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        高填方路基沉降病害的成因分析及處理對策

        2018-07-09 08:39:07李國利
        裝飾裝修天地 2018年12期
        關(guān)鍵詞:高填方路基解決措施

        李國利

        摘 要:我國疆土遼闊,山川溝壑眾多,在進行公路工程的建設(shè)過程中不可避免的會需要進行高填方施工作業(yè)。而高填方施工作業(yè)如若存在缺陷與隱患,則極易導(dǎo)致高填方路基產(chǎn)生沉降病害,影響公路的行駛舒適性與安全性,并且會對公路的使用耐久性產(chǎn)生直接影響?;诖耍疚墓P者結(jié)合自身多年的相關(guān)工作經(jīng)驗,對高填方路基產(chǎn)生沉降病害的成因進行了全面分析,并針對此類問題,著重探討了常用的五種有效解決處理措施。旨在通過本文的分析與研究,能夠為相關(guān)從業(yè)人員,提供一些可供參考與借鑒的內(nèi)容。

        關(guān)鍵詞:高填方路基;沉降原因;解決措施

        1 引言

        當(dāng)前,隨著我國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展速度的穩(wěn)步加快,以及汽車工業(yè)的高速發(fā)展與國民汽車保有率的顯著提升,促使作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的公路工程建設(shè)項目呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢。而在進行公路工程建設(shè)過程中,如若高填方施工作業(yè)不當(dāng),極易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象,尤其是發(fā)生不均勻沉降,不僅會導(dǎo)致路面出現(xiàn)開裂與沉降,影響路面的行駛質(zhì)量,而且會大大降低公路的使用壽命。因而,對高填方路基沉降病害的成因及處理措施進行分析與研究,便成為現(xiàn)階段路建工程中具有明顯研究價值與意義的方面。

        2 高填方路基沉降的原因分析

        2.1 由勘測設(shè)計所導(dǎo)致的沉降

        在公路工程高填方路基設(shè)計階段,有些設(shè)計人員在未進行全面勘查的基礎(chǔ)上,便完全套用以往的設(shè)計標(biāo)準格式圖,導(dǎo)致高填方路基未能得到精確化及規(guī)范化的設(shè)計,由此導(dǎo)致發(fā)生路基沉降的現(xiàn)象極為普遍。同時,部分設(shè)計人員在進行實際數(shù)據(jù)驗算過程中,未能嚴格依照土質(zhì)條件與采樣試驗結(jié)果真實反應(yīng)實際,也會導(dǎo)致設(shè)計缺乏合理性。此外,若依照普通路基的設(shè)計方式來對應(yīng)典型的高路堤橫斷面,則設(shè)計的偏差以及穩(wěn)定性驗算的缺失,都會導(dǎo)致斷面尺寸缺乏合理性,導(dǎo)致路基出現(xiàn)變形、沉降的情況時有發(fā)生。

        2.2 由工程地質(zhì)因素所導(dǎo)致的沉降

        在公路工程項目的設(shè)計前期,應(yīng)對施工的路段區(qū)域進行全方位的地質(zhì)勘查與土質(zhì)采樣試驗,這其中涉及到水文地質(zhì)、材料應(yīng)用、取料、填筑以及其他工藝技術(shù)形式等多方面內(nèi)容。同時,應(yīng)對特殊的地質(zhì)情況設(shè)定出特殊的設(shè)計方式,若未能依照流程與內(nèi)容進行相應(yīng)的勘察、采樣以及特殊性設(shè)計,則會導(dǎo)致后期施工中路基發(fā)生明顯的沉降現(xiàn)象。例如:在地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)工程地質(zhì)情況不良或多為富水軟土地基地段,則此位置處的土質(zhì)便會相對松散,密實度較低的土質(zhì)會因承載力的增加而出現(xiàn)變形現(xiàn)象,若未優(yōu)先采取加固措施,那么路基沉降現(xiàn)象則無可避免。

        通常情況下,軟土顆粒間的有效應(yīng)力增長速度與固結(jié)速度等較為緩慢,由此也導(dǎo)致上層路基變形穩(wěn)定速度放緩。同時,當(dāng)路基填方較高時,地基發(fā)生沉降較大,且沉降穩(wěn)定時間則越長。并且,高填方路基的基底寬度會存在較大的變化范圍,當(dāng)處于山坡位置時,迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡之間的地表土?xí)霈F(xiàn)顯著的密實度差異性,若土質(zhì)沉積年代短則固結(jié)性與密實度較差,在承載力偏高時,便會出現(xiàn)路基沉降現(xiàn)象。

        2.3 由施工不善所導(dǎo)致的沉降

        首先,若所選用的路基土質(zhì)填料差,則會導(dǎo)致路基出現(xiàn)變形的幾率顯著提升。路基填料土中混含著腐殖土、泥沼土以及種植土等,由于此類土質(zhì)的有機物豐富、強度低、抗水量差,因而出現(xiàn)路基變形或沉降現(xiàn)象明顯;其次,若在施工中未能嚴格依照流程與設(shè)計要求標(biāo)準,也會導(dǎo)致路基出現(xiàn)變形或沉降現(xiàn)象。即在實際施工中,隨意更改鋪筑厚度,壓實作業(yè)不規(guī)范或壓實強度不均勻等,都會造成高填方路基的沉降或變形現(xiàn)象;最后,公路工程項目涉及內(nèi)容較多,若施工隊伍中存在人員綜合素質(zhì)偏低,則會因?qū)I(yè)知識與技能水平不足而導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)差異性;若施工管理力度不足,則施工中便會出現(xiàn)流程不清晰,操作不規(guī)范等情況,這也會導(dǎo)致高填方路基出現(xiàn)質(zhì)量問題。

        3 高填方路基沉降問題的處理措施

        3.1 換土復(fù)填法

        當(dāng)填筑土質(zhì)存在問題,且填筑面積偏小,填筑深度較淺時,可采用換土復(fù)填法來有效減少后期出現(xiàn)的路基沉降問題。此種方法在應(yīng)用中,是將土質(zhì)存在問題的部分或已出現(xiàn)病害的部分實施挖除作業(yè),然后依照施工設(shè)計要求,更換上符合設(shè)計標(biāo)準的土質(zhì)。通常情況下,在換土復(fù)填法中多應(yīng)用具備較好級配的砂礫土,且塑性指數(shù)符合規(guī)范標(biāo)準的亞黏土為宜。同時,在進行回填施工作業(yè)時,挖補面積應(yīng)相對偏大,并呈現(xiàn)出階梯狀,隨后,依照自下而上的回填施工順序,進行逐層坡筑,碾壓密實。并且,應(yīng)確保壓實度應(yīng)比原路基的壓實度偏高1~2個百分點。

        3.2 固化劑法

        在進行高填方路基沉降問題的處理過程中,若填筑材料受限且填筑量偏小時,可通過固化劑法來改善高填方路基的變形或沉降現(xiàn)象。此種方法是在原有填料中進行固化劑的添加,以此使沉降位置處的土質(zhì)密實度和承載力符合施工設(shè)計標(biāo)準。但固化劑因其物理性質(zhì)與化學(xué)成分的不同,構(gòu)成了不同性質(zhì)與類別的固化方法,因此在應(yīng)用中應(yīng)酌情選取。依照固化劑形態(tài),可將其劃分成固態(tài)與液態(tài)兩種,但從化學(xué)構(gòu)成角度分析,則又可將其劃分成主固化劑與助固化劑兩類。其中,常見的固體粉狀固化劑中以石灰、石膏以及水泥為主,液態(tài)主固化劑以水玻璃為主,而助固化劑則多采用無機鹽類成分,如碳酸鈣與碳酸鎂等。

        3.3 布設(shè)土工格柵法

        當(dāng)高填方路基變形或沉降相對較弱,或僅在公路路面上存在縱向開裂現(xiàn)象,且經(jīng)過特定時間觀測后,該路段的地基沉降已經(jīng)逐步穩(wěn)定,此時便可采用土工格柵布設(shè)的方式來解決此類問題。其實際施工內(nèi)容為:在出現(xiàn)縱向開裂路段以開裂位置為界限,分別在其兩側(cè)進行寬度約為1.0m~2.0m的路面切除,并在土工格柵鋪設(shè)后,進行鋼釘?shù)募庸?,隨后再對此位置進行瀝青的重新鋪設(shè)。

        3.4 灌漿法

        當(dāng)高填方路基沉降較為嚴重時,應(yīng)采用灌漿法對發(fā)生沉降的問題進行解決。此種方法是通過液壓、氣壓以及電化學(xué)原理,在下沉路基位置處進行鉆孔作業(yè),并確保鉆孔深度超出薄弱層。隨后,將漿液經(jīng)由注漿管注入到地層之內(nèi),使?jié){液通過填充和擠壓的方式灌注進填料孔隙,使原來因松散的土質(zhì)以及發(fā)生裂隙的部分通過漿液的膠結(jié)作用形成一個整體,由此促進路基形成一個較為完整的、穩(wěn)定的固結(jié)體。在此過程中,應(yīng)針對實際土質(zhì)情況,進行漿液擴散能力與灌漿壓力的控制。通常情況下,在對碎石土或砂礫土填料的路基,其灌漿壓力一般控制在0.5MPa~1.2MPa之間,而采用黏性土所填筑的路基,因其滲透性較差,則應(yīng)相應(yīng)的提升注漿壓力,通常以1.5MPa~4.0MPa為宜。

        3.5 粉噴樁法

        當(dāng)高填方路基沉降高度≤10cm時,通常會應(yīng)用粉噴樁法進行沉降問題的處理。此種加固技術(shù)是利用專業(yè)機械,將粉體固化劑于地基較深位置處與軟土進行強制性攪拌,使原軟土地基位置處發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),并生成強度與剛度較大的樁體,以此起到加固土質(zhì)的作用,或促進樁周土體性質(zhì)得以改善。而后,樁體與樁周土體作用后形成復(fù)合型地基,共同承受來自外界的壓力荷載。應(yīng)用粉噴樁法應(yīng)注意,對路基病害的原因要進行深入調(diào)查,施工時要嚴格掌控固化劑用量,確?;旌狭蠑嚢杈鶆?。

        4 結(jié)語

        綜上所述,高填方路基由于水文土質(zhì)、設(shè)計標(biāo)準以及施工工藝技術(shù)等方面的因素,致使出現(xiàn)變形或沉降的現(xiàn)象較為普遍,雖然有效改善或解決高填方路基沉降的措施眾多,但仍要依照路基下沉的程度、面積以及是否具有填料限制等情況,進行有針對性的高填方路基處理措施的選取。唯有如此,才能在切實解決路基沉降問題的基礎(chǔ)上,避免投入成本的無端增多,也才能確保工程收益的相應(yīng)提升。

        參考文獻:

        [1] 趙龍龍.高填方路基下沉的原因分析及對策[J].山西科技,2004(1):41~42.

        [2] 聶武軍,王瑞,劉潤星.高填方路基沉降原因分析[J].內(nèi)蒙古公路與運輸,2007(6):36~38.

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