高填方路基沉降變形預(yù)測(cè)及控制標(biāo)準(zhǔn)分析

鄭明強(qiáng) 高建平

摘要： 社會(huì)在進(jìn)步，我國高速公路的建設(shè)隨之不斷發(fā)展，延伸范圍越來越大，與此同時(shí)，也因?yàn)榈貏?shì)的不同選用了高填方路基的方法。實(shí)際施工中，高填方路基也凸顯出了諸多的問題，尤其是在沉降變形預(yù)測(cè)與控制標(biāo)準(zhǔn)方面。建筑企業(yè)結(jié)合實(shí)際的情況，審視了工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)，找到施工中的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)高填方路基沉降的影響因素及時(shí)做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，嚴(yán)格按照控制標(biāo)準(zhǔn)操作，提升整體的建筑質(zhì)量，滿足社會(huì)多樣化的需求。

關(guān)鍵詞：高填方;沉降變形預(yù)測(cè);控制標(biāo)準(zhǔn);分析探究

一、前言

經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下，公路這一基礎(chǔ)建設(shè)給人們的工作與生活帶來了便利，其施工質(zhì)量直接關(guān)系人們出行的安全。我國的部分公路施工中，受到地形起伏等因素限制，開始運(yùn)用高填方路基的方式，以節(jié)約土地資源、避免了環(huán)境的破壞[1]。但是，高填方路基施工中經(jīng)常出現(xiàn)沉降變形的情況，影響公路的質(zhì)量，需要建筑企業(yè)合理運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)其分析、計(jì)算，實(shí)施有效的控制，才能保證解決安全問題，提升施工水平。企業(yè)要根據(jù)施工地區(qū)的實(shí)際情況，將時(shí)間與空間結(jié)合，做好沉降變形的預(yù)測(cè)，保證了施工的質(zhì)量，滿足的人們的需求也提升了安全性。

二、高填方路基沉降變形機(jī)理

建筑企業(yè)在公路施工中，地基受到工程基礎(chǔ)荷載影響而產(chǎn)生內(nèi)部的變形，隨之出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，也就是所謂的基礎(chǔ)沉降[2]。天然土壤的結(jié)構(gòu)是眾多的礦物質(zhì)顆粒組成的，其中有許多的縫隙，也充滿了水、氣，形成了一個(gè)完整的體系。當(dāng)土壤顆粒與水組合，加上顆粒之間有膠結(jié)物，而構(gòu)成了土骨架。施工時(shí)，土體受到了外界荷載的作用，開始發(fā)生連鎖的反應(yīng)，首先天然土體系中水承受住一定的荷載，然后剩余的荷載則被土骨架分擔(dān)。在荷載持續(xù)不斷的作用下，孔隙間體積逐漸變小、土顆粒開始重新排列，導(dǎo)致整體的骨架開始錯(cuò)動(dòng)不穩(wěn)，出現(xiàn)了高填方路基沉降變形的情況。

此外，土壤中部分黏性土的厚度大，水開始滲出，孔隙間的水壓逐漸降低，不斷在土層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部傳遞，形成了不穩(wěn)定性[3]。土體結(jié)構(gòu)受力為后，開始出現(xiàn)不同程度的變形，主要是體現(xiàn)在形狀、體積這兩方面。其中，形狀變形是指土體結(jié)構(gòu)承受了剪應(yīng)力，當(dāng)超過其所能接受的最大限度時(shí)，整體結(jié)構(gòu)開始崩塌，嚴(yán)重?fù)p壞。體積變形是土體結(jié)構(gòu)受到了正應(yīng)力，使體積被壓迫而變小，但不會(huì)損壞到整體的結(jié)構(gòu)。實(shí)際施工中，沉降量較大說明土體容易被壓縮，同時(shí)，荷載小，那么沉降情況就不明顯。

三、高填方路基沉降變形預(yù)測(cè)

基于對(duì)高填方路基沉降變形機(jī)理的了解，建筑企業(yè)要根據(jù)施工路段的實(shí)際情況及工作環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的分析，做到全方位的預(yù)測(cè)，以提升項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

（一）施工路段監(jiān)測(cè)點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)

建筑企業(yè)在進(jìn)行路基沉降變形預(yù)測(cè)時(shí)，需要在施工路段設(shè)立多個(gè)觀測(cè)斷面，保證了解整條線路所在的土體結(jié)構(gòu)，才能得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。工作人員沿路縱向設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，將分層標(biāo)、地面沉降板等埋在路基中央[4]。此路段兩側(cè)的邊坡應(yīng)埋設(shè)分層沉降板，同時(shí)將水平位移邊樁設(shè)置在路基坡處。在做好這些準(zhǔn)備后，在建筑施工前后設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)，了解周圍的環(huán)境，最后開始進(jìn)行沉降量的預(yù)測(cè)，以保證得出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，給企業(yè)提供科學(xué)的依據(jù)，從而找到有效的處理辦法。

（二）探究高填方路基沉降的特點(diǎn)

根據(jù)路基的沉降特點(diǎn)，建筑企業(yè)采用了與之相符的預(yù)測(cè)辦法。高填方路基施工中，根據(jù)沉降的規(guī)律，企業(yè)發(fā)現(xiàn)隨著建筑高度的增加，變形的現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。施工中的荷載量給土體結(jié)構(gòu)帶來了一定的壓力，也使路基出現(xiàn)了沉降的情況，同時(shí)分層路基中的厚度大，那么沉降量也隨之變大[5]。路基在施工受到持續(xù)的壓力，加上原路基的影響，使沉降量不斷變化，需要企業(yè)注意觀察與預(yù)測(cè)。如果原路基是軟土結(jié)構(gòu)，那么沉降情況會(huì)更加明顯，隨著土體被壓縮變形，那么離路基中線越近，沉降現(xiàn)象越嚴(yán)重。這時(shí)，兩側(cè)的沉降量雖然較小，但是在土質(zhì)不均勻的路段中，土質(zhì)軟的區(qū)域變形也會(huì)明顯。因?yàn)槌两盗颗c土結(jié)構(gòu)的密度等有著關(guān)系，那么，加強(qiáng)下層路基的壓實(shí)度，在一定程度上加快沉降速度，建筑企業(yè)對(duì)其進(jìn)行有效的處理，提升了路基的穩(wěn)定與安全性。

（三）實(shí)施監(jiān)測(cè)施工情況

建筑企業(yè)在施工時(shí)，將天然路基進(jìn)行了換填，根據(jù)之前設(shè)置的地面沉降板的觀測(cè)，得到了在不同高度時(shí)沉降變形的數(shù)據(jù)[6]。企業(yè)根據(jù)施工的要求，結(jié)合變化的沉降量，通過觀測(cè)留意沉降速度是否在每晚1.0 cm這個(gè)范圍內(nèi)。路基兩側(cè)邊坡的分層沉降板也開始了不斷的變化，企業(yè)以此為依據(jù)了解到了此路段的分層沉降數(shù)據(jù)。分層沉降板的變化下，建筑企業(yè)得到了土體縱向的沉降量，以預(yù)測(cè)施工時(shí)可能出現(xiàn)的變形情況，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備與處理措施。土體斷面皮腳的水平位移柱可以完成相應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作，以得到坡角的水平位移速度（如圖1所示），看此數(shù)值是否小于0.5 cm/晝夜。通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，如果每天的水平位移速度超過了這個(gè)規(guī)定的數(shù)值，那么必段停止施工[7]。在預(yù)測(cè)時(shí)，建筑企業(yè)對(duì)于埋設(shè)的設(shè)備等，都要做到初始數(shù)值的記錄，每一個(gè)施工環(huán)節(jié)完成后，都要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直到整個(gè)工程的完成。在施工中，如果遇到了特殊原因而停止施工，那么每3天對(duì)沉降板進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性，以提升后期施工的質(zhì)量。

四、高填方路基沉降控制標(biāo)準(zhǔn)分析

（一）規(guī)范天然地基處理標(biāo)準(zhǔn)

施工時(shí)，建筑企業(yè)除了要對(duì)沉降變形進(jìn)行預(yù)測(cè)之外，還要嚴(yán)格按照沉降進(jìn)行相應(yīng)的操作與處理，才能保證高填方路基的整體質(zhì)量。在對(duì)天然路基進(jìn)行處理時(shí)，要根據(jù)土體的結(jié)構(gòu)，選用合理的辦法，尤其是軟土地，要特別注意。天然土體在處理后，企業(yè)要對(duì)其強(qiáng)度、穩(wěn)定性、變形現(xiàn)象等方面進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)注意與水結(jié)合后的情況，保證滿足沉降標(biāo)準(zhǔn)[8]。實(shí)際處理中，建筑企業(yè)會(huì)遇到不同情況的路段，就應(yīng)選用最恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎ?，要考慮到地區(qū)的氣候、環(huán)境、地質(zhì)條件、施工材料、設(shè)備等。根據(jù)多方面的分析，建筑企業(yè)可以結(jié)合實(shí)際情況，運(yùn)用表層處理法，控制施工時(shí)變形的情況，有利于提升土體的抗滑能力，保證了施工的穩(wěn)定性。沉降控制的辦法中，還有固結(jié)排水、凝固、反壓護(hù)道等多種方法，需要企業(yè)根據(jù)施工與土體的情況進(jìn)行選擇，提升高填方路基的質(zhì)量。

（二）壓實(shí)度與填料的控制標(biāo)準(zhǔn)

壓實(shí)度這一方面，建筑企業(yè)根據(jù)公路的承載力及其強(qiáng)度來操作，同時(shí)還要結(jié)合施工的進(jìn)程與速度，才能符合沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。建筑企業(yè)在進(jìn)行分層施工時(shí)，對(duì)前一層進(jìn)行壓實(shí)（如圖2所示），然后待其強(qiáng)度、深度滿足了標(biāo)準(zhǔn)后，再開始疊加第二層，做到逐層操作。對(duì)每一層都要進(jìn)行壓實(shí)處理，建筑企業(yè)要注意每個(gè)環(huán)節(jié)的操作，使其強(qiáng)度過到控制標(biāo)準(zhǔn)，提升施工的水平與質(zhì)量。壓實(shí)度有所保證，建筑高度增加時(shí)，也能有效的控制沉降量，保證了高填方路基的穩(wěn)定性，滿足了人們對(duì)安全的需求。建筑企業(yè)在控制壓實(shí)度時(shí)，對(duì)于分層施工的填料屬性、密度、含水量等都要有一個(gè)徹底的了解，選用在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的材料。建筑企業(yè)填料的選擇上要嚴(yán)格按照沉降變形控制標(biāo)準(zhǔn)操作。在進(jìn)行填料的選擇時(shí)，要提前做相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，例如，液限、擊實(shí)、承載等，保證其能滿足建筑的需求，減少沉降情況的發(fā)生，提升施工的質(zhì)量[9]。建筑企業(yè)要優(yōu)先選用CBR值較高的填料，同時(shí)要求其中的碎石量要達(dá)到50%左右，施工要注意均勻。建筑企業(yè)要嚴(yán)格把關(guān)，避免使沼澤土、生活或建筑垃圾進(jìn)行填充，而且當(dāng)液限超過40%、塑性超過25的填料也不能使用。

（三）路基施工程序的標(biāo)準(zhǔn)分析

實(shí)際施工中，建筑企業(yè)要根據(jù)對(duì)沉降情況的監(jiān)測(cè)，選用多樣化的辦法計(jì)算出為相應(yīng)的總沉降量，例如，系統(tǒng)分析、地基參數(shù)反演、曲線擬合等。在這些科學(xué)的測(cè)算方法下，建筑企業(yè)結(jié)合施工要求等內(nèi)容，得出了工程完結(jié)全的沉降量。為了保證高填方路基的穩(wěn)定性，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，建筑企業(yè)要在施工完成后，將橋頭堤沉降量控制在10 cm以內(nèi)，長路段在30 cm內(nèi)等。但是，對(duì)于部分路基沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)與計(jì)算時(shí)，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)的誤差等情況，降低了準(zhǔn)確性。

在這種情況下，建筑企業(yè)要根據(jù)實(shí)際沉降的情況，控制分層施工等環(huán)節(jié)的速度，例如，柔性路面基層的處理中，應(yīng)做到三個(gè)月內(nèi)沉降度不超過5 mm/d。施工中，建筑企業(yè)要做到上下行車道的半幅施工，保證另一側(cè)車輛的正常通行，也可以選用全幅的方式，但是要在路側(cè)布設(shè)臨時(shí)通道。建筑企業(yè)要根據(jù)填料位置、稀疏程度等，設(shè)計(jì)好車輛的形式與路線，避免施工荷載對(duì)路基上層的擾動(dòng)。

五、結(jié)束語

建筑企業(yè)高填方路基施工中，經(jīng)常會(huì)遇到土體持續(xù)受到荷載作用而出現(xiàn)沉降與變形的情況，使公路的安全與穩(wěn)定性下降。面對(duì)這種情況，建筑企業(yè)開始重視沉降變形的預(yù)測(cè)工作，對(duì)施工路段的土壤、環(huán)境等做了詳細(xì)的勘察、分析，結(jié)合工程要求，得出沉降量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。建筑企業(yè)以此為依據(jù)，注意觀察每一個(gè)施工環(huán)節(jié)中的沉降量情況，嚴(yán)格按照控制標(biāo)準(zhǔn)，以保證高填方路基的施工質(zhì)量，滿足人們出行的需求，提升了安全性，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

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