公路路基路面沉降原因及施工控制要點研究

文/湯紅

1 前言

在我國公路交通運行壓力不斷增大的背景下，項目建設施工質(zhì)量控制要求也不斷提升，但是由于技術層面影響，使得公路路基路面在長期運行中出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，從而給交通運行安全帶來較大隱患。路基沉降分為兩類，第一類為自然固結(jié)沉降，第二類為施工過程控制不當造成，第一類沉降為自然現(xiàn)象不可避免，因此從施工層面落實控制措施，完善技術管理體系，盡量規(guī)避人為因素影響帶來的質(zhì)量問題，是公路工程建設開展的基本要求。

2 公路路基路面常見質(zhì)量問題

2.1 公路路基常見質(zhì)量問題

公路路基在實際運行中出現(xiàn)問題主要集中在下沉方面，在發(fā)現(xiàn)而不及時或處理不當?shù)那樾蜗?，會對行車安全帶來較為明顯的負面影響。路基沉降現(xiàn)象多存在于路面兩側(cè)位置，由于受力不夠均勻，使得路面整體斷裂，影響公路交通的正常運行。同時，在公路工程建設較為復雜的區(qū)域，還存在有軟土層地質(zhì)結(jié)構，施工過程中如果處理不當，同樣會在后續(xù)運行過程中出現(xiàn)問題。這些問題產(chǎn)生的原因，主要是由于施工技術應用不當或者養(yǎng)護措施不到位造成的[1]。

2.2 公路路面常見問題

公路路面常見問題較為復雜，通常情形下，有路面裂縫、路面沉降不平、路面隆起等多種現(xiàn)象。首先是路面開裂問題，路面開裂是公路路面運行過程中較為常見的問題，開裂時間、開裂程度和類型都存在明顯不同，多數(shù)情形下，開裂現(xiàn)象多出現(xiàn)于高填方及開挖少的施工區(qū)域，對道路交通安全產(chǎn)生明顯影響；其次是路面沉降問題，這主要是由于路面施工精細化程度不足、路基建設質(zhì)量不當造成的，在沉降較為嚴重的區(qū)域，不僅會影響駕駛舒適性、造成通行緩慢等問題，還會使得安全隱患加大、事故增加；最后是路面隆起現(xiàn)象，這主要是由于施工技術選用不當、施工材料不合理或天氣因素等造成的，同樣會對交通運行安全造成影響。由此可以看出，公路路基路面沉降問題所帶來的影響較為明顯，是公路工程施工中需要重點控制的方面。

3 公路路基路面沉降機理

3.1 路基變形機理

公路路基變形多存在于溝壑地區(qū)，由于這種地質(zhì)條件下的土壤結(jié)構相對較為松軟、密度較低，在工程施工過程中，如果不能合理控制填料質(zhì)量，或者在施工中對填料的壓實不足，填料未能完全深入土壤結(jié)構中，那么在施工材料、壓實度不足及土壤結(jié)構的共同影響下，就會使得路基負荷無法滿足質(zhì)量控制要求。而在實際運行中，重型車輛長期碾壓作用較為明顯，會直接造成路基的變形或下沉[2]。

3.2 路堤變形機理

路堤是路基頂面高于原地面的填方路基，也是公路施工質(zhì)量控制的重要區(qū)域。在工程施工中，通常將普通的粘性土作為臺背填料土。但是，在具體施工過程中，由于地質(zhì)條件、施工環(huán)境溫度、濕度等因素影響，普通粘性土的質(zhì)量難以控制，在公路工程投入運行后，會明顯受到外部因素影響而產(chǎn)生變形現(xiàn)象。同時，在工程施工中，由于填料選擇不當或者壓實不到位，也會造成路堤的變形，影響公路運行安全。

4 公路路基路面沉降現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

4.1 設計因素影響

設計方案是施工組織和質(zhì)量控制的基本依據(jù)，會對路基路面沉降產(chǎn)生直接影響。在設計方案中，如果沒有完全依照相關規(guī)范執(zhí)行，未能綜合考慮施工現(xiàn)場環(huán)境中地質(zhì)條件、溫度等方面因素影響，將會使得施工過程存在偏差。同時，在高填方路基、軟土地基等部位，設計人員還應當有針對性地設計，如果這方面設計不夠合理，將會使得公路在實際運行中出現(xiàn)明顯的沉降現(xiàn)象。另外，在設計方案中，設計人員應當針對不同路段地質(zhì)情況做好施工工藝和材料配比方面的調(diào)整工作，以盡量避免公路路基路面出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。

4.2 路堤部位地基處理不到位

路堤是公路運行過程中較為容易出現(xiàn)沉降的部位，其原因主要集中在如下方面：一是地面的土質(zhì)較為疏松，沒有嚴格依照質(zhì)量控制要求進行壓實處理，在原路面處理不當?shù)那闆r下，就直接進行路堤填筑；二是在地面橫坡比大于1∶5 的特殊路段中，沒有對路面路基進行特殊處理，沒有將路面進行臺階狀改造，使得填料與原路面之間無法充分結(jié)合，最終造成位移現(xiàn)象，使得路基路面出現(xiàn)沉降；三是在施工開始前，對路基表面的處理不夠規(guī)范，沒有完全將雜質(zhì)清理干凈，由此使得路基路面在長期運行中受到破壞，出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象。

4.3 材料選用問題

施工材料選用對施工質(zhì)量具有直接影響，在工程施工中，常會由于兩個方面問題，造成路堤填料與施工要求之間不夠匹配。這方面問題產(chǎn)生主要有兩個方面原因：一是在工程施工前，所選用的填料質(zhì)量無法滿足工程建設基本要求；二是在填料施工時，所選用的施工工藝匹配度不足，從而造成路面壓實度不足，出現(xiàn)路基沉降現(xiàn)象。

4.4 壓實不足

在施工過程中壓實度控制不足是路基路面沉降產(chǎn)生的重要因素之一。多數(shù)情形下，施工人員都能夠依照施工規(guī)范要求進行壓實處理，但是在具體施工中，壓實度受填料水分、施工溫度、機械設備性能及壓實厚度等多方面因素影響，壓實度不足，進而使得地基土層中依然含有大量水分，整體上依然存在明顯的松軟現(xiàn)象，在道路流量較大或大型車輛碾壓時，就會出現(xiàn)明顯的路基沉降現(xiàn)象。

4.5 其他方面因素

公路工程施工工程建設類型和路基路面施工影響因素復雜。例如，在山區(qū)公路施工靠近山體一側(cè)的公路路基中，基礎較為沉穩(wěn)，不會形成明顯的沉降現(xiàn)象，而另一側(cè)多是屬于軟土地質(zhì)類型，土質(zhì)較為松軟，因此施工人員必須對地基進行臺階狀處理，確保路基結(jié)合部施工質(zhì)量滿足實際運行要求，避免裂縫現(xiàn)象的存在。

5 公路路基路面沉降現(xiàn)象施工控制要點

5.1 制定科學的施工組織方案

科學組織施工方案，是確保公路工程建設質(zhì)量的基本前提。在現(xiàn)場施工開始前，施工方要組織施工技術人員和管理人員深入學習設計方案，做好周邊環(huán)境調(diào)查工作，明確地形、溫度、濕度等方面的具體參數(shù)和變化情況，根據(jù)現(xiàn)場情況制定施工方案；針對施工過程中需要重點控制的環(huán)節(jié)，需要有針對性組織，確保施工方案更加嚴密，為工程施工現(xiàn)場管理奠定良好基礎。另外，還要強化施工人員技能培訓工作，對于新型施工技術應用，應當明確技術應用要點，避免由于人為因素造成施工質(zhì)量控制不足。

5.2 強化前期準備工作

在公路工程施工開始前，除了要做好機械設備和人員方面的組織工作外，還應當重點強化路基處理工作。對于施工現(xiàn)場較為混雜，施工條件無法滿足工程建設要求的情況，應當及時清除雜草、石塊及其他影響施工質(zhì)量的雜物。對于橫坡比大于1∶5 的特殊路段，工作人員應當先進行臺階狀處理，根據(jù)工程設計要求和現(xiàn)場情況，確定具體臺階處理方案。通常情形下，臺階設計寬度需要控制在1m 以上，以此才能夠更好地確保臺階穩(wěn)固性，盡量避免沉降現(xiàn)象發(fā)生。

5.3 強化材料質(zhì)量控制

施工材料對公路路基路面沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生具有直接影響，只有從填料質(zhì)量方面入手，才能夠從根本上提升路基路面抗沉降水平，確保公路運行安全。依照當前公路工程施工標準要求，路堤填料的液限指數(shù)應當控制在50 以下，而塑性指數(shù)則應當控制在26 以下，滿足路基施工的基本要求。另外，在填料中不能出現(xiàn)淤泥、腐殖土、凍土等對路基質(zhì)量有影響的土質(zhì)類型。在進行施工澆筑時，相關設計人員應盡量避免復雜的結(jié)構層設計，將劣質(zhì)土層鋪設于下方，而優(yōu)良土層鋪設于上方位置，滿足后續(xù)路面施工要求。

5.4 合理應用土工合成材料

在路基施工中，應當選擇合適的土工合成材料，有效防止路基不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生。以聚乙烯、聚氨酯等人工合成為原材料的土工合成材料，具有較強的抗拉伸性能、耐腐蝕性能，將其應用于軟土路基施工中，能夠提升路基表面的水平剪應力，避免堤身失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生，同時還能夠使荷載分散，提升路基承載力。另外，土工合成材料在應用于路基土質(zhì)邊坡的防護時，可以采用拉伸網(wǎng)草皮、固定草種步和網(wǎng)格固定撒種等方式，能夠有效防止水土流失，達到較好的施工效果。

5.5 強化對路基壓實的處理

路基壓實處理質(zhì)量對路基路面沉降效果控制具有重要影響。在具體施工過程中，施工技術應用需滿足如下方面要求：施工過程要嚴格依照國家和行業(yè)標準規(guī)范進行，確保施工流程組織有序進行，提升整體施工效率；根據(jù)技術要求和施工現(xiàn)場情況選擇合適的機械設備，做好施工過程中填土的含水量和松鋪厚度檢測工作，及時調(diào)整壓實方案，確保壓實度達到設計要求和標準；強化施工質(zhì)量監(jiān)督管理，由專人對每天的施工結(jié)果進行檢查，確保施工質(zhì)量控制達到較高水平。

5.6 加強細節(jié)方面的控制力度

施工細節(jié)方面的控制，能夠盡量避免工程后期運行中出現(xiàn)問題。特殊施工路段的路基處理是施工控制的重點方面，在填土作業(yè)時，必須保持結(jié)構的剛性要求，采用砂石樁法、預壓法或超載預壓法等措施，提升填土作業(yè)質(zhì)量，降低路基沉降現(xiàn)象發(fā)生的概率。另外，在施工過程中，要同步建設對應的排水系統(tǒng)，在確保公路運行安全的前提下，盡量提升最大排水量上限，降低雨水聚集所帶來的侵害程度，對公路路基形成良好的保護作用。

6 結(jié)語

在公路工程施工中，路基路面沉降不僅會對工程建設質(zhì)量造成影響，還會給公路運行安全帶來較大影響。因此，在建設工作開展中，應當從施工方案設計層面入手，構建完善的管理體系，強化基礎處理、材料質(zhì)量控制和特殊路段的質(zhì)量控制，在有效提升工程建設水平的基礎上，盡量減少沉降現(xiàn)象造成的影響，為工程建設和公路交通運行奠定良好基礎，對社會經(jīng)濟發(fā)展起到應有的支撐作用。