高速公路路基沉降及施工处治措施

发表时间:2020/3/3   来源:《基层建设》2019年第29期   作者:覃杰
[导读] 摘要:现阶段,我国的高速公路工程建设有了很大进展。
        广西桂通工程咨询有限公司  广西壮族自治区南宁市  530022
        摘要:现阶段,我国的高速公路工程建设有了很大进展。路基是路面的基础,且容易发生沉降问题。通过分析路基沉降的原因,对路基的沉降问题进行监测。在公路施工过程中,难以对填料进行控制,使路堤填料不均匀;或者由于路基填土压实不足,导致路基的不均匀沉降变形。为了减少或解决路基沉降问题,需要从设计方面和施工方面入手。主要介绍了高速公路的主要构造和防护,通过对沉降原因进行分析,减少或解决路基沉降问题。
        关键词:高速公路;路基沉降;监测
        引言
        软土地基由于其压缩性高、强度低、透水性差的特点,往往会造成路面不均匀沉降、桥头跳车等问题,从而影响路面行车的安全与舒适。软土地基沉降病害的修复难度大,维修成本高,故应尽量在路基填筑阶段对软基进行处治。
        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公路路基沉降的原因
        2.1路堤填料不均匀
        在公路施工过程中,难以对填料进行控制。填料常常是路堑掘进产生的废料。在施工过程中,小颗粒填料很难得到有效压实。在负载过大的长期作用下,回填料会产生沉降变形,路面会产生局部沉陷,刚性路面还可能产生裂纹或缝隙。由于填料的性质不一样,特别是有的回填料具有膨胀性,严重的会使路面破坏。
        2.2高速公路路基结构设计不合理
        高速公路路基沉降的一大原因,很可能是高速公路路基结构设计不合理,如果高速公路路基结构设计不合理,公路的稳定性就会得不到保障,导致在后期公路运营使用时,发生沉降现象,并且公路的使用年限也会大大缩减,为大众的出行和社会利益造成非常严重的损失和麻烦,路基结构的设计应该在整个工程实施之前就做好充分的准备,有些工程企业不注重这些前期问题,或者对设计人员工作时的疏漏没有及时发现并解决,导致一系列因果效应。所以设计人员的工作也是很重要的,加强工作人员的能力素质,积极做好对专业知识的学习与进修,秉持认真、负责、细心、耐心的工作态度,不怕吃苦和艰辛恶劣的环境,在公路项目进行初期结构设计阶段时,应该对施工地方做好细致的勘察工作,避免不合理的高速公路结构设计,给施工及后期使用造成影响。
        2.3地下水位
        地下水位往往会随着季节、降雨等外界因素而改变。地下水位发生变化后,路基土体由原来的浮重度变为为土体自身重度,即加大了地基荷载产生的附加应力,所产生地基荷载可换算成不随深度而改变的均布荷载,导致土体压缩量改变从而产生竖向位移。
        2.4水文气候
        温湿度、降雨量、日照及蒸发量、冰冻深度、风向风力、河流洪水位及常水位、地表积水状况以及地下水活跃情况都会影响路基的稳定性。冬季气温过低的地区,水分不易蒸发,易集聚成硬冰层;在春季过后温度上升,水分积聚在路基中无法下渗将严重影响路基的稳定性。地下水活跃地区应注意观测渗流水力坡度和临界水力坡度,对动水压力产生的流沙和机械潜蚀做好防护,防止基坑底部出现流动状态或土层中形成管状空洞的状况。在裂隙水发达或岩溶地区,要注意裂隙水和岩溶水的发育程度和分布规律,提前做好防控措施。


        2.5路基填土压实不足
        压实度不足会导致路基的不均匀沉降变形,路基两侧可能会出现纵向裂缝。路基土体压实度不足的主要原因有路基施工时,局部路堤填料粘土土块粉碎不足。这样会导致路基压实度不均匀。
        3对高速公路路基沉降的施工控制措施
        3.1正确的施工方法
        正确的施工方法是保证高速公路路基稳定性的重要因素。在整个工程进行中,要根据要求的合同工期编制本工程的施工计划,并以此为前提配备施工队伍、机械设备、劳动力、材料等,确保工期目标的实现。同时严格遵照合同协议书中的要求,结合实际情况,优化施工方案。积极推进技术与管理创新,确保工程质量,确保工程安全,努力降低工程成本。各分项工程均投入专业化队伍施工,保证工期和质量。针对路段的特点,从实际出发,采取相应的施工措施,合理组织施工,优化施工队伍的配置。
        3.2地基沉降控制
        控制地基沉降最有效的方法就是施工后对地基的处理,均匀全面的对路基进行铺设,选用适合的土质进行重型碾压,不断地加固处理,施工后也应及时观察发现问题和遗漏的瑕疵,可采用深层搅拌桩、CFG桩等处理方法,来减少路基沉降的概率。利用科学研究,全方位,深层次,优化细节和细化设计,对路基施工做到更全面的准备和要求,有效的控制地基沉降,保障交通事业的稳定性。
        3.3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。
        3.4沉降观测
        沉降观测主要采用沉降板和分层沉降标,其变形观测点一般设置在软土深度较深及性质极差路段、填土高度最高路段或填土高度较高且软土深度较深的危险段、桥头搭板尾端、半填半挖及纵横向软土分布变化较大路段和挡墙路段。沉降观测仪器的埋设应注意在软基处理施工完毕后及垫层顶填土前及时进行。
        结语
        综上所述,分析了造成路基沉降的各种原因,从实际情况出发,总结高速公路路基沉降的影响因素和对路基沉降施工的控制。从自然原因和社会原因两大因素入手,加强监督力度,加大公路路基压实度,设置完善的排水系统,不断减少和避免路基沉降现象的发生。通过多年来的努力和完善,可以得知我国的公路建设水平越来越高,安全度越来越高,其路基沉降的可能性越来越小,希望通过本文的论述,可以对整个高速公路工程质量得以提升。
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