公路的路基沉降及施工技術(shù)研究

徐 貴 學(xué)

(朔州路橋建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 朔州 036000)

沉降是公路路基最常見(jiàn)的問(wèn)題，同時(shí)也是對(duì)路面危害最大的問(wèn)題，一旦在工后產(chǎn)生不均勻沉降，將使路面出現(xiàn)裂縫、塌陷、錯(cuò)臺(tái)，嚴(yán)重影響行車(chē)舒適性與安全性。對(duì)此，應(yīng)采取有效措施在施工中防止沉降的發(fā)生。

1 公路路基沉降及其產(chǎn)生原因

1.1 路基沉降與危害

目前，通過(guò)服務(wù)回訪(fǎng)可知，很多公路在運(yùn)營(yíng)后不久會(huì)出現(xiàn)路面沉陷與裂縫，導(dǎo)致部分路面破壞，對(duì)公路通行效果造成影響。對(duì)此，經(jīng)過(guò)深入的分析，發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)原因?yàn)槁坊两担绕涫遣痪鶆虺两?，比如路基土部分土質(zhì)較差、偏軟，實(shí)際含水量過(guò)大，導(dǎo)致翻漿；部分路基段的壓實(shí)度較低，導(dǎo)致局部沉降；橋頭處路基土不均勻沉降，產(chǎn)生橋頭跳車(chē)現(xiàn)象；基底的地質(zhì)情況有很大差別，導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫。可見(jiàn)，路面病害的癥結(jié)在于路基質(zhì)量，因此，只有解決路基沉降問(wèn)題，才能有效避免路面早期病害[1]。

1.2 路基沉降產(chǎn)生原因

對(duì)于路基沉降現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因和具體工程部位、基底情況、填料、工藝、質(zhì)量控制等均有一定關(guān)系，是多因素共同作用的結(jié)果。為保證沉降預(yù)防和治理的有效性，需要以確定沉降產(chǎn)生原因?yàn)榍疤帷，F(xiàn)圍繞具體工程部位與基底情況兩個(gè)因素，分析沉降產(chǎn)生原因。

1)具體工程部位。a.橋頭：因臺(tái)背部位的作業(yè)面較為狹窄，對(duì)機(jī)械設(shè)備作業(yè)十分不利，所以會(huì)使臺(tái)背部位回填質(zhì)量無(wú)法達(dá)到要求，加之該部位路基沉降以橋梁為參照物，因此會(huì)產(chǎn)生明顯的偏差，導(dǎo)致橋頭跳車(chē)。b.半填半挖段：因填筑、開(kāi)挖在沉降系數(shù)上明顯不同，所以受行車(chē)荷載持續(xù)作用后，伴隨時(shí)間不斷推移，開(kāi)挖和填筑沉降差將明顯增大，最終在填挖交界部位產(chǎn)生沉降，使路基上出現(xiàn)縱向裂縫。c.填挖結(jié)合段：對(duì)于填挖結(jié)合段，它是填方開(kāi)始向挖方方向過(guò)渡的部位，所以具有挖深與填高均較小的特點(diǎn)，直接受行車(chē)荷載持續(xù)作用，伴隨時(shí)間不斷推移，路基上將產(chǎn)生橫向沉降。d.陡坡段：在相同路段當(dāng)中，填高有很大變化，導(dǎo)致縱向發(fā)生的沉降不均勻。其主要原因?yàn)槁坊罡叽嬖诿黠@差別，雖然其他因素基本一致，但高填方和低填方實(shí)際沉降量必定不同。開(kāi)始受行車(chē)荷載持續(xù)作用后，伴隨時(shí)間不斷推移，兩處沉降差還將進(jìn)一步增加。e.正常路基段：在正常路基段落，若施工控制不到位，也將造成沉降。比如在同一層內(nèi)，填筑不同性質(zhì)的填料，因不同填料在壓實(shí)系數(shù)上有很大差別，所以會(huì)達(dá)到完全不同的壓實(shí)度，受行車(chē)荷載以后，產(chǎn)生不均勻沉降。另外，路基土含有大量的水，施工中未能有效處理；局部未能得到有效壓實(shí)，都會(huì)導(dǎo)致沉降發(fā)生[2]。

2)基底情況。a.對(duì)于路基的挖方段，原土實(shí)際含水量會(huì)對(duì)路基壓實(shí)效果造成直接影響。如果全段或局部實(shí)際含水量過(guò)大，且沒(méi)有進(jìn)行有效處理，將使該段路基產(chǎn)生不均勻沉降，嚴(yán)重時(shí)將造成翻漿破壞。b.在土方相同的段落當(dāng)中，如果基底不平整，或填土的高度有很大變化，則也會(huì)產(chǎn)生一定程度的局部沉降。

3)其他原因。上述屬于工程實(shí)體方面的原因，除此之外，施工質(zhì)量控制、設(shè)備、人員、工藝，也會(huì)對(duì)路基整體質(zhì)量造成影響，引起路基沉降問(wèn)題。比如，施工人員缺乏質(zhì)量意識(shí)，且現(xiàn)場(chǎng)管理人員監(jiān)管不到位，設(shè)備配置不充分，試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)不真實(shí)等，均會(huì)對(duì)路基整體質(zhì)量造成影響。

2 公路路基沉降控制施工技術(shù)

2.1 加強(qiáng)質(zhì)量控制

路基作為公路工程主要組成部分，實(shí)際施工中，應(yīng)切實(shí)提高質(zhì)量控制力度。首先，應(yīng)嚴(yán)選施工隊(duì)伍，保證施工隊(duì)伍資質(zhì)可以滿(mǎn)足要求；其次，對(duì)施工與管理人員要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的教育培訓(xùn)，在形成質(zhì)量意識(shí)的同時(shí)，熟練掌握技術(shù)原理和操作方法，并確定施工需要達(dá)到的質(zhì)量目標(biāo)；再次，對(duì)于不同工程部位及段落，應(yīng)制定專(zhuān)門(mén)的工藝方法，開(kāi)工前認(rèn)真做好技術(shù)與安全交底，保證施工順利進(jìn)行；最后，切實(shí)加強(qiáng)過(guò)程控制，對(duì)施工質(zhì)量予以嚴(yán)格把關(guān)。

2.2 做好試驗(yàn)控制與材料質(zhì)量控制

在路基施工過(guò)程中，所用材料必須符合相關(guān)技術(shù)規(guī)定。對(duì)路基土方進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，相應(yīng)數(shù)據(jù)必須和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)值完全相符。在施工中，應(yīng)對(duì)路基土各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行經(jīng)常性檢測(cè)，一般將檢測(cè)的頻率確定為5 000 m3/次。

2.3 沉降控制措施

2.3.1橋頭部位沉降

對(duì)臺(tái)背進(jìn)行回填時(shí)，使用具有良好透水性的填料；每完成一層回填，都要對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)，分層厚度一般為20 cm；對(duì)于無(wú)法用大型壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)的部位，應(yīng)由人工使用小型機(jī)具碾壓，保證壓實(shí)度滿(mǎn)足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

2.3.2半填半挖與陡坡段沉降

首先，根據(jù)規(guī)范要求開(kāi)挖縱向臺(tái)階，再對(duì)臺(tái)階予以充分碾壓，完成下一層的填筑后，對(duì)上一層臺(tái)階進(jìn)行碾壓；然后，按照從低到高的順序進(jìn)行分層填筑，具體的填高要根據(jù)壓實(shí)度要求確定；最后，將開(kāi)挖段開(kāi)挖到150 cm，和填方段一同進(jìn)行填筑與碾壓。通過(guò)這樣的處理，不僅能有效減少下部路基沉降，而且還能防止不均勻沉降。

2.3.3橫線(xiàn)填挖結(jié)合處沉降

在結(jié)合處的開(kāi)挖段開(kāi)挖到150 cm，然后以此開(kāi)挖臺(tái)階，其寬度應(yīng)達(dá)到1.0 m以上，臺(tái)階高度應(yīng)和填筑層的高度相同。臺(tái)階和填方段一同進(jìn)行填筑與碾壓。對(duì)于150 cm處，其壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到94%，而以上部分應(yīng)達(dá)到96%[3]。

2.3.4填高在1.2 m以?xún)?nèi)的路基沉降

先開(kāi)挖50 cm～80 cm，對(duì)開(kāi)挖后形成的基床表面進(jìn)行充分壓實(shí)，然后換填具有良好透水性的填料，增強(qiáng)地基整體承載力，并避免路基受到地下水長(zhǎng)時(shí)間作用與侵害，避免由于承載力不足造成的沉降。

2.3.5正常路基段沉降

如前所述，正常路基段沉降的主要原因?yàn)槭┕?，比如?duì)不同填料進(jìn)行混填、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)結(jié)果不準(zhǔn)確等。對(duì)此，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)程序施工，如圖1所示；避免混填，在相同段落中應(yīng)使用相同填料；在土方施工中，用推土機(jī)將填料推平以后，應(yīng)安排施工人員進(jìn)場(chǎng)清理粒徑超出要求的石塊，然后用平地機(jī)進(jìn)行精平；采用壓路機(jī)將填料壓實(shí)后，對(duì)是否存在粒徑不符合的石塊進(jìn)行檢查，若存在，應(yīng)立即挖除，并用符合要求的材料回填；在施工中還要對(duì)分層厚度、實(shí)際含水量、平整度及碾壓遍數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)做好壓實(shí)度檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整；在必要的情況下應(yīng)加密標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，同時(shí)和監(jiān)理單位的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)比。

2.3.6縱向陡坡段沉降

如果縱坡較大，則會(huì)使路基填高存在很大的變化，對(duì)此，需要在填筑施工以前對(duì)整個(gè)段落進(jìn)行碾壓，然后根據(jù)規(guī)范要求開(kāi)挖臺(tái)階，沿橫向?qū)ε_(tái)階實(shí)施二次碾壓。完成臺(tái)階的碾壓后，按照從低到高的順序開(kāi)始分層填筑，填高按照地面縱坡和設(shè)計(jì)縱坡相接近的原則確定。

2.3.7挖方段沉降

在將路基開(kāi)挖到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高后，要對(duì)路基土質(zhì)和區(qū)域地下水實(shí)際情況進(jìn)行密切觀察。若發(fā)現(xiàn)區(qū)域地下水活動(dòng)較為活躍，并且屬于粘性土，則必須進(jìn)行換填，換填的深度應(yīng)達(dá)到150 cm。

2.3.8基底不平段處理

若基底表面存在較大高差，則要在施工過(guò)程中將基底完全推平，然后進(jìn)行整體填筑。以上是針對(duì)高差在150 cm以?xún)?nèi)的處理方法，如高差超過(guò)150 cm，則應(yīng)按照半挖填挖段來(lái)處理。

3 結(jié)語(yǔ)

在公路路基施工中，應(yīng)對(duì)沉降控制引起足夠重視，根據(jù)不同的工程部位及基底情況，結(jié)合地下水、土質(zhì)、設(shè)備，制定有針對(duì)性的施工方案，保證路基整體質(zhì)量，從根本上減少或避免沉降的發(fā)生。