料中需要一些有剛度的材料。除此之外，在回填之前，需要對(duì)材料和土質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，盡量不要選擇黏性比較小、水分比較高的材料[5]。

4.5 軟弱地基處理管理

丘陵地帶會(huì)因山間滲水而產(chǎn)生軟弱地基，這對(duì)高速公路質(zhì)量的影響比較大。另外，軟弱地基施工的沉降值的比例比較高，對(duì)整個(gè)路段的路基沉降影響也比較大。由此可見，軟弱地基處理對(duì)于高速公路路基沉降的影響比較大。因此，在施工當(dāng)中施工人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的施工條件去制定合理、科學(xué)的施工技術(shù)。通過科學(xué)的施工方案對(duì)軟弱地基區(qū)域進(jìn)行施工，降低沉降率。

4.6 提高公路施工質(zhì)量管理

公路路基沉陷的原因有很多，公路路基填料質(zhì)量的不合格是導(dǎo)致公路路基沉降的主要原因，所以把控路基填料質(zhì)量是防治公路路基沉降的主要措施。因此，在施工當(dāng)中，施工單位需要按照施工要求，保證原材料質(zhì)量，嚴(yán)厲禁止出現(xiàn)偷工減料、摻入雜質(zhì)的問題出現(xiàn)。除此之外，做好日常養(yǎng)護(hù)工作也是提高公路路基質(zhì)量的主要措施。在冬季當(dāng)中需要防治暴雨和暴雪天氣，夏天注意暴曬。同時(shí)，施工人員也需要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查。

4.7 灌漿

在灌漿開始之前，施工單位需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，其主要包含對(duì)機(jī)械設(shè)備、電力設(shè)備和建筑材料的檢測(cè)。對(duì)于高速公路灌漿工作一般會(huì)選擇單管灌漿方式，一般在灌漿當(dāng)中出現(xiàn)了跑漿的情況需要立即停止灌漿，等到完全凝固之后再次去進(jìn)行灌漿操作。需要注意的一點(diǎn)是，第二次灌漿時(shí)需要對(duì)灌漿的比例進(jìn)行重新調(diào)配，保證它的性能和第一次灌漿的性能保持一致，防止灌漿凝結(jié)之后出現(xiàn)裂縫。

4.8 做好路基監(jiān)測(cè)工作

在高速公路施工當(dāng)中，需要嚴(yán)格地對(duì)高速公路路基沉降問題進(jìn)行控制。在施工當(dāng)中需要注意高速公路的施工交界位置，運(yùn)用相應(yīng)的沉降方式提高公路路面的穩(wěn)定性。在施工當(dāng)中，施工人員可以采用水泥粉噴樁復(fù)合地基方式來(lái)降低施工成本。在施工的過程當(dāng)中，需要對(duì)軟層路基進(jìn)行處理，降低高速公路路基沉降風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，在高速公路施工當(dāng)中，還可以采用壓實(shí)機(jī)械對(duì)高速公路的路基進(jìn)行碾壓，并對(duì)已經(jīng)壓實(shí)的公路進(jìn)行維護(hù)。

4.9 優(yōu)化控制路基荷載重量

為了提高高速公路路基的承重力，在施工當(dāng)中可以采用沖碾補(bǔ)壓式方法，以此來(lái)提高高速公路路基的均勻性，降低沉降率提高路基的穩(wěn)定性。沖碾補(bǔ)壓式方法是一種新型的工藝節(jié)能方法，這種方式可以提高工程質(zhì)量，解決公路沉降、變形問題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路的路基沉降問題是高速公路施工當(dāng)中的常見問題之一。這個(gè)問題會(huì)嚴(yán)重影響到車輛的運(yùn)行安全，所以使用路基沉陷處理技術(shù)來(lái)提高道路質(zhì)量刻不容緩。因此，在施工之前施工單位需要對(duì)高速公路出現(xiàn)的路基沉降原因進(jìn)行分析，積累經(jīng)驗(yàn)并找到相應(yīng)的解決方案，以此來(lái)提高高速公路的通行能力。