談公路工程中路基沉降原因及對(duì)策

張 國 帥

(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

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談公路工程中路基沉降原因及對(duì)策

張 國 帥

(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

從自然條件、外力破壞、路基材料、壓實(shí)、設(shè)計(jì)五方面，分析了公路路基沉降的產(chǎn)生原因，并探討了公路路基沉降施工的控制措施，旨在確保公路路基的穩(wěn)定性，延長公路的使用壽命。

公路，路基沉降，質(zhì)量控制，勘察設(shè)計(jì)

0 引言

公路建設(shè)的地方有很多時(shí)候地址條件都不正確，這就給公路的建設(shè)帶來了很大的困難，如果不及時(shí)解決，就會(huì)給公路建設(shè)事業(yè)造成很大的阻礙。作為公路路面的基礎(chǔ)路基，既要承受恒荷載上覆巖土和路面的重量之和，又要承受移動(dòng)荷載即由路面?zhèn)鬟f下來的行車或行人荷載。路基線路長、工作面大，適合大型機(jī)械化施工，可是工程的管理力度受到很多的影響，而且外界甚多因素對(duì)于工程的建設(shè)有很大的阻礙，這些特點(diǎn)都是非常明顯的，需要我們多加注意一定要保證路基的穩(wěn)定性，才能使得工程的質(zhì)量非常可靠，因此，在深入公路沿線的自然條件下，對(duì)該地區(qū)和特定部分調(diào)查，分析，研究和掌握自然因素的變化及其對(duì)路基的影響，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，采取有效措施，使公路施工達(dá)到正常路基沉降控制要求。

1 公路路基沉降產(chǎn)生的原因

1.1 自然因素

首先是土體的性質(zhì)，對(duì)路基沉降產(chǎn)生最大影響的土體性質(zhì)是變形模量。在分析這些影響因素時(shí)，一般先考慮變形模量。如果道路路基填料以及路堤的高度一樣，對(duì)沉降的影響從高到低分別為：亞粘性土、亞砂土地基、碎石土地基。順序同變形模量大小一樣。可見，在這種情況下，土體性質(zhì)中的變形模量對(duì)路基沉降的影響可以說是最大的。其次是水文氣候，公路沿線的地表水的排放、河流洪水位以及常水位等等，這些都屬于水文條件。地下水位、地下水規(guī)律等屬于水文地質(zhì)條件。地面地下水都會(huì)造成路基路面的沉降，沒進(jìn)行合適的處理就會(huì)導(dǎo)致路基沉降。在施工的過程當(dāng)中，如果降雨量大，就無法保障路基處于最佳含水狀態(tài)，其壓實(shí)度也會(huì)因此受到影響。路基會(huì)因?yàn)榭紫端懦龀霈F(xiàn)沉降，雨水滲入到土體中就會(huì)出現(xiàn)軟化，最終導(dǎo)致路基沉降。

1.2 外力破壞

眾所周知，路基的沉降會(huì)對(duì)公路工程造成很嚴(yán)重的影響，如果路基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，首先就會(huì)使完整的路面受到破壞，再由于外力的作用，導(dǎo)致路面的結(jié)構(gòu)被破壞。在路基下沉以后，路基內(nèi)部的填土就會(huì)變形，導(dǎo)致沉降不均勻，出現(xiàn)裂縫，填充區(qū)沒有足夠的拉伸強(qiáng)度就會(huì)導(dǎo)致裂紋。出現(xiàn)路基沉降以后，如果不及時(shí)采取措施，就會(huì)引起路面產(chǎn)生形變。這也就是說，路基沉降帶來的危害是一系列的，對(duì)于公路工程的施工、整個(gè)公路的質(zhì)量和使用壽命都有著很嚴(yán)重的影響。要想有效的解決公路路基的沉降問題，就要從沉降的原因入手，找到合適的方法，采取相對(duì)應(yīng)的有效措施。

1.3 路基材料因素導(dǎo)致路基沉降

公路建設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)定路基材料應(yīng)選取具有一定承載力的特定材料，然而施工單位往往為降低成本及施工方便，就近選取材質(zhì)相近的路基材料，而這些路基材料性能通常是不滿足要求的。尤其是滲透性、壓實(shí)度及穩(wěn)定性不符合設(shè)計(jì)要求，這種情況下直接使用將導(dǎo)致路基嚴(yán)重沉降。

1.4 壓實(shí)過程中質(zhì)量控制不當(dāng)

壓實(shí)度是決定公路路基質(zhì)量的重要因素之一，如果路基的壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，將會(huì)增加路基受力和承載量不均勻的幾率，引發(fā)路基沉降，嚴(yán)重影響路基的質(zhì)量。壓實(shí)度受多方面的因素影響，如施工材料、施工人員的素質(zhì)、施工技術(shù)及設(shè)備以及施工程序規(guī)范等。施工單位的安排計(jì)劃不當(dāng)也會(huì)影響路基的施工質(zhì)量。如需要修建位于高架橋與隧道之間的路基，施工單位應(yīng)先施工該段道路的路基，填筑至路床完成后方可繼續(xù)修建高架橋梁場(chǎng)，使該段路基的沉降防控有足夠的施工時(shí)間，并在整個(gè)橋梁從施工完成后再進(jìn)行路基沉降防控工作，便可最大限度地保證該路段通車后不會(huì)產(chǎn)生大幅度的沉降。

1.5 設(shè)計(jì)因素導(dǎo)致路基沉降

公路建設(shè)設(shè)計(jì)中若荷載設(shè)計(jì)錯(cuò)誤將直接導(dǎo)致路基塌陷。路基是公路的承重層，若設(shè)計(jì)荷載低于實(shí)際交通荷載，則在公路服役過程中將長期處于承壓較大狀態(tài)，預(yù)期之外的路基沉降也就產(chǎn)生了。

2 公路路基沉降施工控制措施分析

2.1 重視并做好路基施工前的準(zhǔn)備工作

路基修建工作是一項(xiàng)系統(tǒng)的施工過程，需要專門的管理機(jī)構(gòu)和施工單位制定科學(xué)有序的工作計(jì)劃和完善的施工前準(zhǔn)備工作，制定規(guī)范合理的管理制度，以保證整個(gè)施工過程的順利進(jìn)行與質(zhì)量。管理單位要協(xié)助施工單位完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，必要時(shí)需陪同設(shè)計(jì)人員和施工人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)以及環(huán)境進(jìn)行勘察，詳細(xì)地闡述工程的具體要求。在設(shè)計(jì)施工方案的時(shí)候，管理人員要協(xié)助設(shè)計(jì)人員詳細(xì)了解施工的環(huán)境與土質(zhì)條件，根據(jù)每個(gè)段落路基的地質(zhì)條件制定出相應(yīng)合理的施工方案，提升設(shè)計(jì)圖紙的合理度，并且以此提升施工要求與實(shí)際施工的結(jié)合度，最大限度降低路基沉降的發(fā)生率。施工單位要重視施工人員的素質(zhì)，在施工之前施工單位要組織培訓(xùn)施工人員，確保每一位施工人員都掌握了必要的施工技巧與理論知識(shí)，熟悉正確使用與保養(yǎng)施工設(shè)備的方法。嚴(yán)格施工材料進(jìn)場(chǎng)制度和存放標(biāo)準(zhǔn)。在選擇施工材料時(shí)，不僅要根據(jù)施工環(huán)境選擇相應(yīng)的施工材料，而且還要充分考慮路基填料的干容能力、性能和滲水能力，反復(fù)驗(yàn)證施工材料的壓實(shí)系數(shù)、CBR數(shù)值等等，只有以上條件都達(dá)標(biāo)以后才可入場(chǎng)。施工材料在存放時(shí)要注意防潮、防曬，保證施工材料的質(zhì)量并且不受到二次污染。

2.2 施工的工序控制

在對(duì)路基進(jìn)行施工時(shí)，必須要按照規(guī)定的流程進(jìn)行操作，只有這樣才能夠在一定程度上避免沉降現(xiàn)象的發(fā)生。在施工過程中，需要按照以下操作進(jìn)行：完成上層的檢測(cè)之后進(jìn)行開挖運(yùn)輸工作，在完成攤鋪之后進(jìn)行填料，之后還要做好一系列的測(cè)量工作，比如對(duì)標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量等，最后還要進(jìn)行夯實(shí)工作，當(dāng)所有工作完成之后才能進(jìn)行接下來的填筑施工。按照規(guī)定的流程進(jìn)行施工能夠大大提升施工效果。

2.3 路基填料的處理

路基填料為路基施工的主體，工程材料的選用是非常嚴(yán)格的，要保證工程中使用的材料不得摻有任何雜質(zhì)，更不能把可回收的垃圾當(dāng)作其中的材料來濫竽充數(shù)，材料的尺寸也是有規(guī)定的，一定要保證在100 mm以內(nèi)，不能超過這個(gè)數(shù)值，而且材料的使用強(qiáng)度要符合使用的要求。保證填料在施工時(shí)達(dá)到最佳含水量，可通過翻曬，灑水或者換土進(jìn)行處理。

2.4 填方中的壓實(shí)處理

壓實(shí)度是用來表征路基填筑質(zhì)量的重要指標(biāo)，保證高填路基壓實(shí)度的關(guān)鍵是要確定好路基填料的最大干密度。另外要控制好填筑路基的含水量，保證填料處在最佳含水量狀態(tài)，在施工過程中做好施工組織。要控制好填料的最大粒徑，盡量采用推填方式，保證填料粒徑大小能夠均勻分布。路基邊緣的壓實(shí)度是路基施工中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，一般壓實(shí)效果較難得到保障，該位置也容易發(fā)生質(zhì)量問題，所以在施工過程中針對(duì)路基邊緣的路基壓實(shí)度要格外注意，可以采用小型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。另外在臺(tái)背回填施工過程中也要特別注意回填料的壓實(shí)度，回填料要選擇透水性好、強(qiáng)度高的材料，臺(tái)背回填要分層鋪筑分層壓實(shí)，特別注意跟結(jié)構(gòu)物接觸位置處的填料壓實(shí)。

2.5 做好公路勘察設(shè)計(jì)

造成路基下沉的最重要原因是地基下沉，所以，從新黃高速公路路基方面來說，清楚調(diào)查地面沉降狀況也就等于對(duì)路基沉降的原因形成初步的認(rèn)識(shí)。高速公路路基沉降是由于原本被夯實(shí)的土產(chǎn)生了形變，而產(chǎn)生形變的原因除了和路堤高度有直接關(guān)系之外，地基條件也會(huì)對(duì)高速公路的路基產(chǎn)生重大影響。因此，針對(duì)這一現(xiàn)狀，在新黃高速公路施工開展之前，相關(guān)的技術(shù)勘察人員對(duì)施工路段地質(zhì)狀況進(jìn)行了調(diào)研工作。除了查詢相關(guān)的路段狀況歷史文獻(xiàn)之外，施工企業(yè)還使用了相關(guān)檢測(cè)設(shè)備，保證可以得到最準(zhǔn)確的地質(zhì)情況信息。

2.6 填筑過程控制

相對(duì)于公路工程來講，其本身屬于剛?cè)徇^渡段的范疇，所以在選擇填充材料的時(shí)候必須要選擇剛度在路基材料和橋臺(tái)材料之間的材料。由于臺(tái)背本身對(duì)壓實(shí)度的要求比較高，然而臺(tái)背又不容易壓實(shí)，所以往往會(huì)選擇比較容易壓實(shí)的材料來進(jìn)行填充。填充材料本身必須要具有良好的透水性，目前比較常見的填充材料有砂礫土、碎石土以及強(qiáng)度較高的工業(yè)廢渣等材料。對(duì)于不滲水的土質(zhì)來講，應(yīng)該適當(dāng)?shù)募尤胧液退唷?/p>

2.7 冬，雨季施工

如果施工階段恰好處在雨期，就需要密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào)。在施工的時(shí)候，采取分段施工的方式，并且做好排水措施，如果發(fā)現(xiàn)積水，要及時(shí)采取措施來疏通。留好橫坡，做好截水溝，堅(jiān)持當(dāng)天挖完，填完，壓完，不留后患。在冬季施工的時(shí)候應(yīng)人工刨除表面凍土層，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后立即碾壓成型。如果當(dāng)日達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，下班前將操作面刨松或覆蓋，防止凍結(jié)，做好防凍措施。

3 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，公路的里程也是越來越長，但是在建設(shè)的過程中，由于路基沉降處理不到位，進(jìn)而引發(fā)了一些公路建設(shè)的質(zhì)量、安全等等問題，這些問題直接關(guān)系到人們的生命以及財(cái)產(chǎn)安全，這就要求社會(huì)給予非常大的關(guān)注度，建設(shè)過程中一定要保證好公路建設(shè)的質(zhì)量，在解決公路路基沉降問題的時(shí)候，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，找到問題的所在，針對(duì)問題找出相對(duì)應(yīng)的措施，這樣公路的穩(wěn)定性能才會(huì)有所保證，各方面使用起來才會(huì)更加的安心，才會(huì)在日后的維修過程中減少不必要的麻煩。

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Discussion on subgrade settlement causes and countermeasures in highway engineering

Zhang Guoshuai

(ShanxiYunchengHighway&BridgeCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

Starting from five aspects of natural conditions, external force damage, subgrade material, compaction and design, the paper analyzes highway subgrade settlement causes, and explores highway subgrade subgrade settlement construction control measures, with a view to guarantee highway stable and prolong highway service life

highway, subgrade settlement, quality control, survey and design

1009-6825(2016)18-0132-02

2016-04-17

張國帥(1981- )，男，工程師

U416.1

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