文 / 煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)公路建設養(yǎng)護中心 闞國澤
高速公路作為一種重要設施,其施工質(zhì)量直接關(guān)系到使用壽命和行車安全,因此,公路工程施工技術(shù)和施工質(zhì)量日益受到重視。我國國土面積廣大,許多物資都要經(jīng)過高速公路,因此,必須注意高速公路在運行過程中的各種問題,公路路基沉降是大多數(shù)高速公路普遍存在的問題,而這種問題在高速公路的建設和使用中一旦發(fā)生,就難以徹底解決。公路路基沉降會給高速公路上的車輛帶來危害,同時也會影響到我國的經(jīng)濟發(fā)展。所以,有關(guān)部門在建設高速公路的過程中必須嚴格控制質(zhì)量,從根本上解決路基的沉降問題。
公路建設中,路基施工是整個工程的基礎和重要組成部分。只要鋪好路基,高速公路建設才能穩(wěn)步推進。公路路基施工中,作業(yè)方式簡單,但施工條件十分艱苦,大部分高速公路一般都是選擇現(xiàn)場施工,為避免對城市居民造成干擾,導致施工條件降低,還有建筑材料運輸不方便、施工場地分散、施工場地狹窄等。
公路工程是國家經(jīng)濟發(fā)展的重大項目,對城市的標準化建設起著舉足輕重的作用。交通運輸是社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要通道,而我國的現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展離不開交通運輸業(yè)的支持,因此,對公路的需求日益增長,對工程質(zhì)量的要求也日益提高。但目前,我國高速公路的建設還面臨著許多問題,如路基沉降問題十分突出,不僅妨礙了高速公路的建設,而且還給我國的經(jīng)濟發(fā)展造成了一定的負面影響。為此,必須深入探討引起路面沉降的原因,并通過相關(guān)的措施,加強對路基沉降的控制技術(shù)研究,從而改善目前的道路工程建設狀況。過去,國內(nèi)的路基沉降問題一直是國內(nèi)學者關(guān)注的熱點,但是,有些學者把研究工作僅僅停留在表面現(xiàn)象上,而沒有具體的實施,導致了一些理論知識與現(xiàn)實生活脫節(jié),不能保證我國公路路基的沉降問題得到有效解決。目前,為了保證高速公路的安全和穩(wěn)定,必須對路基沉降控制技術(shù)進行深入的研究,并提出相應的防治對策。
公路運行中存在的一些問題,如使用時間長、車流量大、部分路段路基施工不穩(wěn)定,路基沉降是常有的事。發(fā)生此問題后,車輛長期碾壓該路段,將導致路基沉降區(qū)塌陷或受力不均嚴重損壞,縮短高速公路的使用壽命。另外,高速公路的崩塌將給中國造成經(jīng)濟損失,并使沿高速公路發(fā)展放緩。
路基沉降不僅會導致高速公路壽命縮短、嚴重路段坍塌,還會威脅來往司機的生命安全。高速公路橋頭堡有時會有輕微損壞,橋頭會有凸起。由于路基施工不穩(wěn)定,高速公路橋頭結(jié)合部長期受到過往車輛的重力擠壓,導致結(jié)合部沉降,間接部分出現(xiàn)坑洼。
事實上,在高速公路的建設和運營過程中,有許多情況會引起路基沉降。例如路基土層應力、土壤雜質(zhì)、當?shù)貧夂?、路面長期被雨水浸泡等。由于路基沉降是造成路基沉降的主要原因,在施工過程中施工人員缺乏嚴格的操作管理等問題。為此,需要從多個方面分析了高速公路路基沉降產(chǎn)生的原因。
實際上,路基沉陷的程度和特征是截然不同的。并非所有的高速公路都有相同的路基沉降問題,但一條高速公路的每一段都會有不同程度的沉降。因為在高速公路上,施工隊伍的施工條件不同,每條路段的土質(zhì)不同,施工方法也不同,就會產(chǎn)生差異,而且由于路段的不同,路基沉降現(xiàn)象也會不同。
由于每個施工隊的施工方法不同,有的施工隊在軟土上施工,有的施工隊在硬土上施工。施工隊選擇軟土施工時,其施工方法是擠壓相應的路基。但由于軟土結(jié)構(gòu)不固定,后期高速公路運營過程中,軟土結(jié)構(gòu)路基會受到較長時間的擠壓。當壓力超過軟土結(jié)構(gòu)可接受的應力時,該路段將出現(xiàn)路基沉降問題。但采用硬土進行路基施工可以避免土體受力的問題,因為硬土本身的固結(jié)壓力較高,所以只要施工時沒有車輛超載或裂縫,硬土路基可以長期使用,但可能需要太長時間才會造成路基輕微沉降。
由于我國高速公路覆蓋面廣,建設過程中,各路段的土質(zhì)會有所差異,施工隊一般利用附近的土層,以趕上工期。但施工現(xiàn)場附近土壤雜質(zhì)過多,會導致路基不能壓實。而且土壤還沒有細化,會直接應用到路基施工中,導致土壤耐受性較弱。此外,由于多年的風吹雨打,路基土會逐漸變松。
由于我國國土面積廣,施工時間長,導致路基因溫度變化而沉降。由于一條高速公路能覆蓋很大的范圍,會造成建設周期較長,從春季到夏季,從春季到夏季都會進行大量的建設。
由于施工期間,部分路段將在冬季凍土條件下施工,因冬季土壤結(jié)冰。路中間有凍水,但為了順利完成工期,施工隊明知土中有凍水,仍對路基進行施工,導致春季氣溫上升,土中凍水溶解,土中含水量過高,公路無法承受壓力,導致路基沉降。
前面已經(jīng)提到了路基土中存在雜質(zhì)的影響,因為雜質(zhì)混入土中會引起路基土結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,從而造成路基的下沉。針對混合雜土不覆蓋深、不影響路基下臥土層的特點對路基沉降在后期考慮時,可以采用換填方法解決路基的沉降問題。
方法是更換覆蓋在路基頂層的雜土,重新挖出原來的雜土,然后在原來的位置重新填筑符合要求的新土,做好準備。一般選用重填土,質(zhì)量較好的亞粘土與碎石土一起回填。回填法施工有相應的規(guī)定,必須將雜質(zhì)土完全挖空,并在此基礎上繼續(xù)向下挖一段,保證整個路基土層土質(zhì)良好。
前一種方法僅適用于較輕的沉降,防止路基沉降。對大面積的地基沉降較大不能進行回填,可用注漿法修復。注漿施工是指采用特殊的填充液,通過水壓力等對路基內(nèi)部進行灌溉。路堤鉆孔后,向路基土層注入充填液。在一定時間內(nèi),填充液滲入路基土層的縫隙和裂縫中,通過風干固化使路基土層結(jié)構(gòu)重組固化,增加路基穩(wěn)定性,使路基防水,從而防止路基沉降惡化。
在公路工程建設中,要加強對路基的沉陷控制,必須做到以下幾點:第一,在高速公路建設前期進行地質(zhì)勘察。在工程前期,為了更精確的進行工程建設,必須對地基和周圍的工程地質(zhì)條件進行全面的勘察,從而為工程的實施提供科學依據(jù),同時也要采取相應的保護措施。第二,要把土地弄平。在高速公路建設初期,必須進行強夯處理,清除地基中的垃圾,保證工程現(xiàn)場的清潔、清潔。第三是要注意防滲。在施工前期,必須在基坑旁開挖排水溝。當?shù)叵滤惠^高時,為了防止工程中出現(xiàn)的孔隙水壓力,必須在路基表層鋪上碎石或砂礫墊層。四是在施工過程中,必須嚴格遵守施工規(guī)程。結(jié)合深層土、中層土、表層土的加固工藝,在最后一次強夯施工結(jié)束后,采用低能量的方法進行多次夯擊。
對高速公路路基進行定期監(jiān)測,可減少路面沉降的發(fā)生??傊驯O(jiān)測工作貫徹到整個路堤的建設中,實現(xiàn)對整個工程的無縫化、全過程的監(jiān)測。在公路建設過程中,技術(shù)人員既能對已建成或正在進行的路基沉降進行分期、分期的監(jiān)測,而且最主要的觀測手段是已建好的路基與在建的路基之間的銜接段,所以采用更為科學的方法進行沉降指數(shù)的測定。在工程完工后,技術(shù)人員要經(jīng)常利用專用的儀器對地基的沉降量進行測量。
在公路建設過程中,回填材料的選擇和工程建設的科學性將極大地影響路基的質(zhì)量??偟膩碚f,下沉段路基的地質(zhì)條件與上部結(jié)構(gòu)正常路基段有很大不同。利用回填土施工下沉段路基,可有效提高其強度和穩(wěn)定性。
路基施工企業(yè)需要嚴格結(jié)合施工路段的地質(zhì)、水文因素,采用更合適的回填材料,在施工前期對巖土工程進行檢測,特別注意實測路基滲水等問題,結(jié)合相關(guān)參數(shù)不斷調(diào)整回填材料,確保在后期使用過程中能夠滿足路基加固的質(zhì)量要求。其次,在利用回填土加固路基的過程中,工作人員要嚴格遵循不同材料廠家提供的技術(shù)工藝手冊,科學規(guī)范地進行施工,確?;靥钔聊芘c路基有機結(jié)合,達到良好的加固效果。
總之,為了更好地減少高速公路路基的沉降,有必要在施工過程中詳細分析其影響原因。各方面都要加強控制和管理,加強施工期間的控制,通過加強材料和人員的管理,在健全的制度約束下保證工程質(zhì)量,有效減少各種質(zhì)量安全問題,從而為今天的社會經(jīng)濟發(fā)展提供有利條件。路基沉降發(fā)生在公路使用過程中不可避免。必須采用先進的施工控制技術(shù)來加強路基的承載能力,從而降低路基沉降的發(fā)生概率,使公路更加穩(wěn)定安全,減少公路建設資金的投入。因此不難發(fā)現(xiàn),用施工控制技術(shù)改善公路路基沉降,可以帶來良好的綜合效益,真正實現(xiàn)我國交通運輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。