公路路基沉降及施工控制技術(shù)應(yīng)用研究

李聰

（嘉興機(jī)場(chǎng)有限公司，浙江 嘉興 314000）

0 引言

在公路施工過程中，受到地形等多種因素的影響，導(dǎo)致公路路基以及工程整體容易出現(xiàn)沉降塌陷的問題，從而嚴(yán)重威脅著人們的生命安全。因此，施工單位在公路路基施工中，需要積極引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行施工，才能有效提高公路路基沉降的管理控制水平，以此為現(xiàn)代交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展提供最為基本的安全保障。

1 引起公路路基沉降的主要原因

1.1 設(shè)計(jì)因素

對(duì)于任何工程項(xiàng)目的施工建設(shè)，設(shè)計(jì)工作通常都占據(jù)著關(guān)鍵性的位置。良好的設(shè)計(jì)能夠確保施工建設(shè)的質(zhì)量水平[1]。因此，在公路施工過程中，不合理的設(shè)計(jì)會(huì)直接影響公路路基沉降，而造成這種問題的主要原因是設(shè)計(jì)人員自身思想觀念較為傳統(tǒng)，缺乏對(duì)路基施工設(shè)計(jì)的足夠重視。當(dāng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)沒有詳細(xì)對(duì)施工地區(qū)進(jìn)行調(diào)查工作，會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符的現(xiàn)象。或者部分設(shè)計(jì)人員自身的工作經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)地形地貌較為復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行公路路基設(shè)計(jì)時(shí)缺乏足夠的考慮，致使無法對(duì)路基提供充分的承載能力分析，從而出現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量隱患。當(dāng)公路施工建設(shè)完成后，隨著車流量的增加，公路路基因無法承載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的車流量而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，最終影響到工程后期的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖1 所示，某路段因處于復(fù)雜的地形地貌區(qū)域，在投入使用過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的路基沉降現(xiàn)象。因此路基施工的設(shè)計(jì)要“因地制宜”，制訂合理的施工方案。

圖1 某路段路基下沉

1.2 施工因素

施工因素直接關(guān)系到公路路基沉降。在公路施工中，部分施工單位為了最大限度地節(jié)約施工成本，在實(shí)際施工中，使用的施工材料以價(jià)格低為主，再加上施工單位缺乏對(duì)施工路基的重視力度，導(dǎo)致施工過程中容易受到各種因素的制約。例如，在控制公路路基含水率時(shí)，施工單位需要依靠現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備將土壤中多余的水分排出，確保公路路基質(zhì)量達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求。但在實(shí)際施工中，部分施工單位對(duì)路基結(jié)構(gòu)和公路整體施工缺乏有效的監(jiān)督控制，最終使得公路建設(shè)水平和質(zhì)量難以得到有效保證。

1.3 地理因素

地理因素是指工程施工所在地區(qū)的地理形態(tài)。由于我國(guó)幅員遼闊，不同的地區(qū)地形地貌存在很大的差異，在公路施工中，施工的區(qū)域包含山地、丘陵、平原等地形[2]。因此，公路施工中會(huì)存在地形多樣化和復(fù)雜化的特點(diǎn)，這些不同的地質(zhì)區(qū)域存在巨大差異，會(huì)嚴(yán)重影響到公路路基的正常施工。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路路基的設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)不同區(qū)域地段設(shè)計(jì)不同的施工方式，如果采用同一種施工設(shè)計(jì)方案，會(huì)導(dǎo)致公路中的某個(gè)區(qū)域或者地段在工程完工后出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。

1.4 土壤因素

對(duì)任何一條公路而言，最主要的路基結(jié)構(gòu)材料是土壤，土質(zhì)在很大程度上影響著路基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。然而，在部分公路路基的施工中，由于施工區(qū)域土壤中存在較大的縫隙或較高的含水量，公路路基在施工過程中會(huì)受到外界影響，導(dǎo)致土壤不斷被壓縮，從而出現(xiàn)路基沉降現(xiàn)象[3]。與此同時(shí)，當(dāng)土壤內(nèi)部的空隙較大時(shí)，相應(yīng)的路基結(jié)構(gòu)在施工完成后會(huì)受到風(fēng)化、滲水等因素的影響，嚴(yán)重影響公路路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，致使公路工程在后期的實(shí)際使用中發(fā)生較為嚴(yán)重的沉降問題，從而給來往車輛埋下嚴(yán)重的安全隱患。

1.5 氣候因素

除以上四點(diǎn)外，公路路基沉降還受氣候因素的影響。部分公路的施工區(qū)域存在晝夜溫差較大、降雨、降雪以及極易滲透至路基結(jié)構(gòu)下方的凝結(jié)等氣候因素，造成公路路基下方存在較大的孔洞，這種孔洞的出現(xiàn)嚴(yán)重降低公路路基結(jié)構(gòu)的承載力，致使公路發(fā)生路基沉降的現(xiàn)象。在公路工程施工中，氣候因素會(huì)嚴(yán)重阻礙公路工程的施工進(jìn)度和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是整個(gè)公路工程施工中影響最主要的因素之一。

2 控制公路路基沉降的施工技術(shù)

2.1 沉降監(jiān)控技術(shù)

通過研究分析后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前公路路基沉降及施工控制技術(shù)中，沉降監(jiān)測(cè)控制技術(shù)對(duì)公路路基后期的施工提供了有效的幫助[4]。在實(shí)際公路路基施工中，借助沉降監(jiān)控技術(shù)，施工設(shè)計(jì)人員可以通過做好相應(yīng)的前期準(zhǔn)備、布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)、分析路基結(jié)構(gòu)、分析觀測(cè)結(jié)果以及明確地層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程中所涉及的公路路基信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)和分析，有利于更好地對(duì)公路路基沉降現(xiàn)象出現(xiàn)的原因和規(guī)律進(jìn)行了解。借助沉降監(jiān)控技術(shù)的方式，可以為公路路基沉降問題制定出相應(yīng)的解決方案，以此確保公路路基施工的順利進(jìn)展，防止發(fā)生路基沉降而影響到整個(gè)公路的施工質(zhì)量。

2.2 強(qiáng)夯加固技術(shù)

強(qiáng)夯加固技術(shù)是當(dāng)前公路路基加固施工中最為常見的一種施工技術(shù)。該技術(shù)是在公路路基施工中，由施工人員利用重錘設(shè)備對(duì)路基進(jìn)行夯擊。通常重錘設(shè)備被提升到一定高度后，利用自身的重量和慣性下落對(duì)路基進(jìn)行重?fù)簦源诉_(dá)到夯實(shí)路基的目的。夯實(shí)后其地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合施工的要求，能夠有效預(yù)防公路路基沉降問題的發(fā)生[5]。相比于其他技術(shù)，使用強(qiáng)夯加固技術(shù)，整體的施工時(shí)間比較短，且所需的設(shè)備數(shù)量少且操作簡(jiǎn)便。強(qiáng)夯加固技術(shù)能夠極大地降低施工成本，因此在公路路基施工中被廣泛應(yīng)用。

2.3 排水固結(jié)技術(shù)

在公路施工過程中，部分地區(qū)的土壤含水量比較高，隨著土壤中的水流量發(fā)生動(dòng)態(tài)變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致路基存在很大的不穩(wěn)定現(xiàn)象，面對(duì)這種情況的地基結(jié)構(gòu)時(shí)，需要采用排水固結(jié)技術(shù)。施工單位通過完善路基結(jié)構(gòu)的排水系統(tǒng)，并將地基內(nèi)部較多的水分排出，有效改善路基發(fā)生沉降現(xiàn)象[6]。

2.4 砂墊層加固技術(shù)

在當(dāng)前公路施工中，為了更好地處理路基沉降問題，相關(guān)施工單位可以引入砂墊加固技術(shù)，該技術(shù)是將整個(gè)砂墊加固技術(shù)作為支持層，通過應(yīng)用于基礎(chǔ)頂部的砂墊結(jié)構(gòu)，保證基礎(chǔ)整體的強(qiáng)度[7]。砂墊加固技術(shù)可有效避免公路基層發(fā)生變形，也能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)公路基層進(jìn)行排水。在整個(gè)施工過程中結(jié)合相應(yīng)的沉降處理方式，有利于進(jìn)一步提高路基的施工質(zhì)量和施工強(qiáng)度，最終確保公路工程的穩(wěn)定性。

3 公路路基沉降施工控制技術(shù)的具體應(yīng)對(duì)策略

3.1 加強(qiáng)前期預(yù)防準(zhǔn)備工作

為更好地提升公路施工控制技術(shù)水平，施工單位和相關(guān)人員必須加強(qiáng)并做好前期勘察準(zhǔn)備工作和預(yù)防工作，以便更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)路基沉降現(xiàn)象的了解[8]。技術(shù)人員通過明確公路路基出現(xiàn)沉降的原因和特點(diǎn)，有助于施工人員根據(jù)實(shí)際情況制定出相應(yīng)的施工方案。例如，在公路施工中，需要根據(jù)施工區(qū)域的自然氣候、地形地貌、人文水文等條件制定出詳細(xì)的方案，科學(xué)選擇施工材料、設(shè)備，提高整體的施工效率，確保路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，更好地促進(jìn)路基以及公路工程整體施工的健康發(fā)展。路基施工人員需要以靈活、熟練的方式應(yīng)用路基沉降控制技術(shù)，以此確保施工或者檢測(cè)過程的順利進(jìn)展。相應(yīng)的監(jiān)理人員，需要分析工程建設(shè)單位所提供的監(jiān)理合同，并積極構(gòu)建公路施工過程中的監(jiān)理組織完善性，尤其是對(duì)組織中的關(guān)鍵監(jiān)理職位必須熟悉，從而提升公路路基及施工控制技術(shù)水平，為公路建設(shè)工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 加強(qiáng)公路施工的監(jiān)理工作

工程監(jiān)理的重要性通常體現(xiàn)在整個(gè)公路施工的過程中。公路監(jiān)理人員不僅需要對(duì)公路建設(shè)的過程進(jìn)行監(jiān)督，還需要有效督促工程的順利完工。要想確保公路路基工程的順利展開，則必須給予施工全過程的監(jiān)理控制，并在路基監(jiān)控方面對(duì)監(jiān)理人員給予全面化、細(xì)致化的檢查，保障公路在施工結(jié)束后得以順利運(yùn)行[9]。對(duì)施工過程而言，堅(jiān)持在整個(gè)施工過程中對(duì)土質(zhì)、設(shè)備、承載能力、地形環(huán)境等做好相應(yīng)的調(diào)查和準(zhǔn)備工作，有利于保障施工質(zhì)量和資金的正常使用，從而保證整個(gè)工程遵循施工目標(biāo)。根據(jù)施工實(shí)際情況合理選擇施工材料，能夠有效確保公路路基施工的質(zhì)量。除此之外，公路建設(shè)中設(shè)立相應(yīng)的監(jiān)理組織對(duì)整個(gè)公路工程項(xiàng)目進(jìn)行全方位的監(jiān)理，由于公路工程量大、程序復(fù)雜，監(jiān)理工作可以采用抽查的方式進(jìn)行。施工各部門在工程開工前要做好部門內(nèi)部的工作，除了要對(duì)相關(guān)的計(jì)劃、圖紙等進(jìn)行把關(guān)，還應(yīng)該對(duì)各部門的工作人員進(jìn)行篩選，確保各施工崗位人員的工作素質(zhì)和個(gè)人能力符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

公路路基施工前期工作對(duì)整個(gè)公路施工而言是非常重要的，良好的路基施工是保障后續(xù)公路施工的基本要求。因此，在公路路基施工前必須對(duì)施工的設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)數(shù)據(jù)、施工原材料、施工人員做好相應(yīng)的篩選，以此確保公路路基施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，在對(duì)施工原材料的監(jiān)督管控中，除了需要做好對(duì)施工原材料的材質(zhì)、性能的反復(fù)排查外，還應(yīng)該對(duì)施工原材料進(jìn)行隨機(jī)抽查，確保整個(gè)公路路基施工前后所使用的原材料一致，有效確保公路路基施工質(zhì)量滿足要求。同時(shí)，監(jiān)理人員也應(yīng)該對(duì)施工中的相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，避免因設(shè)備故障而延誤施工工期，并且良好的施工設(shè)備監(jiān)督檢查，也能在一定程度上保障人員的生命安全。由于公路路基施工前期的監(jiān)理工作任務(wù)量龐大且繁雜，所以相關(guān)的監(jiān)理人員必須對(duì)施工前期的工作做到細(xì)致、謹(jǐn)慎的監(jiān)理，這是確保后續(xù)公路路基質(zhì)量滿足施工要求的基本保障，也能有效實(shí)現(xiàn)公路施工建設(shè)的順利進(jìn)展。

3.3 加強(qiáng)質(zhì)量控制要點(diǎn)并嚴(yán)格控制路基沉降

路基沉降控制技術(shù)是非常重要的技術(shù)，合理應(yīng)用該技術(shù)是公路施工中的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。首先，在使用該技術(shù)時(shí)，需要利用先進(jìn)的技術(shù)計(jì)算路基沉降的情況，并對(duì)路基沉降的頻率進(jìn)行監(jiān)督和控制，以確保對(duì)路基沉降的準(zhǔn)確測(cè)量。其次，在測(cè)量中，通過對(duì)路面使用的土壤黏度的測(cè)量和估算，以及實(shí)際值與差值之間的估算，可以較好地反映沉降頻率，當(dāng)實(shí)際值與差值之差較大時(shí)，表明公路路基沉降概率較大。最后，對(duì)施工單位所提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，及時(shí)制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，從而避免公路路基繼續(xù)發(fā)生沉降。

4 結(jié)語

公路是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中最為重要的交通運(yùn)輸載體，但是路基沉降會(huì)嚴(yán)重影響公路的質(zhì)量，同時(shí)對(duì)來往車輛也會(huì)造成安全隱患。為此在公路施工過程中，要想避免公路施工中出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，就需要對(duì)公路產(chǎn)生沉降的原因進(jìn)行明確，從而制定出有效的施工控制技術(shù)，并完善具體的應(yīng)對(duì)策略，有利于更好地提高公路路基的承載能力，能夠有效防止公路路基發(fā)生沉降。