淺談公路沉降段路基路面施工技術(shù)

吳才勇

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 引 言

在我國的公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，公路工程的重要性不言而喻，是我國交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，為社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。但是在公路工程施工過程中，受到各種因素的影響，導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉降不均勻的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響過往車輛通行的安全性和舒適度。因此，研究分析公路沉降段路基路面施工技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 影響公路路基路面沉降的因素

2.1 自然因素

(1)地質(zhì)條件：對于公路工程而言，施工區(qū)域的地質(zhì)條件不僅會影響整個公路路線的規(guī)劃設(shè)計(jì)，而且還會對路基的設(shè)計(jì)產(chǎn)生較大影響。尤其是不良地質(zhì)區(qū)域，本身地層的穩(wěn)定性較差，承載能力較多，如果在路基施工階段，不能采取有效的治理措施對不良地質(zhì)進(jìn)行治理，勢必導(dǎo)致路基路面出現(xiàn)沉降、塌陷等質(zhì)量事故。

(2)水文條件：包括地表水以及地下水在內(nèi)的水文條件都會對路基的穩(wěn)定性造成不良的影響，一旦處理不當(dāng)，勢必導(dǎo)致地基出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)沉降、塌陷等問題。

(3)氣候條件：影響公路路基路面的氣候條件包括溫度、雪災(zāi)等氣候條件，由于這些氣候的四季變化，導(dǎo)致路基的水溫也處于變化當(dāng)中，受到溫差梯度的影響，會使得地基當(dāng)中土體的濕度發(fā)生變化，進(jìn)而影響路基的穩(wěn)定性。

(4)土壤類別：作為公路工程路基施工的主要材料之一，土壤類別對路基路面的影響程度最大。如紅砂巖本身的壓實(shí)度較低，且特別容易在雨水的滲透下發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，一旦應(yīng)用到路基工程施工當(dāng)中，勢必導(dǎo)致路基出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。而砂石雖然表面比較松散且粘結(jié)性較差，但是其具有高強(qiáng)度，高水穩(wěn)定性特點(diǎn)，是公路工程路基填筑的最佳材料之一。

2.2 人為因素

(1)荷載因素：對公路路基而言，本身的荷載主要分為靜載和動載兩種類型。前者主要是路基路面的自重產(chǎn)生的，隨著其內(nèi)部的應(yīng)力呈現(xiàn)遞增趨勢；后者則主要是來源于公路通行時的車輛荷載，其在路基內(nèi)部呈現(xiàn)出遞減趨勢。一旦路基長期處于超過其本身的承受荷載上限的環(huán)境當(dāng)時，勢必影響其穩(wěn)定性，導(dǎo)致沉降、裂縫等病害的發(fā)生。

(2)施工工藝：在公路工程施工過程中，采用科學(xué)的、合理的施工工藝，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，是保障路基路面穩(wěn)定性的重要措施。一旦在施工過程中，填筑方法不當(dāng)、填筑速度過快或者壓實(shí)不充分等，都會嚴(yán)重影響路基本身的穩(wěn)定性，導(dǎo)致沉降等病害的發(fā)生。

3 實(shí)例分析公路沉降段路基路面施工技術(shù)

以某高速公路工程為例，本工程在建設(shè)期間，充分考慮土質(zhì)、施工、環(huán)境等因素對路基路面施工的影響，結(jié)合沉降標(biāo)準(zhǔn)分級，將路基劃分為輕微、低、中和高四個級別。根據(jù)不同沉降等級的路基路面施工區(qū)域，采用不同的施工方法來控制沉降。為了不影響整個工程的施工進(jìn)度，計(jì)劃通過選取兩個試驗(yàn)沉降路段，重點(diǎn)對中、高兩個等級的沉降施工技術(shù)進(jìn)行控制研究。

3.1 沉降等級劃分及試驗(yàn)路段的選取

(1)沉降控制指標(biāo)：結(jié)合有關(guān)研究表明，實(shí)現(xiàn)沉降的有效控制，主要是基于公路建設(shè)通車后沉降的絕對值以及相對值兩個參數(shù)。而影響路基出現(xiàn)沉降的因素有很多種，為了便于同意路基的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，大多采用變坡率作為路基路面的沉降控制指標(biāo)，即變坡率，該行公式中y0代表路基路面中的沉降量，y1代表路基路面的邊緣沉降量，b則代表沉降區(qū)長度的一半。結(jié)合當(dāng)前公路的建設(shè)質(zhì)量要求，變坡率l低于0.23%時，公路的路面橫坡以及平整度均符合安全通車的要求。

(2)沉降等級分級：受到不同沉降量的影響，路面可能會出現(xiàn)不同程度的病害現(xiàn)象。因此，結(jié)合材料的疲勞性要求，將變坡率0.23%作為沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的最低限要求(如表1所示)。其中沉降等級為“輕微”、“低”的路基路面區(qū)域，路面本身不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的破壞，可以適當(dāng)采取輕微處理或者不處理措施。而對于“中”以及“高”等級的沉降路段，路面結(jié)構(gòu)層所產(chǎn)生的附加應(yīng)力較高，可能會破壞路面結(jié)構(gòu)，需要采取一定的控制措施，降低路面的沉降量。

表1 公路沉降分級一覽表

(3)結(jié)合本工程的實(shí)際情況，最終選取“6標(biāo)”、“19標(biāo)”的沉降段作為實(shí)驗(yàn)路段。

3.2 試驗(yàn)段的路基路面施工技術(shù)

結(jié)合沉降等級來看，本標(biāo)段的沉降等級為“中”級。因此，在路基路面施工過程中采取了以下施工技術(shù)。

(1)地基處理：在施工之前，需要對原不良地面進(jìn)行全面的清理，包括腐殖土、雜草等異物，并在清除后對路面進(jìn)行碾壓處理。臺階開挖時，采用機(jī)械為主、人工輔助的方式進(jìn)行開挖，形成臺階后先對臺階進(jìn)行壓實(shí)，進(jìn)一步提高路基的整體穩(wěn)定性。

(2)強(qiáng)夯處理：在路基填筑過程中，采用分層填筑強(qiáng)夯的方式進(jìn)行施工，強(qiáng)夯錘的重要量25 t，垂直落距為6 m，夯擊時產(chǎn)生的夯擊能高達(dá)1 500 KN/m。強(qiáng)夯施工過程中，單層夯擊的厚度控制在4～6 m，每層夯擊的次數(shù)至少為3遍，第一遍采用點(diǎn)夯的方式進(jìn)行，第二遍采用插夯方式，相鄰夯點(diǎn)之間的距離為4.0 m，呈梅花形布置，每點(diǎn)至少進(jìn)行6～8擊。最后進(jìn)行滿夯處理，錘印彼此搭接50%(如圖1)。

圖1 單層夯點(diǎn)布置示意圖

(3)臺階開挖，鋪設(shè)土工格柵：路床底面填挖交界點(diǎn)超挖10 m，通過在路床頂面、底面各進(jìn)行一層土工格柵的施工，然后對填挖交界處進(jìn)行臺階開挖施工，確保臺階的寬度高于2 m，并向內(nèi)傾斜4%，每兩個臺階鋪設(shè)一層土工格柵，長度控制在10 m。最后采用鋼筋釘對土工格柵進(jìn)行固定，間隔距離控制在20 cm。所選用的土工格柵本身的抗拉強(qiáng)度應(yīng)該50 KN/m，延伸率不高于4%。

3.3 沉降觀測

為了驗(yàn)證施工技術(shù)的有效性，為正式路段的建設(shè)施工提供依據(jù)，本工程對試驗(yàn)段的路基路面沉降進(jìn)行了測量，主要包括采用地表型沉降計(jì)對地表的沉降量進(jìn)行觀測，利用地表水平位移樁對地表的水平位移量、隆起量等進(jìn)行觀測。觀測結(jié)果如表2所示。由此看來，采取了有效的防沉降措施之后，有效的降低了路基路面的沉降量，滿足了工程設(shè)計(jì)的要求，提高了公路工程的施工質(zhì)量和使用壽命。

表2 施工后沉降觀測記錄

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各類公路工程項(xiàng)目日漸增多。在公路工程施工過程中，為了有效的避免路面出現(xiàn)沉降、塌陷等問題，應(yīng)當(dāng)采取有效的施工技術(shù)措施，提高沉降段的路基路面施工質(zhì)量。因此，相關(guān)工作者應(yīng)對常見的影響路基路面穩(wěn)定性的因素進(jìn)行深入分析，采取有效的施工工藝和監(jiān)督管理措施，提高路基路面的施工質(zhì)量，確保公路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。