公路填筑路基沉降監(jiān)測與施工控制技術

高久眾

(桐柏縣公路管理局，河南 南陽 474750)

0 引言

公路路基是帶狀構造物，以公路線路位置為基準，借助相應的施工技術，經(jīng)過施工修筑后作為路面基礎，對公路起到保護作用，是公路建設的基礎。土或石料是路基的常用材料，在建設公路路基時，須與當?shù)氐牡刭|、水文、氣候等條件相互結合，對施工材料進行詳細挑選，進行準確的設計之后，保證后續(xù)施工過程的順利進行。路基主要分為3種，即土路基、石路基和土石路基。對于路基沉降的控制，必須采取最佳方式，嚴格把控施工效果。

1 公路路基沉降概述

公路路基淺層和深層分別為土石結構和承重力較弱的松軟泥土層，為了提升最終的荷載能力，需要填埋大量的巖石，以增強整體的硬度和強度。在公路運營過程中，路面行駛的車輛，會對路面進行施壓，減小了土石之間的空隙，不均勻的沉降隨即出現(xiàn)在路面，帶來不同程度的病害現(xiàn)象。在較長時間的承壓下，填埋的巖石空隙之中會進入泥土，路面坍塌加劇，給車輛通行帶來了不便，影響其安全性與便捷性。

一般來說，公路路基沉降受到自然因素和人為因素的影響較大。自然因素是溫度、空氣、濕度、雨水等，會對自然形成的土石結構造成影響，加上路基自身含水量較高，在沖刷、風化、物化作用下，容易出現(xiàn)沉降。人為因素指的是在施工中，由于施工人員技術不達標、態(tài)度不重視、機械性能不足等原因導致路基承力能力較弱，與設計的應力要求誤差較大，難以滿足施工需求，最終使得路基質量大大降低。

2 公路填筑路基沉降監(jiān)測方法

2.1 沉降板

沉降板監(jiān)測需要用到的工具主要有3種，分別是底板、金屬測桿和保護套。在需要進行沉降觀測的路基中埋設沉降板，完成路基的一層施工后，再次進行開挖，到達原層表面即可停止。通常來講，1 m×1 m為開孔尺寸，將第1塊沉降板進行埋設，借助性能合規(guī)的水準儀，對沉降管的垂直度變化進行有效控制。完成埋設施工后，使用碎石填料，回填挖孔直到原高程，以填筑路面為基準，沉降管的頂端應高出一定距離，為了避免破壞沉降管，可以使用鋼蓋，直接保護沉降管的頂端，之后在填筑每層路基的時候，逐步套接沉降管。

2.2 測斜管

利用測斜管，在固定位置，土體結構的傾斜程度能夠被準確反映出來。如果路基出現(xiàn)沉降，路基變形會導致測斜管隨著變形，傾斜角度將產(chǎn)生于管道內(nèi)部，測量前后變化測斜管兩端的水平位移差，使路基沉降變化狀況得到有效展現(xiàn)，以便于準確控制。

2.3 全斷面沉降管

將柔性導管埋設在路基中，對地面的不均勻沉降變化狀況進行觀測，在導管內(nèi)使用拉弦控制探頭，通過水平運動，獲得各個測點和基準點之間的位移變化，通過對應的數(shù)據(jù)，判斷和計算沉降變化情況。埋設測線的時候，應準確定位測線位置，50 cm和60 cm分別為開溝的寬度和深度，放置好沉降管后，回填沙土并進行壓實。路基沉降觀測的基準點應距離沉降管較近，同時不受路基沉降影響，選擇大直徑的高壓水管為沉降管，保持沉降管的形狀穩(wěn)固，不出現(xiàn)變形。

2.4 邊樁

以填筑路基的坡腳位置為基準點，布設邊樁的時候，應保持一定的間距，一般為2 m，找準路中線，確定為垂直方向的左右兩側。測量設備選擇為經(jīng)緯儀，保持邊樁的連貫性，使其處在一條直線上，預制邊樁采用混凝土材料，將側頭預先埋設在樁頂位置，深度為地表以下1.2 m，樁頂漏出地面的高度小于10 cm。借助測量設備，對相鄰邊樁之間的高差變化進行控制，得到相應數(shù)值，在整合分析的基礎上，評價路基的整體沉降狀況。

3 公路填筑路基沉降控制措施

3.1 強夯法處理路基沉降

強夯法在加固路基中應用較多，在短時間內(nèi)，能夠將巨大的沖擊能量作用到路基土體上，這種方法產(chǎn)生的效果比較快速，路基土體會受到?jīng)_擊產(chǎn)生的不同的波型能量波，從而對土體進行加固，達到一定的密實性。夯擊產(chǎn)生的波主要分為2種：體波和面波。路基在沖擊荷載下，在規(guī)定范圍內(nèi)，會出現(xiàn)動力響應，改變了土體的特性，路基最終被加固。在實際控制的過程中，需要選擇合適的夯擊設備，對其類型和性能進行檢測，保證能夠符合施工要求，提高施工效率。與實際工程相互結合，6～7次為對單點的夯擊次數(shù)，保持夯沉量的穩(wěn)定。這對保證施工質量和提高施工效率有著重要的意義。

3.2 土工格柵處理路基沉降

為了提高路基的整體強度，可以鋪設土工格柵以此來控制路基的不均勻沉降。在舊路加寬中的新老路基搭接或者處理填挖結合部位路基的時候，使用這種方法，不僅能夠加筋，還能使路基變形減少。因為土工材料的抗拉伸能力較好，能夠阻擋路基的變形，保持土體的穩(wěn)定性，加上內(nèi)部格子空隙，可以對路基中較大粒徑碎石進行固定，在施工過程中不同施工層會處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，防止發(fā)生剪切變形的現(xiàn)象。

3.3 水泥攪拌樁法

在加固軟土地基中，水泥攪拌樁應用較為廣泛，能夠有效控制沉降路基。主要機理是：在水泥的水化熱作用下，路基土發(fā)生一定的化學反應，形成復合地基，強度較高，能夠對樁體加固，使周圍土體強度得到提高，路基的承載力明顯增強，提升了穩(wěn)定性，沉降現(xiàn)象得到有效控制。實際施工中，噴漿法和噴粉法常常用到，將樁體打到路基土上，強制性攪拌軟土和固化劑，發(fā)揮出加固的效果。結合工程情況，采用濕法加固性更強，添加的水泥劑量能夠得到更強、更好、更靈活地控制，能夠得到更高的攪拌均勻性，實現(xiàn)良好的成樁質量。

3.4 預壓施工

在填筑路基的時候，需要選擇型號規(guī)格合適的大型壓實機械，有效預壓路基，經(jīng)過全面碾壓，完成路面施工后，能夠防止出現(xiàn)明顯的沉降現(xiàn)象。實際施工應注意一些要點，比如控制沉降量和預壓時間，將這2項指標控制在規(guī)定范圍內(nèi)，使路基填筑質量達標，加快施工速度，提高施工效率。通常使用的是膠輪301型壓路機，來回反復壓實路面，控制合適的時間，根據(jù)工程實際情況進行確定，時間不足，壓實度會受到影響；時間過長，施工成本會增加，只有在最佳時間內(nèi)，才能以合理的成本實現(xiàn)最理想的壓實效果。

3.5 控制沉降精度和沉降發(fā)生率

要盡量縮小填基當中存在的空隙，降低土石的水分含量，使其達到最大密實度。對公路路基沉降的控制，應重視沉降量和沉降發(fā)生頻率，在準確預測的基礎上，將沉降發(fā)生頻率控制在最小范圍內(nèi)。一般來說，沉降量與精度呈反比關系，即精度隨沉降量的縮小而升高，因此在填筑路基的時候，應控制土量填壓厚度在5 mm范圍內(nèi)。隨著路基厚度的增加，越來越小的沉降量會帶來更加精準正確的觀測精度，最終控制路基沉降量小于40%。施工后期，應進行水位測量，選擇1～2 mm的路基厚度，將各項數(shù)據(jù)進行整合，繪制出最終的水位曲線圖?？⒐r候，間隔7-10 d觀測1次每層土的狀況，預測出對應的沉降量，實現(xiàn)理想的控制效果。

4 結語

對于公路來講，保持路基穩(wěn)定至關重要，不僅決定著道路的使用壽命，還影響著車輛的運行質量。沉降問題在路基中很常見，會使內(nèi)部結構遭到破壞，降低其堅固性，不利于車輛的舒適通行。因此，必須加強檢測工作，對各個部分的性能進行研究，在全面分析的基礎上，采取針對性的質量控制措施，將沉降控制在最小范圍內(nèi)。還須加強各方面資源的整合，全面提高路面質量，達到理想的施工效果，滿足社會對交通的舒適、安全、便捷的需求。