公路工程路基沉陷管控路徑研究

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隨著我國交通車輛不斷增多，公路修建通車后，超載重的車輛比較多，公路路基的下部填土是滲透材料，孔隙率比較大，在車輛荷載與自重之下，孔隙率變下，其密實(shí)度增加，可能會(huì)存在路基的沉陷現(xiàn)象。所應(yīng)用路基材料的含水量對路基影響也較大，公路路段處于降水下時(shí)，如果路基沉陷后，無法得到及時(shí)排水暢通，可能會(huì)出現(xiàn)路側(cè)積水下滲，讓路基上部的土壤含水量加大，高強(qiáng)度降水與荷載作用下，路基土就會(huì)出現(xiàn)反復(fù)拉應(yīng)力，造成土結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度下降，發(fā)生槽坑，出現(xiàn)不均勻的沉降，造成路基沉陷現(xiàn)象加速發(fā)生。軟土基主要是由雜填土、淤泥、沖填土與高塑性土所構(gòu)成的地基，軟土有抗剪力及承載力較低特點(diǎn)，在軟土路段進(jìn)行路基或橋涵修建，容易出現(xiàn)坍塌與沉降等問題，某工程修筑一通道橋，下部構(gòu)造是分離式的擴(kuò)大淺基礎(chǔ)，其上部在驗(yàn)收的時(shí)候，出現(xiàn)了10cm多的沉降，通過設(shè)計(jì)人員與地質(zhì)勘察部門的現(xiàn)場原因分析得知，主要是因軟土基超限沉降所引起的，經(jīng)預(yù)壓方法，讓沉降得以穩(wěn)定，縱斷調(diào)整后，可滿足應(yīng)用要求。

路基沉陷的控制措施

1高填方沉陷控制

在公路路基施工中對于高填方沉陷的預(yù)控，可采取下列措施給予控制，首先，注意分層填筑與壓實(shí)，對填土的高度以及虛鋪度的控制，虛鋪度應(yīng)控制在3dm以內(nèi)，施工寬度要比設(shè)計(jì)寬度要大，水淹位置應(yīng)使用水穩(wěn)定性比較好的材料，土的性質(zhì)不同，要分別填筑，不能混填，其每個(gè)填料層的總計(jì)厚度要在5dm以上，其次，注意填挖相結(jié)合位置的質(zhì)量控制，機(jī)械不能壓實(shí)地方，可使用小型機(jī)械或者人工來補(bǔ)充夯實(shí)，避免壓實(shí)不足，不得超厚填土；再者，對于壓實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，不同種類土進(jìn)行回填時(shí)，不可僅用某種土試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作全部填土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該根據(jù)填土種類不同，給出不同填土試驗(yàn)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，其取值要符合有關(guān)規(guī)定；然后，做好公路路基的路段試驗(yàn)，依據(jù)場地與土質(zhì)情況，選擇有利設(shè)備，并確定碾壓遍數(shù)，根據(jù)得出結(jié)論進(jìn)行公路路基施工的指導(dǎo)。

2軟土基沉陷控制

在路基施工中，軟土基是會(huì)遇到的質(zhì)量問題，為確保軟土基質(zhì)量，可采取下列措施給予防治，其一，換填法，這種方法是由于所填土質(zhì)不符合要求，造成路基下沉，不過路基下沉深度及面積并不大，對于通車營運(yùn)的影響并不大，為加固處理，可采取換填法，主要是將原有路基當(dāng)中的病害土挖除，并更換上符合有關(guān)規(guī)范要求的土，一般采用塑性指數(shù)滿足或者砂礫土較好，應(yīng)逐層開挖為臺(tái)階狀，并從下向上逐層的填筑，將其壓實(shí)，其二，拋石擠淤與擠密樁，拋石擠淤主要適合沼澤、池塘或者河流等相關(guān)的給水洼地，這些地方，常年存在積水，并不易抽干，軟土液限的指數(shù)比較大，應(yīng)用片石可沉到下臥層。擠密樁比較適合是濕陷黃土、非飽和的粘性土或者疏松的砂土，其原理為運(yùn)用程控過程當(dāng)中的沉管，對土實(shí)施振密與擠密作用，讓土體向四周擠壓，并填入碎石壓實(shí)，以形成碎石樁，讓土和樁成為復(fù)合地基；其三，粉噴樁，這種方法適合含水量較大或者粉砂的土質(zhì)，軟土基成孔之后，可加入生石灰、粗砂與水泥等攪拌均勻填充，并搗實(shí)，生石灰在遇到地下水的時(shí)候，會(huì)消解掉，其填充料的體積會(huì)膨脹，具有擠壓土基的作用，增強(qiáng)路基的承載力，固結(jié)料摻量和土層的性質(zhì)密切相關(guān)，特別是含水量，強(qiáng)度會(huì)隨著水泥劑量的增加有所提高。

3強(qiáng)化沉降觀測

公路路基沉陷處理之后，為確保沉陷減少，可實(shí)行沉降觀測，加強(qiáng)路基效果的跟蹤檢測，沉降觀測能分成分層、深層與地面的沉降觀測，其中，分層的沉降觀測，主要是對土體內(nèi)部的分層觀測，了解軟土層各層次壓縮的狀況，內(nèi)部分層的沉降可通過土體內(nèi)部分層沉降標(biāo)的埋設(shè)給予觀測，而分層標(biāo)則是由導(dǎo)管與感應(yīng)線圈波紋管所構(gòu)成的；地面的沉降觀測，這種方法是常用的，在原地面上，根據(jù)沉降板埋設(shè)來高程觀測，其沉降板的布點(diǎn)越多，其所測結(jié)果就越能將路堤沉降真實(shí)性進(jìn)行反映；深層的沉降觀測則是經(jīng)過土體的內(nèi)部深層沉降所觀測的，對軟土層所在某層進(jìn)行了解，根據(jù)埋設(shè)的沉降標(biāo)來觀測。

實(shí)例工程路基沉陷控制

1實(shí)例概況

某公路工程的路基土石方是深挖高填的路段，其填土的高度在15m以上，其中，最大的填土高度是25.6m，為確保高填路基填筑的質(zhì)量，將沉降量控制于最小限度之內(nèi)，應(yīng)根據(jù)該公路工程實(shí)際狀況，依據(jù)專家意見，采取合理施工措施，控制路基沉陷問題出現(xiàn)。

2沉陷控制措施

為確保公路工程的路基施工質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)材料與機(jī)械選擇。材料方面，盡量選擇透水砂礫土，以滿足工程施工要求，最大程度減少路基沉降，在設(shè)計(jì)角度來看，該工程的排水設(shè)施比較齊全完善，公路路基并未受到地表水侵害，原地基之下也沒有地下水進(jìn)行影響，可確保路基的整體穩(wěn)定性；機(jī)械選擇方面，依據(jù)該工程實(shí)際狀況，并參考施工方案，選擇了強(qiáng)度較大的25型號(hào)沖擊碾，兩臺(tái)16t的振動(dòng)壓路機(jī)，一臺(tái)推土機(jī)與平地機(jī)等，滿足公路施工的要求。選擇好材料與機(jī)械之后，應(yīng)對原地基給予處理，以降低地基的沉降量，原地基清表之后，應(yīng)取土樣分析，所分析的指標(biāo)狀況為塑性指數(shù)為11.5，液限是31.1，最大干密度是1.94，而含水量為10.2%，通過所分析結(jié)果，采取了強(qiáng)夯與壓實(shí)度提高的方法，運(yùn)用強(qiáng)夯方法，加強(qiáng)原地基處理，讓沉降量控制于5dm左右，其錘擊能量選擇為200t•m，兩擊降差控制在5cm以內(nèi)，并運(yùn)用梅花布點(diǎn)，間距是4.5m，在強(qiáng)夯前提下，加強(qiáng)原地基的平整壓實(shí)，以提高原面壓實(shí)度。對原地基進(jìn)行處理之后，應(yīng)該加強(qiáng)路基填筑，其填筑需要注意工序與壓實(shí)度控制，其中，工序方面的控制，應(yīng)該是在處理完原地基之后，對路基實(shí)施填筑工作，在施工的時(shí)候，應(yīng)該依據(jù)有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，按照地基表面清除，處理原地基，并檢查壓實(shí)度，然后上料攤鋪，并碾壓成型，密實(shí)度合格之后就可實(shí)施填筑。在壓實(shí)度控制方面，加強(qiáng)了有關(guān)壓實(shí)機(jī)具調(diào)配，控制路基的壓實(shí)質(zhì)量，每層的填料松鋪厚度是3dm，與設(shè)計(jì)相比，壓實(shí)度等級(jí)提高了一個(gè)，由原來90區(qū)提高為93區(qū)，確保壓實(shí)質(zhì)量狀況，對每1.2m~1.5m填高時(shí)，可使用25型號(hào)的沖擊碾進(jìn)行碾壓，其碾壓遍數(shù)為20遍，深度是2m，為確保路基的邊坡密實(shí)性。

3路基沉陷控制結(jié)果

在該公路工程中，通過材料與機(jī)械選擇，加強(qiáng)壓實(shí)度控制，并獲得了良好效果，該公路路基是依據(jù)壓實(shí)度與土工試驗(yàn)，嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范來執(zhí)行的，并采取核子密度儀與灌砂法進(jìn)行了對比，對于異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，按照網(wǎng)格形式進(jìn)行了測點(diǎn)布設(shè)，其檢測結(jié)果如下：原地基的檢測是采取羊角拖碾壓2遍，運(yùn)用16t的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓2遍，并靜壓1遍，經(jīng)過壓實(shí)之后，其93區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果為合格點(diǎn)是8，平均值為94.5，其合格率是百分百；路基填筑的檢測結(jié)果無不合格點(diǎn)，平均值為94.2，其合格率為百分百，原地面采取的是強(qiáng)行處理，布點(diǎn)為梅花形，沉降量控制5dm以內(nèi)，在最后的兩擊沉降量上在5cm以內(nèi)，經(jīng)過強(qiáng)夯處理之后，公路路基的承載力改善明顯，路基的自然沉陷也得到有效控制。

結(jié)論

隨著我國公路工程的規(guī)模數(shù)量增加，路基作為公路重要基礎(chǔ)構(gòu)成，對其整體質(zhì)量具有重要影響，在實(shí)際公路路基施工中，經(jīng)常會(huì)有路基病害出現(xiàn)，尤其是路基沉陷問題，對公路美觀性與使用壽命均產(chǎn)生重大影響，甚至還會(huì)帶來交通不便，出現(xiàn)安全隱患事故，為加強(qiáng)路基的控制，應(yīng)采取合理措施給予控制，以提高整個(gè)公路工程的控制質(zhì)量。（本文作者：孔勇、呂海清 單位：洛陽市新安縣公路管理局）