摘要:在国家交通运输网络体系中,高速公路具有十分关键的作用,而且路基质量的好坏将会直接影响着高速公路能否稳定发挥作用。所以必须加强对于高速公路路基沉降有效研究和分析,进而才能够确保其质量。本文简单介绍了高速公路路基沉降变形的特点,同时提出高速公路路基沉降的危害,最后提出高速公路路基沉降监测技术和提升高速公路路基质量的措施,希望可以为相关工作者提供一定的参考。
1高速公路路基沉降变形的特点
高速公路的路基是保证路面平整度和路面稳定性的重要基础,是承担自重、路面重力和交通荷载的岩土结构物。通常情况下,当行驶车辆经过高速公路时,路基承担着来自公路表面的负荷;路基在受到挤压后,会产生变化以适应负荷,这种变化分为形变和体积变化。因正应力引起的路基体积变化对路基承载力的影响不大,与此相反,因剪应力引起的路基形变则可能会引发路基本身的破坏,造成极其严重的事故。当路基沉降发生后,原来紧密贴合的路基和路面之间将出现局部脱空的现象,湿气、雨水将通过伸缩缝、施工缝等进入到路基中,聚集在高压实度低透水性的填料中,使得路基脱空区域的含水量增大、强度降低。
2高速公路路基沉降的危害
2.1缩短高速公路寿命
在路基稳定、交通量及交通荷载大小合理的情况下,公路路基的受力是相对均衡的。路基沉降发生后,路基内部受力重新分布,路面在路基的作用下发生一定的应力变化,应力将集中分布在路基沉降区域,从而影响路面的强度和平整度,影响高速公路的正常使用寿命。如果出现严重下沉路段,还会增加高速公路的养护费用,造成资源浪费。
2.2降低行车安全性
路基沉降事故将加大结构物与两端顺接路堤间的沉降差,形成桥头跳车,严重影响行车速度和交通安全。行驶车辆对桥头的瞬间冲击,将造成路面及伸缩装置的损坏。高速公路的设计速度在80~120km/h之间,一般不宜低于100km/h,行驶车辆惯性相对较大,当发生跳车现象时,极易发生交通安全事故。
2.3加大高速公路施工难度
在施工期间,由于在土地表面开展高强度的作业,局面受压强度过大时较易发生路基沉降。尤其在南方梅雨季节,路基脱空区容易形成严重积水区,自行排水受阻。此时,必须采取措施排出水囊,控制路基含水量,加大了施工难度,影响工程进度。
3高速公路路基沉降监测技术
3.1高速公路路基沉降含义
路基沉降即是路基在土层附近应力作用下,引起路基表面下沉过大,特别是不均匀的沉降。路面沉降会导致路面不能正常使用。
3.2高速公路路基沉降监测技术
(1)设计方面
①做好地质勘探调查
对地形、地貌、水文地质条件进行详细的勘察。通过分析特殊路基段相应的详细的设计资料。在施工进行困难的路段,可以考虑将土换成石灰、水泥及铺设土工合成的材料。
②确保路基最小填筑高度
确保地面水、地下水、毛细水和它们通过冻胀作用产生影响最小的为路基最小填筑高度。根据路基设计规范要求,土基干湿类型及毛细水位高度都会影响路基最小填筑高度。当路基填筑高度受影响而不能达到规范规定时,要采取相应的处治措施。可以采取的方法有填砂砾类的透水性材料,设置隔离层或修筑地下渗透沟等。其目的在于避免地面积水和地下水浸入路基,影响路基工作区稳定性。
③完善路基综合排水设计
完善路基综合设计需要综合考虑的原则,进行路基纵、横向排水设计,避免造成两侧长期积水浸泡路基,使路基承载力下降而发生沉降变形。在居民区路段必须设置排水边沟,平坡路段边沟需设有纵坡,确保排水通畅。
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(2)施工方面
①做好施工组织设计
合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,以施工组织设计为依据,结合施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证路基施工质量的重要环节。
②做好施工前的准备工作
开工前要认真审阅设计文件,详细了解各段的填、挖情况,地质情况,填、挖土质和调配情况。对重要地段要作重点勘察,进一步核对设计资料,发现设计文件中有误应及时上报业主,妥善处理。
③认真清除地表土
不良土质、地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以清除,然后换填透水性材料,尤其是低填方路段要注意满足路基工作区的要求。有必要时要设置砂砾隔层,路基深度、宽度、长度都必须到位,不留丝毫隐患。填筑路堤前,首先应进行原地面处理。若基底的表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将其表层土清除换填,厚度视具体情况而定。如发现裂缝时,应用符合条件的土回填,并按规定进行压实。由于在表土剥离后基底的含水量高,为保证基底压实度达到设计要求,应及时进行翻松、晾晒和含水量检测,在最佳含水量时进行碾压,达到要求的压实标准。
④严格控制填土含水量
施工时要避免出现小于最佳含水量的压实情况。当含水量偏小时,土粒间的润滑作用不足,会导致压力不足,难以克服土粒间的摩擦力,土中的空气不能排除、土粒间无法靠拢,因而难以达到最大密实度。如果含水量偏大,又会产生由于水分过多,土粒被水膜包围而分散得过远,不能达到最大密实度。填筑路基前,疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、黏土等细粒土,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,易形成翻浆或路基沉降。因此,做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督。
4提升高速公路路基质量的措施
4.1切实保障使用材料的质量
在开展高速公路路基施工的同时,确保路基质量的根本性条件是路基施工的原材料有的较高的质量,所以一定要充分把握施工原材料的质量。由于在施工的过程中会进行压实环节,无论是上路床还是下路床都要使用填料,因此工作人员一定要对路基填料的种类和应用进行充分的了解和掌握,在进行原材料的采购时,要加强对于路基填料的功能筛选及检测,同时还要对其进行压实功能检验,确保其能够满足相应的施工要求及标准。在材料的运输及保存环节也要引起足够的重视,防止因运输或保存不当造成材料受损,保证材料处于干燥通风的环境当中,从而使得原材料的物理性能不会变化。
4.2科学的选择施工技术
在进行高速公路面积施工时,由于外界的环境施工状况都会在变化,所以在具体的施工过程中应结合施工环境以及地质条件,选取符合条件的施工技术来进行施工,在保证能够按期完成工程的同时还要确保工程质量的提升。在开展高速,公路和桥梁衔接区间的路基施工过程,可以有效掌握施工的侧重点,避免各种路基问题的发生,比如沉降问题等等,就要据此采用相应的防沉降的施工手段;当施工条件较为潮湿时,又或者是其地下水较为丰富,则尤其需要关注地基的防水和排水功能,所以在进行施工时,预留出相应的排水渠道,制定科学合理的排水施工计划,从而再出现较大的降水量时,可以较为迅速的进行高速公路排水,防止其阻碍交通的运行,避免各种交通事故的发生。在进行施工技术的应用时,无论是设计人员还是施工人员,都应结合具体的地质状况,因地制宜采取最适宜的施工计划,从而有效保障高速公路路基的质量。
结束语
综上所述,路基沉降对高速公路的质量造成严重影响,在控制高速公路路基沉降的过程中,应充分了解项目特征及定位,积极采用有效的路基监测技术,以降低路基沉降带来的危害。
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论文作者:吴小燕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
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