楊波
摘要:高填方路基若承載性弱、壓縮性高,車輛在駛過道路時,路基由于荷載的作用會出現(xiàn)沉降變形現(xiàn)象,對道路安全有不利影響。基于此,本文介紹了高填方路基,探究了影響路基沉降變形的因素,并通過影響因素提出了控制高填方路基沉降變形的方法,旨在提高路基穩(wěn)定性、安全性,更好地服務于社會發(fā)展。
關鍵詞:高填方路基;沉降變形;影響因素;控制方法
引言
新時代,我國公路事業(yè)快速發(fā)展,公路建設已經(jīng)步入了一個全新的階段。與此相對應的是高填方路基大大地提升了道路建設難度,其變形沉降是目前急需解決的問題。于高填方路基而言,有效控制其變形沉降問題是提高道路安全性、經(jīng)濟性、可靠性的關鍵。因此,對其控制方法進行研究具有現(xiàn)實意義。
一、高填方路基概述
(一)含義
高填方路基是指在存有積水的地區(qū),使用填料(石、土等)結合實際施工需求將路基填筑到6米以上。實踐中,有分層施壓和分層填筑兩種建設工藝,這兩種施工方法都能保障路基的穩(wěn)定性。但每層厚度都需要考量填料種類,注意不能混合使用多種材料。
(二)特點
高填方路基施工具有規(guī)模大、復雜程度高、人力物力資源需求大、工期長等特點。高填方路基施工有助于加強路基整體的穩(wěn)固程度,一般而言,填筑高度大于20米,則施工規(guī)模就會較大,路基質量會受到多種因素影響,例如,環(huán)境、結構等,若控制不到位容易給整個施工帶來不利影響[1]。
(三)作用
高填方路基作用在于提高路基穩(wěn)定性,保障道路施工質量,提高道路使用安全性與可靠性,避免發(fā)生交通事故,促進道路施工單位發(fā)展。
二、基于影響高填方路基沉降變形的因素分析
本文分析了基于有限元軟件Geo studio技術支持下高填方路基的影響因素,得出高度、坡度、壓實度對高填方路基變形沉降有重要影響。
(一)高度因素
研究數(shù)據(jù)表示高填方路基典型截面,路面12米,24米,坡度是1比1.5。根據(jù)規(guī)范要求進行施工,一層2米的情況下規(guī)律如下,填筑6米,沉降0.26824米;填筑10米,沉降0.34326米;填筑16米,沉降0.41525米;填筑24米,沉降0.5534米,有數(shù)據(jù)可知,地基沉降隨著高度的增加而增加,做好路基準備工作有助于保障路基質量[1]。
(二)坡度因素
路基坡度對高填方路基變形沉降有重要影響,本文分析以坡度1∶1、1∶1.25、1∶1.5、1∶1.75 和1∶2為標準進行分析。坡度1∶1,沉降0.68765米;坡度1:1.25沉降0.6686米;坡度1:1.5,沉降0.67129米;坡度1:1.75,沉降0.67405米;坡度1∶2,沉降0.67667米。從數(shù)據(jù)可知,坡度是 1∶1時,沉降值是0.66765米,最小,但坡度為1:2時,沉降值是0.67667米,最大。探究原因可知,高填方路基越緩,填筑的材料就越多,導致荷載也越大,沉降也因素增加。但縱觀數(shù)據(jù)總體情況,沉降相差不大,在設計坡度時可以側重考慮安全效益與經(jīng)濟效益。
(三)壓實度因素
根據(jù)高填方路基相關規(guī)定,壓實度通常在90%以上,本文分析的資料壓實度處于90%到98%。壓實度90%,沉降0.61456米;壓實度92%,沉降0.59676米;壓實度94%,沉降0.57967米;壓實度96%,沉降0.56816米;壓實度98%,沉降0.56047米。由數(shù)據(jù)可知,壓實度強度與路基沉降呈反比例關系,對比90%與98%的壓實度,沉降下降了10.8%,由此可見,壓實度是對路基沉降有重要影響。
三、基于影響因素作用下高填方路基沉降變形的控制方法探討
路基沉降隨著填筑高度的增加而增加,增加幅度較為平穩(wěn),通過上文分析可知,做好地基處理工作有助于控制高度對路基的影響。另外,當填筑到最高處是應當做好邊坡處理工作,避免邊坡失穩(wěn)??梢哉f,坡度越大路基沉降也越大,應當做好高填方路基設計工作,提高其合理性。壓實也是影響路基變形沉降的重要因素,壓實度與路基沉降系數(shù)呈反比例關系,提高壓實度有助于防止路基沉降?,F(xiàn)對影響因素下防止路基變形沉降的控制方法作如下分析。
(一)準備工作
施工前的試驗是高填方路基施工的重要保障。具體而言,應當針對路基施工的壓實次數(shù)、厚度與填筑厚度進行分析計算,完成計算后再加以復核,試驗時需要保障每個環(huán)節(jié)均操作規(guī)范,提高試驗與實際的相似度,保證試驗具有實效性,能夠有效指導高填方路基施工。在試驗路段方面,一般而言會用到200米的路段,在試驗時需要記錄試驗參數(shù),并進行調(diào)整。在施工人員方面,應當合理配置施工人員,提高機械利用率,并對機械進行應用試驗,確保其具有適用性,能夠滿足高填方路基施工需求。在環(huán)境方面,應當保持地面的清潔度,若路基土質為砂土、軟土,應當對其進行預先處理,滿足高填方路基對壓實的要求,避免阻礙施工。
(二)填料選擇
施工單位在選擇填料時可以結合施工實際地理位置,就地取材選購填料。若施工現(xiàn)場附近地區(qū)沒有足夠的填料,則應當立即安排采購人員進行采購。填料采購需要注意,首先,了解目標填料質量、產(chǎn)地;其次,根據(jù)高填方路基需求衡量填料是否能夠滿足施工需求;最后,將采購填料運送到施工現(xiàn)場前需要進行試驗??傊?,必須保證填料各項屬性均符合施工要求后才能將其投入使用,保障高填方路基施工效果[3]。
(三)施工設計
高填方路基施工工藝要求施工單位進行分層壓實施工,每一層只有達到壓實要求后才能繼續(xù)下一層的壓實工作。在施工前,需要清除施工現(xiàn)場雜質,只保留施工用具與土質相關因素。若高填方路基下方有水源,在施工前需要采用合理的措施進行處理,防止水源侵蝕路基,例如,引流、攔截等。若施工場所是路堤下部,應當使用透水性、耐性好的材料,在最大程度上削弱地下水對高填方路基的侵蝕影響。若施工環(huán)境中土質較為松軟,施工時必須嚴格遵循施工流程,在上層壓實合格后才能繼續(xù)施工。另外,在施工過程中還需要注意考量實際施工情況與影響壓實的多種因素。
(四)排水工作
科學合理的排水有助于提高高填方路基穩(wěn)定性與安全性。在實際施工中可采用下述排水技術,采用排水固結技術進行黏土層地基施工,該技術具有縮小積水排放距離、加速地基固結、提高地基可靠性的作用。采用塑料排水板或袋裝砂井有助于提高排水速度、有效擠密地基。
(五)壓實工作
在壓實工作開始前需要進行攤鋪,每層攤鋪厚度均應小于30厘米,進而確保壓實程度達到相應標準。具體而言,在填筑一層填料后,使用大型履帶式推土機推平填筑地段,之后使用壓路機壓實。前期攤平工作結束后,應當使用平地機進行處理,提高坡度和諧性,確保雨水順利排出。使用壓路機時需要注意對接位置壓實質量能夠達到相應標準。壓實工作包括初壓、復壓、終壓,速度應當控制在每千米2.5小時到4.5小時之間,保障整個壓實施工階段均能夠緩慢連續(xù)進行,提高路基的均勻性,切忌出現(xiàn)急剎車、停頓,對壓實質量造成不利影響。另外,每層攤鋪、壓實后,施工人員需要對本層進行復檢,確保本層壓實達標后,再繼續(xù)開展下一層施工工作。
(七)施工技術
先進的施工工藝、機械設備是提高高填方路基施工效率與質量的重要保障,有助于防止其變形沉降。特別是施工條件惡劣的地區(qū)更應當采用先進的施工技術。例如,采用強夯技術處理濕陷性黃土,當起重機把夯錘置于一定高度后,讓其自由落下,加大壓實強度,達到壓實標準。此外,還需要科學、靈活運用土工隔柵技術,發(fā)揮其加固作用,在防止高填方路基變形沉降的同時提高其應用價值。
總結
總而言之,控制變形沉降是建設高填方路基的關鍵,控制效果對道路整體質量有重要影響。因此,在施工過程中,施工人員必須針對影響高填方路基變形沉降的因素進行分析,采取有效措施加以控制,避免出現(xiàn)沉降變形問題,繼而提高路基穩(wěn)定性,保障道路使用安全。
參考文獻
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[3]田輝,文祥云,鄭益攀,尹天明.淺談高填方路基施工技術及質量控制[J].公路,2018,63(10):85-88.
(作者單位:重慶中環(huán)建設有限公司)