摘 要:路基沉降一直是高速公路病害之一,本文作者根據(jù)施工實踐,認真分析公路路基沉降的原因與種類,并制定了詳細的控制措施,為提高高速公路施工質(zhì)量和使用壽命提出了自己的見解。
關(guān)鍵詞:公路路基;沉降;控制
1 公路路基的概念
公路路基由寬度、高度和邊坡坡度三者所構(gòu)成。它是一種線形結(jié)構(gòu)物,具有線路長,接面廣的特點,它的穩(wěn)定性在很大程度上由當(dāng)?shù)刈匀粭l件所決定。影響路基穩(wěn)定性的因素主要包括自然因素和人為因素。自然因素主要包括地形、氣候、水文與水文地質(zhì)、地質(zhì)條件、植物覆蓋等因素。人為因素主要指路基的荷載作用、路基結(jié)構(gòu)、施工方法、養(yǎng)護措施等。
2 公路路基沉陷
2.1 工程地質(zhì)條件的原因。對于工程地質(zhì)條件不良造成的沉降,其主要原因是原地面比較軟弱,填筑前未進行清淤換填或者其它軟基處治;其次是工程地質(zhì)條件復(fù)雜,當(dāng)路堤穿過溝谷時,溝谷中心填土量最大,向兩端逐漸減低,由于填土高度不同而產(chǎn)生不均勻而造成了路基的下沉。
2.2 水文氣候造成的沉降。對于施工中的道路,如果所處的施工地段降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或者溫差過大,都極有可能使高填路堤產(chǎn)生不均勻沉降。
2.3 路基填料的原因。如果在路基施工中,路基填土中混入腐殖土、種植土、淤泥等劣質(zhì)土,或土中含有未經(jīng)打碎的凍土或大土塊或者路基填石中石料規(guī)格不一,石料的性質(zhì)不勻,亂石中空隙過大,都有可能在較短期限內(nèi)產(chǎn)生局部明顯下沉。
2.4 施工設(shè)計方面的原因。施工設(shè)計方面的原因主要包括施工斷面尺寸不合理,邊坡取值不當(dāng),排水、防護與加固不妥當(dāng),或未對高填方路堤進行穩(wěn)定性驗算,對施工工藝、填料未做特別說明等等。
2.5 施工方面的原因。對于施工方面的原因,應(yīng)該有很多。比如:填筑順序不當(dāng),未在全寬范圍內(nèi)分層填筑,填料質(zhì)量不符合要求,填筑厚度不符合規(guī)定;原邊坡沒有去除樹根、植被,沒有做臺階處理;不同性質(zhì)的填料造成不同種類土的壓縮性和抗水性差異,從而形成沉降;施工過程沒有注意排水,沒有有效控制含水量就繼續(xù)填筑等??傊┕み^程中對路基施工的控制至關(guān)重要。
3 路基沉降的控制措施
3.1 加強地質(zhì)勘測工作
在路基施工中,全面了解地基條件是控制地基沉降的前提條件。地基沉降是路基沉降的主要部分,我們控制了地基沉降,就相當(dāng)于控制了路基沉降。地基沉降是地基土固結(jié)壓縮產(chǎn)生的變形,除了與路堤填高和路基斷面形式變化有關(guān)外,地基條件是影響地基沉降的最主要的因素。作為施工單位應(yīng)當(dāng)在原設(shè)計地質(zhì)勘測的基礎(chǔ)上,全面細致地分析地基條件,盡可能全面掌握地基物理學(xué)指標(biāo)變化數(shù)據(jù),認真地為地基沉降分析提供科學(xué)依據(jù)。
3.2 全方位開展科學(xué)研究,優(yōu)化和細化施工設(shè)計
在施工前期,開發(fā)單位應(yīng)聯(lián)合設(shè)計單位及有關(guān)科研單位,對所施工的路段的路基沉降問題進行細致的研究,進行全面系統(tǒng)地評估,并根據(jù)研究成果,進一步優(yōu)化設(shè)計方案。
3.2.1 地基沉降控制
首先應(yīng)對地基進行加固處理。這是控制地基工后沉降最直接有效的方法。加固處理方法如下:
(1)cFG樁或深層攪拌樁。首先選擇典型斷面和特殊斷面進行數(shù)值分析和離心模型試驗。試驗后,運用得到的數(shù)值分析和離心模型試驗對典型斷面和特殊斷面作進一步研究,得出沉降與時間關(guān)系曲線,從而評價路基沉降是否滿足設(shè)計要求,并對地基處理進行優(yōu)化設(shè)計。其實進行試樁和現(xiàn)場荷載試驗。在全面施工開始前,選擇合適的場地進行試樁,通過沉降觀測及現(xiàn)場荷載試驗,來驗證地基處理方案的可靠性,從而評價處理后地基工后沉降。
(2)進行強夯處理。強夯法就是通過反復(fù)使用落錘沖擊壓密地基±體,從而達到提高地基土的承載力,并降低地基壓縮性的目的。但對于飽和度相對較高的粘性土而言,我們使用強夯法就不一定能收到很好的效果。另外,強夯法加固深度會因土質(zhì)的種類不同而不同,施工人員應(yīng)按照設(shè)計錘重、單擊夯擊來計算加固影響深度。由于影響加固深度因素很多,在實際施工過程中,需要進行試驗研究,測試設(shè)計夯擊能條件下的影響深度。
在施工過程中,強夯處理的地基需要使用信息化施工技術(shù),即對處理后的地基進行實時的觀測和測試,根據(jù)測試的變形模量計算路基沉降量,從而來確定路基工后沉降是否能夠滿足要求,需不需要加密夯點或增加夯擊次數(shù)。
(3)堆載預(yù)壓。在施工過程中,我們可以根據(jù)路面類型及交通調(diào)查,來進行地基沉降總分析,從而確定堆載預(yù)壓高度及時間,堆載預(yù)壓時間要以路堤表面沉降穩(wěn)定作為卸載的前提,堆載預(yù)壓期將對路堤面進行沉降觀測,施工過程中要特別注意的是地基的穩(wěn)定性。
3.2.2 路堤本體沉降
路堤本體沉降是指路堤本體在填筑完成以后,路堤自身重力和交通荷載作用下產(chǎn)生的壓密和側(cè)向變形引起的沉降。對于路堤本體的沉降,我們可根據(jù)具體填料情況,采用離心模型試驗進行有關(guān)的研究和分析,從而改善路堤本體的沉降情況。
3.3 施工管理
路基沉降問題與施工質(zhì)量密切相關(guān)。在施工中如果沒有遵守跟基沉降的設(shè)計相關(guān)的規(guī)則及標(biāo)準(zhǔn),那么就很難保證路基不發(fā)生沉降,因此在施工前,要綜合考慮路基的高度、地基土的成因、地層結(jié)構(gòu)及有關(guān)沉降控制的復(fù)雜性及艱巨性等因素的影響,因此要進行施工工藝試驗,保證路基施工中質(zhì)量控制,并建立系統(tǒng)的監(jiān)測與分析,從而保證路基填筑完成后一年的觀測和調(diào)整周期。在采取恰當(dāng)?shù)氖┕まk法后,充分分析評估路基沉降是否滿足高速公路路面鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。(1)觀測斷面設(shè)置。在進行斷面復(fù)測時,對設(shè)計圖的中心樁和邊樁處的地形標(biāo)高進行測量,觀測斷面縱向間距一般為20~50m,地形地質(zhì)條件變化較大時和過渡段適當(dāng)加密至10m。測量時要做好記錄和簽字,必須按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行,測量結(jié)果必須得到業(yè)主和監(jiān)理工程師的認可。(2)測試項目。①一般土質(zhì)地基地段,每個觀測斷面在地面設(shè)剖面沉降儀,在路基面中心及左右兩側(cè)路肩處設(shè)路基觀測樁,觀測樁采用鋼釬或混凝土樁。②軟土及松軟土路基,根據(jù)地基厚度和填土高度,在邊坡坡腳外設(shè)置邊樁進行水平位移觀測,分別距坡腳2m、6-l0m處設(shè)置位移邊樁。③深厚層松軟土、第四系地層的地基,按不同的工程地質(zhì)地貌,選擇代表性路基填高,進行深層沉降觀測和側(cè)向變形觀測。(3)測量的精度及頻度。在路基施工中,需要二級以上的測量標(biāo)準(zhǔn)才能滿足對測量精度的要求,同時對測量頻度針對不同的情況有不同的要求,如在路堤填筑期間,每天觀測一次;停工期間,每隔兩天測試一次。施工完成后,前15天內(nèi)應(yīng)每兩天觀測一次,以后每個星期觀測一次。(4)動態(tài)分析與沉降預(yù)測。在施工期間,施工方要對沉降觀測資料進行整理分析,并根據(jù)沉降情況和側(cè)向變形速率指導(dǎo)路堤填筑施工。(5)路床施工完成后的一年里,是路基沉降觀測的時間。在這一年里所觀測到的資料結(jié)合沉降的雙曲線和三點法來推算出路基的最終沉降。
4 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,高速公路在國民經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中占有重要的地位,高速公路縱橫交錯于每一個城市之間,承載著城市間的交通運輸需求,因此高速公路建設(shè)是一項關(guān)系民生和未來的基礎(chǔ)建設(shè),為了保證其行車過程中的安全性及舒適性,在高速公路建設(shè)過程中,施工單位要從多方面對路基沉降的原因進行分析并深入研究,從而制訂一套完整的控制路基沉降的具體措施,以保證公路建設(shè)的質(zhì)量。
參考文獻
[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基設(shè)計規(guī)范(J%D30-2004)[M].中華人民共和國交通部,2004.
[2]中華人民共和圍行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(刪1-97)[M].中華人民共和國交通部,1997.
[3]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基施工技術(shù)規(guī)范(nJ033-95)[M].中華人民共和國交通部,l995.