高速公路路基沉降的成因及應(yīng)對(duì)措施

羅德尉

貴州高速黔通建設(shè)工程有限公司 貴州貴陽 550000

高速公路工程的高質(zhì)量建設(shè)，能夠使人們出行更加便捷和舒適，帶動(dòng)了交通事業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促使國民經(jīng)濟(jì)快速提升。但是，當(dāng)前很多高速公路很容易發(fā)生路基沉降現(xiàn)象，路基沉降會(huì)降低行車安全性和舒適性，威脅到出行安全，并且使高速公路的使用壽命縮短，運(yùn)行效率下降，還會(huì)對(duì)高速公路的正常運(yùn)輸工作造成影響。所以，進(jìn)一步研究高速公路路基沉降現(xiàn)象和施工技術(shù)，有一定的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際意義。

1 高速公路路基沉降的原因

1.1 自然原因

修建高速公路時(shí)，周邊的自然環(huán)境和季節(jié)變化會(huì)影響高速公路路基的穩(wěn)定性。高速公路所處的地理環(huán)境，地質(zhì)、地貌都是不一樣的，在相對(duì)弱的土質(zhì)環(huán)境下修建高速公路，路基沉降現(xiàn)象很容易出現(xiàn)。在地下水含量豐富的區(qū)域修建高速公路時(shí)，需要充分考慮路基地下水層的干擾，考慮一些重要的因素，比如臨界水力坡與滲流水力坡，避免路基中管狀孔洞出現(xiàn)，從而極大地影響高速公路的路基。而高速公路如果處在路基含水率較大的地質(zhì)情況下，土質(zhì)側(cè)向滑移現(xiàn)象很容易出現(xiàn)，會(huì)發(fā)生路基沉降從而產(chǎn)生裂紋。

由于一年四季溫度的變化，使高速公路的路基非常不穩(wěn)定，在冬季，下層土中含有的水遇到上層氣溫較低的水分時(shí)就會(huì)不斷向上凝聚凍結(jié)，在路基建筑保護(hù)高度不足的情況下的內(nèi)部很有可能形成冰凍層，冰凍層在春季來臨時(shí)，氣溫慢慢回升，冰凍層水分逐漸融化，路基含水量不斷增加達(dá)到飽和，從路基邊緣和底部滲出，從而嚴(yán)重的破壞了路基結(jié)構(gòu)，進(jìn)而發(fā)生路基沉降的現(xiàn)象[1]。高速公路的路基也會(huì)受到水文變化的影響，比如：地下水位情況、降雨量、河流洪水位、溫度、濕度等，當(dāng)這些水文氣候變化時(shí)，高速公路的路基會(huì)發(fā)生不同程度的沉降。

高速公路路基的沉降也會(huì)受到植被的影響，例如平原地區(qū)植被多，植被根系縱橫交錯(cuò)固定高速公路路基，讓高速公路路基更加穩(wěn)定，而荒漠地區(qū)的植被較少，植被很少覆蓋高速公路，使得路基沒有被植被覆蓋的路基穩(wěn)定，從而造成高速公路使用壽命短[2]。

1.2 人為因素

計(jì)劃在某地修建高速公路后，施工單位應(yīng)該詳細(xì)考察該區(qū)域，對(duì)要施工的地方的環(huán)境進(jìn)行充分了解，然后制定科學(xué)合理的施工方案，在實(shí)際的施工過程中嚴(yán)格按照方案進(jìn)行，但是現(xiàn)在有很多施工團(tuán)隊(duì)在實(shí)際施工過程中，沒有認(rèn)真分析考察施工現(xiàn)場，不夠重視施工方案，沒有認(rèn)真分析施工方案，特別是沒有重視影響施工質(zhì)量關(guān)鍵的施工方案和細(xì)節(jié)，導(dǎo)致在后期實(shí)際施工過程中，施工工藝偏離了原定的設(shè)計(jì)施工方案。比如有的施工團(tuán)隊(duì)只是追求施工速度，在進(jìn)行施工區(qū)域的地質(zhì)鉆探時(shí)，沒有按照施工方案的要求，且地質(zhì)鉆探深度不夠，沒有達(dá)到方案要求的深度；有的施工團(tuán)隊(duì)沒有按照方案要求進(jìn)行碾壓，導(dǎo)致碾壓不到位，就會(huì)導(dǎo)致路基變形[3]；有的施工團(tuán)隊(duì)防治與控制軟土地基時(shí)沒有按照方案要求，防治不到位[4]；有的施工團(tuán)隊(duì)在施工的過程中沒有按照設(shè)計(jì)方案的要求控制好土地含水量的等級(jí)；有的施工團(tuán)隊(duì)在施工的過程中沒有按照方案要求進(jìn)行壓實(shí)[5]；以上情況都會(huì)導(dǎo)致高速公路路基沉降現(xiàn)象出現(xiàn)，很大程度上影響了高速公路的建設(shè)質(zhì)量。

在高速公路施工的過程中，施工材料的質(zhì)量問題非常關(guān)鍵，要根據(jù)施工方案的要求選擇施工材料，在施工開始前要有專門的機(jī)構(gòu)和儀器檢測施工材料的質(zhì)量和性能，確保材料的質(zhì)量和性能符合施工方案的要求。如果施工團(tuán)隊(duì)在施工過程中，不重視施工材料的質(zhì)量，沒有按照施工方案的要求選擇質(zhì)量和性能優(yōu)異的施工材料，會(huì)導(dǎo)致高速公路路基承載能力無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最終造成路基沉降。

此外，在出現(xiàn)沉降現(xiàn)象時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行觀測時(shí)，觀測方案不適合，沒有觀測到真實(shí)的現(xiàn)象，沒有得到有效的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致在進(jìn)行技術(shù)處理時(shí)無的放矢，造成難以控制路基沉降問題。

2 應(yīng)對(duì)措施

2.1 科學(xué)合理地進(jìn)行施工準(zhǔn)備

高速公路路基的建設(shè)質(zhì)量是否過關(guān)，直接影響著高速公路整體的質(zhì)量，也是引發(fā)后期通行安全事故的主要原因，因此提高對(duì)路基施工質(zhì)量的重視非常重要。為了有效規(guī)避高速公路路基沉降現(xiàn)象出現(xiàn)，預(yù)防是非常重要的，并且預(yù)防措施要有效，以此保證路基的質(zhì)量，使高速公路使用過程中更加安全?，F(xiàn)場考察實(shí)際的施工現(xiàn)場，前期的準(zhǔn)備和勘探工作要做好[6]，例如根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛞蛩氐膶?shí)際情況，選擇修筑某段高速公路適合的土質(zhì)，特殊情況下可以根據(jù)地區(qū)環(huán)境因素，人工對(duì)土質(zhì)進(jìn)行合理的改良，這樣才能降低工程質(zhì)量問題的出現(xiàn)幾率。在施工之前，需要專業(yè)性較強(qiáng)的審核團(tuán)隊(duì)嚴(yán)格審核，認(rèn)真研究施工方案，分析施工方案中存在的不合理情況，分析可能會(huì)造成路基沉降現(xiàn)象的因素，并根據(jù)施工路段所處的實(shí)際地理環(huán)境因素和具體的施工情況，調(diào)整不合理設(shè)計(jì)情況，進(jìn)一步優(yōu)化和完善施工方案，確保高速公路施工方案具有可行性，能很好的操作，在控制路基沉降方面可以起到一定的作用。

高速公路路基的修筑單位管理人員要互相配合，做好前期的施工準(zhǔn)備工作。高速公路路基施工中的管理人員很重要，管理人員要認(rèn)真分析工程建設(shè)單位提供的監(jiān)理合同，慎重選拔施工中關(guān)鍵的管理職位人員，管理人員應(yīng)具有豐富的職位經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)有相應(yīng)的職業(yè)資格證明，確保管理人員有資格勝任相應(yīng)的崗位管理工作。在施工開始之前，相關(guān)的技術(shù)人員需要了解和掌握實(shí)際施工現(xiàn)場，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，不斷完善施工設(shè)計(jì)方案。原材料選購的過程中，管理人員需要認(rèn)真檢查原材料的合格證明、說明書、外觀尺寸，抽查原材料，并及時(shí)將原材料送檢，實(shí)驗(yàn)室對(duì)原材料進(jìn)行檢測，特別是要加強(qiáng)對(duì)綜合性能較強(qiáng)的施工原材料的檢測，嚴(yán)格控制施工原材料的質(zhì)量，對(duì)不合格原材料拒絕進(jìn)場使用。也需要嚴(yán)格檢查機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，保證機(jī)器設(shè)備在工作中的效率，順利進(jìn)行施工作業(yè)，確保人機(jī)料達(dá)標(biāo)統(tǒng)一，保障高速公路路基施工的質(zhì)量。只有充分的準(zhǔn)備，才能順利進(jìn)行后面的施工，所以管理人員需要仔細(xì)和耐心的工作。

2.2 加強(qiáng)對(duì)施工的監(jiān)督和管理

高速公路一般要較長的時(shí)間才能全部完成全部的施工，工期長，任務(wù)重的情況下會(huì)導(dǎo)致管理人員和一線施工人員出現(xiàn)懈怠的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致高速公路路基沉降等施工質(zhì)量問題的發(fā)生，因此，加強(qiáng)對(duì)管理人員和施工人員的監(jiān)督和管理以及對(duì)整個(gè)施工進(jìn)度的監(jiān)督非常有必要。對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，可以提高施工效率，有效管理施工成本，使材料損耗降低，及時(shí)改進(jìn)施工方法，保障施工質(zhì)量。在施工的過程中，如果有違規(guī)不合理、甚至不規(guī)范的情況發(fā)生，應(yīng)及時(shí)叫停施工，快速糾正調(diào)整或者返工已經(jīng)出現(xiàn)的問題，避免對(duì)后續(xù)的施工造成影響。對(duì)施工過程中的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行有力的管理和監(jiān)督，能夠有效的保障路基質(zhì)量。

2.3 有效的施工

高速公路的路基質(zhì)量是否過關(guān)，對(duì)高速公路后期的投入使用有很大的影響，施工質(zhì)量過關(guān)可以降低后續(xù)的公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，延長高速公路使用壽命。高速公路路基施工中使用的原材料、機(jī)械設(shè)備、所運(yùn)用的施工技術(shù)工藝等都會(huì)對(duì)影響高速公路路基沉降病害的出現(xiàn)，高速公路的施工必須要保證經(jīng)濟(jì)性、安全性、合理性最終使路基穩(wěn)定性得到充分發(fā)揮，因此，在對(duì)高速公路路基施工的過程中，遇到實(shí)際問題，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和業(yè)主單位進(jìn)行施工方案優(yōu)化，當(dāng)施工中采用到新技術(shù)、新材料、新工藝、新型設(shè)備時(shí)，應(yīng)請(qǐng)專家進(jìn)行論證后實(shí)施，且施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須符合施工設(shè)計(jì)方案的要求，重視路基施工技術(shù)，根據(jù)工程需求和現(xiàn)場情況選擇合理有效的處理方式，有必要時(shí)采用人工來改良地質(zhì)條件惡劣路段的土質(zhì)，例如局部軟質(zhì)土，通過換填處理的方法對(duì)軟土路地段進(jìn)行處理，通過換填路基不良土質(zhì)，使路基土承載力大大提高?；虿捎盟槭瘶稄?fù)合地基、水泥混凝土樁復(fù)合地基等復(fù)合地基方法來進(jìn)行施工，來提高高速公路的承載能力。選擇符合施工要求的材料進(jìn)行回填土施工，保證路基的承載力，使路基更加穩(wěn)定，不容易發(fā)生沉降，使公路運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

當(dāng)?shù)叵滤乃桓哂跇?biāo)準(zhǔn)水位時(shí)，地下水會(huì)浸泡土體，如果浸泡時(shí)間過長，會(huì)造成土體松軟，這種情況下土質(zhì)很容易流失，從而使土體的承載力大大降低，施工單位有必要采取措施處理地下水位，可以通過在軟路段開挖盲溝，用透水性好的土壤來回填，保障路基穩(wěn)定性。

路基壓實(shí)，應(yīng)采用合理的壓實(shí)機(jī)具，合理選擇壓路機(jī)噸位，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，合理選擇路基填料，嚴(yán)格控制好填料的松鋪厚度和合理含水率，保證路基壓實(shí)的壓實(shí)度，從而使路基的穩(wěn)固性得到保證，降低路基沉降的發(fā)生幾率，提高高速公路的負(fù)荷力。高速公路路基防護(hù)與支擋技術(shù)可以有效提高高速公路的施工質(zhì)量。根據(jù)路基邊坡具體情況選擇合適的防護(hù)方式，從而可以加固邊坡，從而有效的保護(hù)高速公路路基，工具的選擇要根據(jù)邊坡的不同情況，常用的防護(hù)工具有錨索和錨桿等。坡面防護(hù)技術(shù)是通過在坡面種植植被，植物根部產(chǎn)生經(jīng)脈后會(huì)對(duì)路基有一定的加固和保護(hù)作用。沖刷防護(hù)技術(shù)是通過砌石、擋土墻和石籠等措施減輕或避免地表水和地下水對(duì)路基的沖刷破壞，可以很好的保護(hù)路基，使路基沉降現(xiàn)象發(fā)生的幾率降低。

在挖方施工和填筑施工的交匯處是高速公路施工的特殊路段。所以，施工單位在特殊路段施工時(shí)，根據(jù)施工方案要求，規(guī)劃好路基換填的深度，進(jìn)行路基換填施工時(shí)必須采用質(zhì)量好且防水性能優(yōu)良的材料。在完成路基換填施工后，及時(shí)進(jìn)行路基壓實(shí)，從而使路基的穩(wěn)固性得到保證。然后用全站儀和水準(zhǔn)儀等儀器設(shè)備測量基點(diǎn)實(shí)際標(biāo)高和基線所在方位，一定要確保測量數(shù)據(jù)盡量準(zhǔn)確。填筑前，測點(diǎn)所在初始位置用全站儀來觀測，做好數(shù)據(jù)記錄；填筑時(shí)，對(duì)測點(diǎn)每天進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，記錄好數(shù)據(jù)，根據(jù)測點(diǎn)位移變化的幅度，來調(diào)整觀測頻率，可以3d 或7d 觀測一次。

3 結(jié)語

在高速公路施工的過程中，要注意的因素很多，工作量又大，施工部門要從實(shí)際情況出發(fā)，綜合考慮施工的氣候變化、地理環(huán)境等自然原因，嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行合理的施工，并且施工團(tuán)隊(duì)和管理人員之間要配合好，施工的多個(gè)環(huán)節(jié)要協(xié)調(diào)好，采用科學(xué)合理的施工工藝和路基處理技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)施工的監(jiān)督管理，盡可能減少路基沉降發(fā)生的概率，加強(qiáng)高速公路路基的穩(wěn)定性，以達(dá)到提升高速公路整體質(zhì)量的目的。