浅析公路工程中路基沉降原因及对策论文_陈永佳

浅析公路工程中路基沉降原因及对策论文_陈永佳

中交第一公路工程局有限公司总承包经营分公司 北京市朝阳区 100024

摘要:对于公路施工企业来说,工程质量是企业的命脉所在,只有做好施工质量管理工作才能确保工程良性运行。现代社会发展对公路工程提出更高的质量要求,传统管理模式难以达成高质量要求。本文从工程实践角度分析,开展质量保证活动,创新施工质量管理模式,改进与优化质量控制措施。

关键词:公路工程;路基沉降;原因对策

引言

社会经济发展带动交通建设企业发展,经济一体化市场环境中,公路建设企业迎来新的机遇,但也面临着诸多挑战。公路路基沉降病害是导致车辆驾驶人员行车安全性与舒适度得不到应有保证的关键,施工控制技术应用人员要在明确公路路基沉降机理及现象成因的基础上,找出优化的方法策略。

1、路基沉降控制的重要性

科技水平的长足发展,使得现代化经济建设进程对交通运输业发展的高效性以及便捷性的需求越来越大。然而,公路路基的沉降病害,在很大程度上阻碍了这一进程,严重影响了各地区进行现代化经济建设步伐。为解决上述问题现状,相关管理部门加大了路基沉降施工控制技术的研究力度,以满足当前的交通运输需求。在此之前,研究人员要在掌握公路路基沉降病害发生机理以及现象成因的情况下,着手分析路基沉降施工控制技术。这是在当前经济快速发展背景下,使道路网络系统运行更趋稳定的重要课题,工程建设人员应将其重视起来,以作用于实践。

2、公路路基沉降机理

研究表明,路基沉降机理可划分为三个阶段,即发生阶段、发展阶段以及稳定阶段。在发生阶段,沉降机理是指,没有在土层初期加载阶段对土地进行压实处理,进而导致土地结构处于不稳定的弹性状态。如,土层中土粒含水率高;土粒空隙比较大,在降雨的工程环境下,路基结构无法及时排除土壤中多余的水分。此时,再开展路基结构压实施工操作,就会使土体发生压缩变薄以及变形现象,进而在荷载压力影响下,导致路基出现沉降趋势。

发展阶段则是指,随着公路路基结构的投入使用,路面所需承载的负荷力不断增加以及负荷时间不断延长,路基土层中的水分会被挤压释放,进而发生更进一步的形变。于此,路基沉降体征明显。而路基沉降稳定阶段机理为:路基所承受的荷载作用已经达到最大,土层土粒中的孔隙逐渐减少。换句话说,就是当高速公路工程的运行到达一定时间,就会形成处于稳定状态的路基沉降。

3、公路路基沉降成因

(1)在开展路基施工前,施工路段地质勘察人员未对所在地区进行详细的勘察,或是没有认真调查当地地质状况的文献资料,使得实际施工方法应用与地质条件不适合,进而出现了路基沉降现象。

(2)高速公路路基施工人员缺乏路基填补的理论常识,未在临近路基高度时加强对路基沉降的实时监测力度,继而导致路基内部构造发生破坏,严重的甚至会出现裂纹,降低了结构作用的安全稳定效果。此外,填土速度过快,也是造成路基与填土临界施工问题出现的原因。归根结底,是工程建设单位没有将其充分重视起来。

(3)高速公路工程路基结构发生沉降的监测体系不够完善,即仅通过人工计算的方法来进行沉降评估,增加了施工过程中诸多不稳定性因素的影响。这种缺乏科学性的公路路基沉降监测体系,使得完成施工操作后,容易出现不均匀沉降问题。

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(4)施工单位在进行压实施工处理时,缺乏对其作业质量的监控管理,这就导致路基结构的压实效果难以得到保障。例如,当公路路基工程投入运行使用,车辆荷载不断增加,路基施工没有完全压实的位置,就会出现严重的变形。尤其,是在路基填土高度方面,压实处理不到位,将会使路基发生更多的形变,最终形成凹凸不平的路面,严重影响车辆驾驶人员的安全性与舒适度。故,工程建设人员应从实践角度出发,来解决上述机理与现象成因所带来的影响问题。

4、路基沉降案例

某高速公路工程为例,其施工路段共涉及四种地形地貌。对于对公路路基施工影响较大的地层,为第四系全新统冲积粉细砂层;其上部为:低液限黏土层,属工程性质较差区域,主要组成成为为:软土薄层、松散粉细砂以及少量河道淤泥;其中部为:粉细砂与中细砂,属工程性质一般;地层下部分布以细砂与低液限粉土为主的夹粉细砂工程性质。在地势方面,施工路段平坦开拓稍有起伏,且地表水丰富、地下水水位较高,因此,地质勘查人员判断,其会对路基结构带来一定的沉降变形影响。故,工程建设人员通过采用粉喷桩与在桩顶铺设土工格栅和碎石层的方式,来达到形成装网符合地基的保护目的。

具体的施工控制技术应用,就是在工程全线中软弱地基土路段的路堤底部,铺设约0.4m厚度,平均宽度约为43m的土工格栅加筋碎石垫层。与此同时,还在平面上,布置边长为1.5m的等边三角形粉喷桩。此施工过程,所采用的机械设备有分体发送器、空气压缩机、计量装置以及搅拌钻头等。通车后出现沉降情况从,采取以下措施。

3.1路基不均匀沉降控制标准

沉降控制标准直接会对公路改扩建工程的路基施工质量和后续通车质量产生直接影响。现阶段,我国公路规范中对于沉降指标的规定主要包括:总沉降、工后沉降、施工期间沉降速率、不均匀沉降路拱横坡比。交通部又在2005年的时候颁布施行了《公路路基设计规范(JTGD30-2004)》,其中对于高速公路、一级公路等的拓宽改建,要求原有路基和拓宽路基之间的路拱横坡的工后增加值应低于0.5%。在实际施工过程中,由于不同的改扩建工程所处的地理位置不同,水文地质条件也是千差万别的。因此结合路线试验段对于路基工后沉降的变化规律、规范标准等,合理确定新老路基拱横坡的工后增大值,进一步明确科学合理的沉降控制标准,才能真正确保公路改扩建工程的施工质量。

3.2地基沉降控制方法

就公路改扩建工程地基沉降角度而言,主要是采取适宜的措施来对地基进程加固处理。目前针对地基加固处理的措施较多,也已经取得了显著的效果,诸如压实法、置换法、排水固结法、挤密法、强夯法等等。当然了,每种加固处理措施均有其相应的适用范围,具体选用时需要结合工程项目的实际状况合理选择。

3.3路基沉降控制方法

由于新老路基的固结压缩沉降量的速率和时长不同,使得新老路基出现固结沉降差异。为避免这种现象的出现,可以在填筑路基阶段,选用开挖台阶分层填筑同时铺设两层钢塑土工格栅在路基的顶部的措施。开挖台阶施工法主要是换填置换老路基中未被完全压实的边坡或者未完成固结的土体,通过再次压实的措施,来对新老路基的结合能力进行进一步的加强。同时台阶还可以提供给路基中的土工合成加筋材料一个有效的锚固长度,能够进一步提升土工合成材料的紧固效果。而铺设的钢塑土工格栅能够充分发挥出加筋的功效,当新老路基出现不均匀沉降现象,该加筋能显著提升土体的抗拉能力,构成一定的加筋土,进而起到较好的加固效果,避免路面出现开裂现象。

4、结语

总体而言,公路路基沉降现象的出现,是由施工路段本身地质水文环境、施工作业方法以及施工管理手段等多方面因素导致的,因此,施工控制技术应用人员也要采用综合控制技术,来从源头上解决沉降病害所带来的问题复杂影响。

参考文献:

[1]张志刚.城市高架桥头路基沉降的施工控制[J].技术与市场.2017(09):112.

[2]王德波,闫翔鹏.多年冻土段填筑路基沉降分析[J].山东交通科技.2017(04):78.

[3]刘天璐.浅析高速公路路基沉降及施工控制技术[J].建筑知识.2017(15):94.

[4]林荣华.旧路拓宽改建工程中路基沉降控制策略[J].住宅与房地产.2017(23):73.

论文作者:陈永佳

论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期

论文发表时间:2018/1/3

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