高速公路路基沉降原因及过程管控技术研究论文_华勇

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摘要:高速公路中的路基沉降问题十分常见,对高速公路的性能造成很大程度的影响,本人主要基于高速公路路基沉降问题出现的原因,提出了有效的管控措施,达到了控制路基沉降及提高施工质量的目的。

关键词:高速公路,路基施工,沉降,施工控制

随着我国交通强国建设的不断推进,高速公路规模飞速发展,在漫长的营运阶段中,因被土质条件和荷载因素等方面影响而导致高速公路出现路基沉降的情况经常出现,不仅易导致高速公路路基路面发生开裂,进而减少高速公路的使用寿命,还会给行车带来安全隐患。因此,高速公路路基沉降及施工控制技术研究对提高高速公路的质量和性能具有重要意义。

1高速公路路基沉降原因

1.1原地基处理不当。高速公路路基施工阶段第一步即为原地面清理。在原地基施工过程中,通常只对原地面进行清表,而没有彻底对原地基的承载力和稳定性进行检测便直接进行填筑。假若原路基范围内地质条件与地勘资料不完全相符,出现突变,路基部分处于软土地基上,但并未检查发现,或发现后没有进行设计变更,那么在路基自重和外荷载的作用下,地基可能会沉降变形,致使地基上的路基路面随之沉降而开裂或者坍塌破坏,故原地基稳定性是保证路基稳定的前提条件[1]。

1.2路基填料选择不当。高速公路路基填筑常常会因为填筑材料选择不当造成路基沉降变形,填土路堤不能选择如腐殖土、树根、淤泥、生活垃圾与建筑垃圾等不满足要求的材料。因为在高速公路投入运营后,在外荷载和自然环境的不断作用下,会发生不均匀沉降导致路面病害发生。故填筑前需对填筑材料进行检查并试验,确保填料强度高、水稳定性好、粒径符合要求等条件。

1.3路基压实度不足。路基沉降的大小与路基填筑时的压实度也密切相关,压实度是否达标由以下几个方面决定:(1)路基每层填筑厚度是否超过规范要求或者试验段确定的厚度值,若超过将导致路基难以压实;(2)压实遍数是否达到规定的遍数,现场经常因为赶工期、赶进度或者机械驾驶人偷懒等原因压实遍数不达标造成路基压实度不足;(3)填料的含水量是否能控制在最佳含水量,偏离最佳含水量均会影响路基压实;(4)压实机械的重量是否符合要求,若偏小将易出现无法压实的情况。

1.4路基填挖交界处理欠妥。高速公路中填挖交界处施工属于路基施工一个薄弱环节,特别容易出现不均匀沉降,主要是因为靠近挖方段路堑的自然密实度与靠近填方段的压实度存在比较大的差异,通常来说挖方段的路基沉降量要小于填方段的沉降量。

2高速公路路基沉降过程管控技术

结合路基沉降特点以及导致其发生沉降的因素,可通过设计阶段、施工阶段科学有效地全过程控制路基修筑质量,从而能够使路基沉降问题得到有效控制,具体体现在下面几个方面。

2.1设计阶段的控制

(1)地质勘探调查尽量充分。先后有初勘初测、详勘详测、初步设计、详细设计等阶段[2],利用地勘监理、标段互验、双院审查等多层把关手段,保证数据准确。(2)明确规定路基填筑材料质量参数。在设计阶段,经过设计院详细调查,并对现场土石检测后,规定不同填高内路基填料的CBR值及最大粒径要求。(3)科学设计全线路基综合排水及防护措施。根据高速公路穿越的不同地质路段,“因地制宜、整体规划、综合考虑”的原则,进行防排水设计。比如在高填方路段设计集中排水系统,在主要变坡点设计永久泄水槽。(4)采取动态修正进行变更设计。施工图不可能与现场实际情况完全相一致,故在施工期需要及时进行修正和变更。一是派驻经验丰富的设计代表,保证足够的技术力量支持,保证施工现场的问题能够及时反馈处理;二是受现场条件限制不能达到规范要求的,设计院及时给出合理解决方案。如路基填筑高度因地形限制原因不能达到规定,则必须换填或者设置盲沟等。

2.2施工阶段的控制

2.1.1施工前的准备工作。在施工之前,施工人员应做好施工现场勘查工作,了解施工现场的实际情况,包含水文条件、地质情况以及周边环境等,并进行取土场及场地的试验,结合现场情况及填筑材料试验数据来制定出最佳的施工方案,其中填筑材料需满足表1要求。此外施工之前要做好临时排水设施,包括临时排水沟、横向排水沟、排水管等,方便雨季排水、排洪,并与永久排水设施衔接顺畅,对可提前施工的永久性排水设施提前进行施工。

表1 路堤填料最小强度和最大粒径要求

2.2.2地基处理技术。地基处理技术体现于施工阶段各方面,囊括了地基处理设备、填筑材料及施工方法等。试验段施工可使不同地区的土质确定压实机械、填料含水量控制、松铺厚度以及压实遍数、最佳机械设备的配置等各项指标。若需对路基的土质进行改良,则可用强夯法、堆载预压法、排水固结法等手段;若存在软土地基,不加处理易造成路堤过量沉降、甚至失稳等现象,可采取挖除换填符合设计要求的材料,并分层填筑压实至设计规定的压实度;若是对复合地基进行处理,可采用加筋土复合地基、碎石桩复合地基等。

2.2.3监测技术。对于施工现场中路基的沉降及稳定性应进行监测[3]。使用地表型沉降计对地表沉降进行监测,通过监测数据,制定合理的填土速度,以及通过以往沉降数据的分析,预估沉降趋势;利用地表水平位移桩监测地表出现的隆起量和水平位移量,仔细分析有关数据,确保路基处于安全和稳定的状态;采用地下水平位移计掌握路基分层位移量,根据监测数据,推定土体剪切破坏的位置及程度,最后按照具体情况提供合适的处理手段并保障路基稳定性[4]。

2.2.3减少路基施工位置地下水位。地下水位是造成路基沉降的重点原因之一,那么要确保路基施工时的质量应采取技术手段控制地下水位。在展开碾压操作时,如果未结合高速公路的具体情况以及施工技术标准展开分层碾压,那么强度无法达到路基施工要求,只要施工路段地质条件发生问题,就很可能发生沉降问题。对比标准水位,如果地下水位很高,在施工过程中没有得到解决,土体会由于长期处于泡水状态而发生承载能力降低以及松散等问题,最后在外力作用下就会发生沉降问题,在这种情况下,路基在施工时可采取挖盲沟或边沟挖深的方式使地下水位降低。

2.2.4压实度控制。在碾压施工时,首先要严控路基填筑厚度、松铺厚度则以试验段所确定的数据为准[5];然后需要确保压实遍数,不允许出现少压或者漏压情况;对于填料含水量要及时进行检测,综合考虑现场温度、天气等因素,若填料含水量偏高则需要晾晒,偏低则需要适当补充水量;压实机械的型号选择要与试验段所确定的一致,倘若压实机械吨位过大则会造成资源浪费,过小将无法碾压密实。在碾压时,实际碾压宽度应超过规定范围50cm,使各个位置得到充分碾压。

2.5填挖交界处理

对于纵横向填挖交界及斜陡坡路基,需采用台阶开挖方式,其中台阶宽度不小于2m,同时设置4%的反坡,以便加强路基之间的衔接,减少不均匀沉降。针对高填方的填挖交界,可增设土工格栅等材料,使之成为一个整体,在台阶处必须分层填筑、分层碾压。对纵向填挖交界分布比较密集的路段,全路段路床底面采用冲击式压路机补压一次。

3结语

随着我国社会经济的发展,工程数量也在不断增多,高速公路路基施工当中来看,路基沉降是十分常见的公路问题,对我国社会经济发展以及交通运输业的发展造成一定影响,且对于行车的安全性与稳定性造成影响,还可能威胁到人身安全,这就需要相关人员对高速公路路基施工质量进行严格的控制,并不断提升自身的综合知识水平,以及顺应时代发展不断更新自身的技术。本文主要分析了高速公路路基沉降出现的原因并提出了有效的控制技术,从而能够促进我国高速公路路基工程更好的开展并给人们带来更安全的出行。

参考文献

[1]罗元炼.高速公路路基沉降及施工控制策略[J].交通世界,2019(31):58 -59.

[2]赵群威.公路路基沉降影响因素分析及过程管控[J].北方交通,2012 (04):5-8.

[3]樊振.高速公路路基沉降分析与监测技术研究[D].长安大学,2018.

[4]倪宝书.高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J].公路交通科技(应用技术版),2016(1):211.

[5]李清亮,付瀛.公路路基沉降控制措施[J].交通世界,2019(30):46-47.

论文作者:华勇

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/21

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高速公路路基沉降原因及过程管控技术研究论文_华勇
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