基于路基路面不均勻沉降控制的施工技術(shù)要點分析

楊江

摘要 路橋工程的建設(shè)促進(jìn)了國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，給人民群眾的生活帶來了極大便利。然而，隨著汽車載重能力不斷提高，對道路路基路面的質(zhì)量要求越來越高。路橋工程施工及運營過程中若發(fā)生路基路面不均勻沉降，將影響路橋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性及行車安全性?；诖?，文章著重對路橋工程中的沉降段路基路面的施工技術(shù)要點展開深入分析，提出更加科學(xué)、更加合理的技術(shù)措施以提高沉降路面處治效果，旨在為路橋行車安全提供更有力的保障。

關(guān)鍵詞 公路工程項目；不均勻沉降段；沉降控制技術(shù)；技術(shù)要點

中圖分類號 U416.02文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0069-03

0 引言

路橋工程建設(shè)過程中，如果施工人員的專業(yè)技術(shù)能力不足，對路基路面的施工處理不當(dāng)，在外部不確定因素的作用下可能發(fā)生路橋路基路面沉降，給路橋工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性帶來不利影響。因此，必須深入分析路橋工程路基路面不均勻沉降問題的根源，并采取有效措施加以處理才可以最大限度地降低路基路面沉降帶來的負(fù)面效應(yīng)，提高路橋工程的建設(shè)質(zhì)量，更好地保障人民群眾的日常出行安全。

1 沉降段路基路面施工基本要求

需要高度關(guān)注沉降區(qū)域路基路面施工質(zhì)量，采取有效措施應(yīng)對沉降區(qū)域的路基路面可能出現(xiàn)的安全問題，提高路橋結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，有效保證路橋工程的施工質(zhì)量。對于道路橋梁沉降區(qū)域路基路面施工來說，最關(guān)鍵的嚴(yán)格遵守有關(guān)施工規(guī)范，結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況按照施工流程開展施工。需要確保采用的與道路沉降區(qū)域路基路面施工要求相適應(yīng)，施工工序安排合理，同時還要確保施工材料的性能和質(zhì)量符合要求[1]。

2 路基路面不均勻沉降病害原因

2.1 沉降段結(jié)構(gòu)問題

在公路橋梁工程建設(shè)中，采用橋頭搭接法可以有效控制過渡段路基路面的沉降路，防止出現(xiàn)跳車問題。然而在工程實踐中，由于存在諸如結(jié)構(gòu)不夠合理等問題，導(dǎo)致橋頭搭接法難以真正地獲得應(yīng)有效果。若搭接板在橋梁兩端布置不當(dāng)或搭接板低于路面，將增加跳車概率。此外，部分水分會滲入伸縮縫造成回填土體流失，從而造成搭板脫空。當(dāng)承載能力很大時，搭板可能發(fā)生斷裂、彎曲[2]。

2.2 橋臺背填土問題

公路橋梁工程建設(shè)中，橋臺背填土法應(yīng)用最為廣泛。然而，由于施工工藝、填土材料及施工設(shè)備等方面的原因，在工程實踐中，橋臺背填土路段易出現(xiàn)不均勻沉降問題。此外，施工時由于荷載作用，橋臺背填土路段還會產(chǎn)生各種問題，特別是在惡劣天氣下，由于受到強(qiáng)烈的雨水侵蝕，橋臺背填土路段可能產(chǎn)生較大沉降，從而影響路堤的平整性[3]。

2.3 地基沉降問題

“跳車”問題的發(fā)生與路基路面沉降密切相關(guān)?，F(xiàn)代路橋工程建設(shè)過程中針對地基沉降的施工方法很多，若在工程施工初期未進(jìn)行全面深入地實地勘察，對施工現(xiàn)場的地基土質(zhì)情況了解不全面或后期施工時鉆孔深度不夠，都可能導(dǎo)致地基沉降。此外，施工初期的現(xiàn)場勘察階段，若施工勘察人員只根據(jù)過去的工作經(jīng)驗進(jìn)行評價，而未進(jìn)行精確的計量分析，則可能導(dǎo)致地基產(chǎn)生較大沉降[4]。

3 沉降段路基路面施工技術(shù)要點

3.1 沉降段結(jié)構(gòu)設(shè)計

公路、橋梁等工程建設(shè)中關(guān)于沉降區(qū)域路段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)特別關(guān)注以下幾個方面。

（1）應(yīng)根據(jù)公路、橋梁工程施工設(shè)計要求以及具體的施工現(xiàn)場情況，制訂出一套科學(xué)合理的施工設(shè)計方案。

（2）深入分析橋頭路堤區(qū)域的交通流量，將區(qū)域的沉降量納入計算分析范圍內(nèi)，根據(jù)計算結(jié)果決定橋梁搭板長度。施工過程中，若發(fā)現(xiàn)施工設(shè)計方案存在問題，應(yīng)立即停止施工并及時與設(shè)計人員溝通，改進(jìn)施工設(shè)計方案，以確保整體路橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，有效降低路基路面沉降量[5]。

（3）公路橋梁工程施工開始前應(yīng)向建設(shè)單位和施工單位提供技術(shù)指導(dǎo)。做好沉降區(qū)域的施工技術(shù)交底，幫助施工人員更好地了解施工技術(shù)、施工材料等方面的質(zhì)量控制要求，從而有效地控制路橋工程施工質(zhì)量。沉降區(qū)域路基填筑施工設(shè)計方案見圖1。

3.2 排水處理

沉降區(qū)域的路基路面施工過程中還需要設(shè)置配套的排水設(shè)施。通過設(shè)置盲溝、邊溝、截水溝、急流溝等設(shè)施，構(gòu)建完整的排水體系；對于曲線溝槽可以采用混凝土預(yù)制板進(jìn)行加固。對于設(shè)置于地表或地下的排水溝要根據(jù)有關(guān)規(guī)定控制溝槽及管道長度，防止長度超標(biāo)，影響水流分流效果。要想解決路基路面排水問題，首先要全面深入地進(jìn)行現(xiàn)場勘察，了解現(xiàn)場水文地質(zhì)條件，再按照“預(yù)防為主，就地取材”的原則制訂有針對性的排水方案，以減少雨水對路基和路面結(jié)構(gòu)的破壞[6]。

3.3 橋頭搭板施工

橋頭搭板施工應(yīng)重點關(guān)注以下幾點：

（1）根據(jù)橋頭坡度確定搭板長度，有效提高搭板強(qiáng)度，確保其能夠承受車輛載荷，從而減少路基路面沉降。

（2）橋頭搭板施工過程中，若發(fā)現(xiàn)橋頭搭板有脫落現(xiàn)象應(yīng)及時進(jìn)行封堵處理。對于橋頭搭板下部或地基空隙可使用水泥填充，通過砂漿黏結(jié)力增強(qiáng)搭板或地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（3）改進(jìn)橋頭搭板分布：橋頭搭板需設(shè)于路面基層標(biāo)高以下，先澆筑厚16～20 cm的墊層，保證墊層厚度超過搭板寬度50 cm、橋頭末端50 cm。搭板坡度與基底層比率為11∶3[7]。圖2為橋頭搭板的布設(shè)示意圖。

3.4 地基施工方案

對施工現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)勘察，深入分析現(xiàn)場地質(zhì)情況，著重控制好軟土層分布，進(jìn)而制定針對性的施工技術(shù)方案，詳細(xì)說明施工技術(shù)和施工工藝，采用高效的路基加固處治措施。常用的路基加固處治方法有以下幾種：

（1）換填法：對于軟土路基可用挖土機(jī)在原來的地基上挖除軟質(zhì)淤泥和軟土，然后選用合適的材料進(jìn)行回填夯實。

（2）拋石擠淤法：利用片石擠入效應(yīng)來加固軟土路基。用片石替代淤泥從根本上改變軟土性質(zhì)，增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。工程實踐中一般應(yīng)選用5～40 cm的片石粒徑，并保證經(jīng)水浸處理后的片石強(qiáng)度不低于20 MPa。拋石過程中先預(yù)擠壓大塊片石，再用大型挖掘機(jī)等履帶設(shè)備碾壓片石，以確保片石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[8]。

（3）水泥攪拌樁法：①利用深層攪拌機(jī)開展水泥攪拌樁施工，使路基和混凝土之間的泥土完全混合，使其在軟土中起到良好的黏結(jié)作用。再將其與周圍的軟土進(jìn)行充分混合形成固結(jié)力極高的水泥攪拌樁。②在軟土路基中，采用水泥攪拌樁加固路基是一種比較理想的方法，在樁底2～4倍樁徑處可以得到最大的軸向載荷，樁長小于7 m時為水泥攪拌樁的最大軸向載荷，因此，在樁頂以下2～4倍樁徑處，樁身承受較大的軸力，從而使樁身能夠承受更大荷載。

（4）超載預(yù)壓法：該方法能夠有效地提高地基土體密實度。使用堆載預(yù)壓技術(shù)進(jìn)行路基加固時，需要分級施以堆載預(yù)壓荷載，以保證在各級別荷載下保持路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。施工時，為避免路基發(fā)生變形，采用在路基兩邊堆積砂袋的辦法確保路基預(yù)壓土體的線形。施工開始前必須做好各種前期準(zhǔn)確工作，以確保施工場地上有足夠的堆荷預(yù)壓土，同時堆載預(yù)壓施工需耗費的時間較多[9]。

（5）土工格柵法：利用土工格柵對路基進(jìn)行加固，提高其承載能力和抗變形能力。經(jīng)實踐檢驗，使用土工格柵法處理后，軟土路基的承載力明顯提高，其主要優(yōu)點：①軟土路基因為使用土工格柵加固后，其摩阻力會顯著增大，各層土體之間的抗剪能力也會顯著增大，可以有效地阻止路基土體的側(cè)向變形。②在路基與路面層間增設(shè)土工格柵可以有效地提高路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及抗剪能力，減少路基與路面層的鋪設(shè)厚度，同時有效減少裂縫的產(chǎn)生。③在軟土路基中設(shè)設(shè)置土工格柵可以減少土體的剪切破壞，抑制軟土路基的塑性變形。

（6）灌漿法：該方法是基于液壓、氣壓或電化等原理將水泥等漿料經(jīng)注漿管道均勻注入路基土體，利用漿料填充土體孔隙，提高路基土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有效解決路基路面沉降問題。灌漿法非常適合用來加固軟土路基，可使軟土土體固結(jié)，從而控制土體的不均勻沉降。采用灌漿法進(jìn)行路基加固時必須根據(jù)施工設(shè)計要求對灌漿施工質(zhì)量進(jìn)行控制。根據(jù)施工設(shè)計要求灌漿施工后雜填土的承載力不低于130 kPa，淤泥土體承載力不低于80 kPa，復(fù)合地基土體承載力不得低于130 kPa。

（7）其他加固措施：除上述方法外，常用的路基加固方法還有反壓護(hù)道法、高壓旋噴法、預(yù)應(yīng)力管樁法等。反壓護(hù)道法通過對兩側(cè)土體施加較大反壓力，使兩側(cè)土體厚度變大，從而防止軟土路基的剪切破壞及滑移。高壓旋噴樁法是利用旋噴、定噴或擺噴的方式，對軟土、砂土及粉土等路基進(jìn)行加固?？傊?，要根據(jù)施工現(xiàn)場的軟土路基的分布狀況采取適當(dāng)?shù)募庸淌┕ぜ夹g(shù)，盡量降低路基的不均勻沉降，從而提高路橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及行車安全性。

3.5 路面施工

針對路橋工程中路面不均勻沉降問題可以采取灌漿補(bǔ)強(qiáng)的方法加以解決。按照梅花形布設(shè)灌漿孔，并根據(jù)施工設(shè)計要求合理控制灌漿孔的距離和孔深，同時對水泥管頂上部3 m以內(nèi)的土體進(jìn)行加固，從而有效解決路面沉降問題。

（1）路橋工程路面壓漿注漿的施工工序：施工前準(zhǔn)備、開孔、注漿噴嘴、填充碎石、封孔、注漿、養(yǎng)護(hù)。

（2）前期準(zhǔn)備工作：開始施工之前需先清理施工表面，保證施工表面的平整度滿足施工設(shè)計要求，然后沿著鉆孔方向開挖凹槽和集水坑，以便于后續(xù)開展施工；準(zhǔn)備沉孔錘、發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、注漿泵等施工機(jī)械設(shè)備。待機(jī)械設(shè)備全部就位后方可進(jìn)行鉆孔作業(yè)。在施工中需精確定位鉆孔位置，將沉孔錘置于確定的鉆孔位置，按照施工技術(shù)要求完成鉆孔作業(yè)。

（3）鉆井作業(yè)過程控制：嚴(yán)格按照鉆孔施工技術(shù)方案合理管控鉆孔的孔深和孔徑。為確保路面沉降處治的有效性，需將有效漿料的有效分散半徑控制在0.6 m左右。完成鉆孔作業(yè)后可進(jìn)行灌漿作業(yè)，灌漿管道使用鋼制管道，通過鋼絲套連接灌漿管道。連接好灌漿管道后按施工結(jié)束要求逐級下至鉆孔中，并將摻有干水泥粉末的石塊填充到鉆孔中。在填充作業(yè)完成后及時封閉鉆孔并灌漿，根據(jù)從外到內(nèi)的順序使用間隔跳升的灌漿方法進(jìn)行灌漿作業(yè)，灌漿過程中需保持灌漿壓力不變[10]。

3.6 選擇填料

路橋工程建設(shè)中應(yīng)注重施工材料的合理選用，結(jié)合工程具體情況及施工設(shè)計要求確定施工材料類型、規(guī)格、數(shù)量以及質(zhì)量要求，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，確保施工效果最佳。選用路基填料時應(yīng)重點關(guān)注其水分含量及抗?jié)B性。

（1）進(jìn)行路基填筑時應(yīng)對填料進(jìn)行質(zhì)量檢驗。若填料具有高黏性和高水分特點，且含有大量雜質(zhì)，則不能用于公路和橋梁路基填筑，工程實踐中一般選用沙礫作為路基填料。

（2）強(qiáng)化基層填料剛度的控制，使基層填料剛度、路基剛度和橋臺剛度相匹配，同時合理控制填基層填料的壓縮性能。

（3）路基填料壓實作業(yè)完成后必須及時檢測路基路面土體的密實度，以保證路基路面結(jié)構(gòu)的承載力和滲透性，確保路基路面在長期的載荷作用及降雨沖刷下不發(fā)生不均勻沉降。

4 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁工程項目具有工期長，施工工序多、施工技術(shù)要求高等特點，對于路基路面處治要求很高，需要施工人員具有足夠的施工技術(shù)水平。因此，在公路橋梁工程建設(shè)中必須結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況選用合理的施工技術(shù)方案，有效提高路基路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，最大限度地減少路基路面不均勻沉降的出現(xiàn)。此外，還需改進(jìn)公路橋梁不均勻沉降區(qū)域的路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，嚴(yán)格控制橋頭搭板施工質(zhì)量，同時對填料的類型、規(guī)格、數(shù)量進(jìn)行合理控制，最終提高公路橋梁工程施工質(zhì)量，保障道路橋梁的行車安全性和舒適性。

參考文獻(xiàn)

[1]任經(jīng)魁. 路橋過渡段路基路面設(shè)計要點及沉降處理措施[J]. 科技風(fēng)， 2021（20）： 95-96.

[2]許世芹. 路橋過渡段路基路面設(shè)計及其沉降處理分析[J]. 磚瓦， 2021（5）： 100-101.

[3]李春山. 路橋過渡段路基路面設(shè)計要點及沉降處理措施[J]. 綠色環(huán)保建材， 2021（4）： 89-90.

[4]張必勝. 路基雙側(cè)拼寬下倒裝路面結(jié)構(gòu)的差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)研究[C].中國公路學(xué)會養(yǎng)護(hù)與管理分會， 招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司， 重慶萬橋交通科技發(fā)展有限公司. 中國公路學(xué)會養(yǎng)護(hù)與管理分會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集， 2019： 246-252.

[5]劉德. 路橋過渡段路基路面設(shè)計要點及沉降處理措施研究[J]. 運輸經(jīng)理世界， 2021（5）： 9-10.

[6]李小輝. 市政道路橋梁工程中沉降段路基路面施工技術(shù)研究[J]. 工程與建設(shè)， 2021（1）： 116-117.

[7]李長杭. 路橋過渡段路基路面設(shè)計要點及沉降處理措施[J]. 綠色環(huán)保建材， 2019（5）： 85+87.

[8]徐燁， 竇磊奇. 道路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)要點[C]. 中國智慧工程研究會智能學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究工作委員會. 2020萬知科學(xué)發(fā)展論壇論文集（智慧工程二）， 2020： 73-82.

[9]韓巨友. 道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)的重要作用及優(yōu)化[C]. 《建筑科技與管理》組委會. 2020年5月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會論文集， 2020： 5-6.

[10]張志偉. 公路橋梁沉降段路基路面設(shè)計要點分析[J]. 山西交通科技， 2022（4）： 88-91.