高速公路路基沉降及施工控制技術(shù)研究

文 / 煙臺經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心 闞國澤

高速公路作為一種重要設(shè)施，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到使用壽命和行車安全，因此，公路工程施工技術(shù)和施工質(zhì)量日益受到重視。我國國土面積廣大，許多物資都要經(jīng)過高速公路，因此，必須注意高速公路在運(yùn)行過程中的各種問題，公路路基沉降是大多數(shù)高速公路普遍存在的問題，而這種問題在高速公路的建設(shè)和使用中一旦發(fā)生，就難以徹底解決。公路路基沉降會給高速公路上的車輛帶來危害，同時也會影響到我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。所以，有關(guān)部門在建設(shè)高速公路的過程中必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，從根本上解決路基的沉降問題。

高速公路路基建設(shè)現(xiàn)狀

公路建設(shè)中，路基施工是整個工程的基礎(chǔ)和重要組成部分。只要鋪好路基，高速公路建設(shè)才能穩(wěn)步推進(jìn)。公路路基施工中，作業(yè)方式簡單，但施工條件十分艱苦，大部分高速公路一般都是選擇現(xiàn)場施工，為避免對城市居民造成干擾，導(dǎo)致施工條件降低，還有建筑材料運(yùn)輸不方便、施工場地分散、施工場地狹窄等。

公路路基沉降及施工控制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

公路工程是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大項(xiàng)目，對城市的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)起著舉足輕重的作用。交通運(yùn)輸是社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要通道，而我國的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開交通運(yùn)輸業(yè)的支持，因此，對公路的需求日益增長，對工程質(zhì)量的要求也日益提高。但目前，我國高速公路的建設(shè)還面臨著許多問題，如路基沉降問題十分突出，不僅妨礙了高速公路的建設(shè)，而且還給我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了一定的負(fù)面影響。為此，必須深入探討引起路面沉降的原因，并通過相關(guān)的措施，加強(qiáng)對路基沉降的控制技術(shù)研究，從而改善目前的道路工程建設(shè)狀況。過去，國內(nèi)的路基沉降問題一直是國內(nèi)學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，但是，有些學(xué)者把研究工作僅僅停留在表面現(xiàn)象上，而沒有具體的實(shí)施，導(dǎo)致了一些理論知識與現(xiàn)實(shí)生活脫節(jié)，不能保證我國公路路基的沉降問題得到有效解決。目前，為了保證高速公路的安全和穩(wěn)定，必須對路基沉降控制技術(shù)進(jìn)行深入的研究，并提出相應(yīng)的防治對策。

高速公路路基沉降的危害

縮短高速公路使用壽命

公路運(yùn)行中存在的一些問題，如使用時間長、車流量大、部分路段路基施工不穩(wěn)定，路基沉降是常有的事。發(fā)生此問題后，車輛長期碾壓該路段，將導(dǎo)致路基沉降區(qū)塌陷或受力不均嚴(yán)重?fù)p壞，縮短高速公路的使用壽命。另外，高速公路的崩塌將給中國造成經(jīng)濟(jì)損失，并使沿高速公路發(fā)展放緩。

影響高速公路行車安全

路基沉降不僅會導(dǎo)致高速公路壽命縮短、嚴(yán)重路段坍塌，還會威脅來往司機(jī)的生命安全。高速公路橋頭堡有時會有輕微損壞，橋頭會有凸起。由于路基施工不穩(wěn)定，高速公路橋頭結(jié)合部長期受到過往車輛的重力擠壓，導(dǎo)致結(jié)合部沉降，間接部分出現(xiàn)坑洼。

公路路基沉降發(fā)生的原因

事實(shí)上，在高速公路的建設(shè)和運(yùn)營過程中，有許多情況會引起路基沉降。例如路基土層應(yīng)力、土壤雜質(zhì)、當(dāng)?shù)貧夂颉⒙访骈L期被雨水浸泡等。由于路基沉降是造成路基沉降的主要原因，在施工過程中施工人員缺乏嚴(yán)格的操作管理等問題。為此，需要從多個方面分析了高速公路路基沉降產(chǎn)生的原因。

路基土層應(yīng)力

實(shí)際上，路基沉陷的程度和特征是截然不同的。并非所有的高速公路都有相同的路基沉降問題，但一條高速公路的每一段都會有不同程度的沉降。因?yàn)樵诟咚俟飞希┕り?duì)伍的施工條件不同，每條路段的土質(zhì)不同，施工方法也不同，就會產(chǎn)生差異，而且由于路段的不同，路基沉降現(xiàn)象也會不同。

由于每個施工隊(duì)的施工方法不同，有的施工隊(duì)在軟土上施工，有的施工隊(duì)在硬土上施工。施工隊(duì)選擇軟土施工時，其施工方法是擠壓相應(yīng)的路基。但由于軟土結(jié)構(gòu)不固定，后期高速公路運(yùn)營過程中，軟土結(jié)構(gòu)路基會受到較長時間的擠壓。當(dāng)壓力超過軟土結(jié)構(gòu)可接受的應(yīng)力時，該路段將出現(xiàn)路基沉降問題。但采用硬土進(jìn)行路基施工可以避免土體受力的問題，因?yàn)橛餐帘旧淼墓探Y(jié)壓力較高，所以只要施工時沒有車輛超載或裂縫，硬土路基可以長期使用，但可能需要太長時間才會造成路基輕微沉降。

土壤因素引起的路基沉降

由于我國高速公路覆蓋面廣，建設(shè)過程中，各路段的土質(zhì)會有所差異，施工隊(duì)一般利用附近的土層，以趕上工期。但施工現(xiàn)場附近土壤雜質(zhì)過多，會導(dǎo)致路基不能壓實(shí)。而且土壤還沒有細(xì)化，會直接應(yīng)用到路基施工中，導(dǎo)致土壤耐受性較弱。此外，由于多年的風(fēng)吹雨打，路基土?xí)饾u變松。

氣候條件引起的路基沉降

由于我國國土面積廣，施工時間長，導(dǎo)致路基因溫度變化而沉降。由于一條高速公路能覆蓋很大的范圍，會造成建設(shè)周期較長，從春季到夏季，從春季到夏季都會進(jìn)行大量的建設(shè)。

由于施工期間，部分路段將在冬季凍土條件下施工，因冬季土壤結(jié)冰。路中間有凍水，但為了順利完成工期，施工隊(duì)明知土中有凍水，仍對路基進(jìn)行施工，導(dǎo)致春季氣溫上升，土中凍水溶解，土中含水量過高，公路無法承受壓力，導(dǎo)致路基沉降。

路基下沉的防治及處理措施介紹

換填土復(fù)填法介紹

前面已經(jīng)提到了路基土中存在雜質(zhì)的影響，因?yàn)殡s質(zhì)混入土中會引起路基土結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，從而造成路基的下沉。針對混合雜土不覆蓋深、不影響路基下臥土層的特點(diǎn)對路基沉降在后期考慮時，可以采用換填方法解決路基的沉降問題。

方法是更換覆蓋在路基頂層的雜土，重新挖出原來的雜土，然后在原來的位置重新填筑符合要求的新土，做好準(zhǔn)備。一般選用重填土，質(zhì)量較好的亞粘土與碎石土一起回填?；靥罘ㄊ┕び邢鄳?yīng)的規(guī)定，必須將雜質(zhì)土完全挖空，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)向下挖一段，保證整個路基土層土質(zhì)良好。

灌漿法介紹

前一種方法僅適用于較輕的沉降，防止路基沉降。對大面積的地基沉降較大不能進(jìn)行回填，可用注漿法修復(fù)。注漿施工是指采用特殊的填充液，通過水壓力等對路基內(nèi)部進(jìn)行灌溉。路堤鉆孔后，向路基土層注入充填液。在一定時間內(nèi)，填充液滲入路基土層的縫隙和裂縫中，通過風(fēng)干固化使路基土層結(jié)構(gòu)重組固化，增加路基穩(wěn)定性，使路基防水，從而防止路基沉降惡化。

探究解決高速公路路基沉降的施工技術(shù)

做好強(qiáng)夯工作

在公路工程建設(shè)中，要加強(qiáng)對路基的沉陷控制，必須做到以下幾點(diǎn)：第一，在高速公路建設(shè)前期進(jìn)行地質(zhì)勘察。在工程前期，為了更精確的進(jìn)行工程建設(shè)，必須對地基和周圍的工程地質(zhì)條件進(jìn)行全面的勘察，從而為工程的實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)，同時也要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。第二，要把土地弄平。在高速公路建設(shè)初期，必須進(jìn)行強(qiáng)夯處理，清除地基中的垃圾，保證工程現(xiàn)場的清潔、清潔。第三是要注意防滲。在施工前期，必須在基坑旁開挖排水溝。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，為了防止工程中出現(xiàn)的孔隙水壓力，必須在路基表層鋪上碎石或砂礫墊層。四是在施工過程中，必須嚴(yán)格遵守施工規(guī)程。結(jié)合深層土、中層土、表層土的加固工藝，在最后一次強(qiáng)夯施工結(jié)束后，采用低能量的方法進(jìn)行多次夯擊。

采用周期性沉降觀測技術(shù)

對高速公路路基進(jìn)行定期監(jiān)測，可減少路面沉降的發(fā)生?？傊?，要把監(jiān)測工作貫徹到整個路堤的建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)對整個工程的無縫化、全過程的監(jiān)測。在公路建設(shè)過程中，技術(shù)人員既能對已建成或正在進(jìn)行的路基沉降進(jìn)行分期、分期的監(jiān)測，而且最主要的觀測手段是已建好的路基與在建的路基之間的銜接段，所以采用更為科學(xué)的方法進(jìn)行沉降指數(shù)的測定。在工程完工后，技術(shù)人員要經(jīng)常利用專用的儀器對地基的沉降量進(jìn)行測量。

科學(xué)選擇施工回填材料

在公路建設(shè)過程中，回填材料的選擇和工程建設(shè)的科學(xué)性將極大地影響路基的質(zhì)量?？偟膩碚f，下沉段路基的地質(zhì)條件與上部結(jié)構(gòu)正常路基段有很大不同。利用回填土施工下沉段路基，可有效提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

路基施工企業(yè)需要嚴(yán)格結(jié)合施工路段的地質(zhì)、水文因素，采用更合適的回填材料，在施工前期對巖土工程進(jìn)行檢測，特別注意實(shí)測路基滲水等問題，結(jié)合相關(guān)參數(shù)不斷調(diào)整回填材料，確保在后期使用過程中能夠滿足路基加固的質(zhì)量要求。其次，在利用回填土加固路基的過程中，工作人員要嚴(yán)格遵循不同材料廠家提供的技術(shù)工藝手冊，科學(xué)規(guī)范地進(jìn)行施工，確?；靥钔聊芘c路基有機(jī)結(jié)合，達(dá)到良好的加固效果。

結(jié)語

總之，為了更好地減少高速公路路基的沉降，有必要在施工過程中詳細(xì)分析其影響原因。各方面都要加強(qiáng)控制和管理，加強(qiáng)施工期間的控制，通過加強(qiáng)材料和人員的管理，在健全的制度約束下保證工程質(zhì)量，有效減少各種質(zhì)量安全問題，從而為今天的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有利條件。路基沉降發(fā)生在公路使用過程中不可避免。必須采用先進(jìn)的施工控制技術(shù)來加強(qiáng)路基的承載能力，從而降低路基沉降的發(fā)生概率，使公路更加穩(wěn)定安全，減少公路建設(shè)資金的投入。因此不難發(fā)現(xiàn)，用施工控制技術(shù)改善公路路基沉降，可以帶來良好的綜合效益，真正實(shí)現(xiàn)我國交通運(yùn)輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。