路基沉降控制技術(shù)在中西非區(qū)域公路建設(shè)中的應(yīng)用

姚浩明 胡瑞卿

摘要：非洲中西部區(qū)域公路由于具有區(qū)域起伏較大及地質(zhì)條件復(fù)雜的特點(diǎn)，容易發(fā)生局部路基沉降。若不及時(shí)對路基沉降進(jìn)行控制，則會引發(fā)路面坍塌?；诖?，本文以某中西非公路項(xiàng)目為例，首先闡述了重錘擊實(shí)處理方法的實(shí)際應(yīng)用，然后詳細(xì)探討了路基沉降控制技術(shù)的要點(diǎn)及地基綜合處理技術(shù)，最終取得了良好的施工效果，希望能為今后相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：中西非區(qū)域公路路基沉降基礎(chǔ)建設(shè)施工結(jié)構(gòu)

Application of Subgrade Settlement Control Technology in Highway Construction in Central and West Africa

YAO Haoming?? HU Ruiqing

（1.China Road & Bridge Corporation， Beijing， 100010 China;2.CCCC Third Highway Engineering Bureau Co.， Ltd.， Fifth Engineering Branch， Beijing， 100010 China）

Abstract： Due to the characteristics of regional fluctuation and complex geological conditions， local subgrade settlement is easy to occur in the highway in central and western Africa. If the subgrade settlement is not controlled in time， the pavement will collapse. Based on this， taking a highway project in central and west Africa as an example， the paper first expounds the practical application of the hammer compaction treatment method， and then discusses the key points of subgrade settlement control technology and comprehensive foundation treatment technology in detail. Finally， good construction results have been achieved， hoping to provide reference for future related projects.

Key Words： Central and west Africa region; Road subgrade settlement; Infrastructure construction; Construction structure

1工程概況

以某中西非公路項(xiàng)目為例，總長度94.5km，雙向四車道，地質(zhì)情況復(fù)雜。其中山嶺重丘區(qū)路段占總長度的85%，路基大多屬于高填方路基，在施工過程中需要注重路基壓實(shí)。此項(xiàng)目采用重錘擊實(shí)方式，保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性指標(biāo)，從而控制路基沉降。

2重錘擊實(shí)處理方法的實(shí)際應(yīng)用

采用重錘擊實(shí)法來對高填方路基進(jìn)行壓實(shí)，控制路基沉降。對于高填方、高度超過10m的路基，以2m為單位進(jìn)行夯實(shí)。對于膨脹土占比大的區(qū)域，在完成施工之后，施工人員需要密切關(guān)注路基排水設(shè)計(jì)，以提高路基的穩(wěn)定性，減少路基沉降問題的發(fā)生。

施工步驟：第一，在對路基進(jìn)行碾壓時(shí)，需要根據(jù)路基的厚度來確定碾壓的厚度，當(dāng)路基的壓實(shí)度>90%時(shí)，可以借助重錘擊實(shí)法，對路基沉降進(jìn)行控制;第二，借助夯機(jī)的水準(zhǔn)儀來對錘擊的高度進(jìn)行控制，反復(fù)夯打，當(dāng)沉降平均數(shù)值控制在5m內(nèi)時(shí)，可以更換夯點(diǎn)，再重復(fù)上述動作;第三，整體路基完成夯實(shí)作業(yè)后4～7d內(nèi)，需要對地基的承載力進(jìn)行檢測。

3應(yīng)用分析

3.1公路路基沉降檢測

3.1.1地基處理技術(shù)

地基處理不僅是對地基的原材料進(jìn)行處理，而且還包含對地基處理方法的選擇?？v觀國內(nèi)外，在公路路基沉降處理中已有一套完備的處理方案，比如常用的灌樁法。若需要進(jìn)行路基土質(zhì)參數(shù)的改造，需要采用強(qiáng)夯實(shí)法、排水法等;若要對復(fù)合型地基進(jìn)行處理，一般采用加鋼筋土、碎石樁等方式來進(jìn)行處理。采用以上方式進(jìn)行處理后，不僅能夠?qū)β坊耐临|(zhì)進(jìn)行改良，而且還能夠提高路基的質(zhì)量，增加路基的荷載能力，從而提高公路的質(zhì)量，減少路基沉降的出現(xiàn)。

3.1.2對路基沉降進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測

為了有效處理路基沉降問題，施工人員需要借助專業(yè)設(shè)備對路基沉降數(shù)值進(jìn)行測量。通過分析測量數(shù)據(jù)，制定出路基填土速度和施工進(jìn)度。同時(shí)，還需要對往年的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測出后續(xù)路基發(fā)展的趨勢，從而制定出相應(yīng)的施工方案，合理安排施工人員。施工單位需要組織專業(yè)的技術(shù)人員對各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、總結(jié)，計(jì)算出不同區(qū)域施工過程中路基的沉降數(shù)值。為了對路基各類數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行有效管理，則需要施工人員在地下放置水平位移樁，實(shí)時(shí)獲取位移量和隆起量。位移量和隆起量直接決定了施工的安全性和路基的穩(wěn)定性。只有嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行操作，做好每一道工序，才能有效控制路基沉降。

3.1.3減少換填土和降低地下水位

中西非公路軟土路基產(chǎn)生沉降現(xiàn)象和路基發(fā)軟現(xiàn)象主要是由于地下土含水量過高。采用傳統(tǒng)方式來對含水量進(jìn)行處理，缺乏持久性和合理性，因此，無法從根本上解決問題，破壞了地質(zhì)的穩(wěn)定性。此外，由于含水量過高，地質(zhì)難以成型，容易降低地基的承載能力和導(dǎo)致變形。對于這種情況，施工單位常采用開挖松軟土質(zhì)，填充承載能力強(qiáng)的材料來進(jìn)行操作。路基的壓實(shí)度決定了換填土的密度，換填土密度越大，路基的壓實(shí)度越高。

施工準(zhǔn)備工作完成后，施工人員可以借助設(shè)備來對松軟區(qū)域的土質(zhì)進(jìn)行開挖，填入承載能力強(qiáng)的材料，這樣就能減弱松軟土質(zhì)路基對施工質(zhì)量的影響。若施工路段屬于過水路段，則施工人員需按照施工要求，在路基填土?xí)r加入規(guī)定數(shù)量的石料，擠壓出土質(zhì)中多余的水分和淤泥，提高路基的承載能力，從而保證工程質(zhì)量。若施工量大且施工周期短，施工單位需要借助炸藥，對軟土進(jìn)行爆破處理，利用炸藥爆炸產(chǎn)生的爆破力將松軟土質(zhì)完全清除，再使用相應(yīng)的材料來進(jìn)行填充，以提高路基的穩(wěn)定性。

3.1.4路基沉降綜合處理技術(shù)

處理中西非公路路基沉降問題的技術(shù)眾多，但某項(xiàng)技術(shù)并不能適用各種情況，需要根據(jù)不同的情況具體分析。境外公路建設(shè)在處理路基沉降時(shí)，需要從多方面、多角度進(jìn)行考慮，不僅要對自然環(huán)境、土質(zhì)性能進(jìn)行考慮，而且還要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行不斷的改善和優(yōu)化，這就對施工單位提出了挑戰(zhàn)。

施工單位不僅需要培養(yǎng)出一批具有慧眼的技術(shù)人員，而且還需要其具有創(chuàng)新能力。施工技術(shù)人員還要對各類路基沉降控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)、適用性等進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際的施工情況選擇最適合的路基沉降控制技術(shù)，才能確保工程質(zhì)量。如對路基沉降進(jìn)行處理時(shí)，可以采用多種路基處理技術(shù)，不僅能夠提高路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，而且還能夠減少路基沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3.2路基沉降控制技術(shù)的要點(diǎn)

3.2.1施工中的沉降量觀測控制

對于路基填筑，在采用軟土來進(jìn)行地基填筑時(shí)，施工技術(shù)人員需要實(shí)時(shí)對沉降數(shù)值進(jìn)行檢測。沉降板的觀測采用s3型水準(zhǔn)測儀，不僅能夠?qū)β坊两第厔葸M(jìn)行分析，計(jì)算出土層的承載能力，而且還能夠檢測出地表水平位移隆起量，為后續(xù)的推平工序奠定基礎(chǔ)。當(dāng)路基的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)在規(guī)定要求范圍內(nèi)時(shí)，施工技術(shù)人員可以通過分析各土層的水平位移量來確定出地基發(fā)生破壞的位置，從而及時(shí)完成地基修復(fù)。采用此技術(shù)來進(jìn)行路基沉降量觀測時(shí)，不僅具有實(shí)時(shí)性，而且還具有穩(wěn)定性。

3.2.2路基沉降控制

施工人員通過對路基沉降量和沉降頻率的觀測，預(yù)測出路基的沉降數(shù)值，將其控制在規(guī)定范圍內(nèi)，降低路基沉降頻率。

（1）沉降量與精度。路基沉降數(shù)值與路基沉降量的精確度成反比，沉降數(shù)值越小，沉降觀測精度越高。主要操作流程：施工單位在填筑路基時(shí)，施工技術(shù)人員需要將路基的沉降量控制在<40%，隨著路基逐漸變高、變厚，路基的沉降量反而不斷降低，此時(shí)路基沉降量的精確度也在不斷提高。進(jìn)入施工后期，施工技術(shù)人員需要對路基的厚度進(jìn)行測量，選擇厚度為1～2mm的路基進(jìn)行水位測量，記錄不同時(shí)間段內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，以便于制定水位曲線圖。路基填筑完成之后，施工人員需要每間隔7～10d對路基的參數(shù)進(jìn)行觀測，詳細(xì)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并對路基的沉降量和沉降趨勢進(jìn)行預(yù)測，從而有效地控制路基沉降量。

（2）沉降發(fā)生頻率。在實(shí)際施工過程中，施工人員從路基軟土黏度小的土體中選取部分土質(zhì)進(jìn)行分析，對路基沉降的頻次進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測。實(shí)際測量數(shù)據(jù)和預(yù)估數(shù)值之間肯定存在誤差，而每次所計(jì)算出來的差值，直接反映出路基發(fā)生沉降的頻率，一般呈現(xiàn)出正相關(guān)趨勢，即差值越大，則路基發(fā)生沉降的頻率越大。

3.2.3填筑施工

施工單位在進(jìn)行路基填筑過程中，需要嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行操作。進(jìn)行路基填筑施工時(shí)，在滿足施工沉降要求的前提下，施工技術(shù)人員需要對路基的沉降量和路基填土?xí)r間進(jìn)行控制，這樣才能確保填筑質(zhì)量。

（1）施工沉降控制要求。在對軟土地基實(shí)施機(jī)械填筑時(shí)，需要嚴(yán)格按照施工要求作業(yè)，保證施工效果。具體包括4個(gè)方面內(nèi)容：①將沉降桿和新接管連接成一個(gè)整體，以此作標(biāo)尺對沉降數(shù)值進(jìn)行測量，做好相關(guān)數(shù)據(jù)的登記;②施工過程中，需要固定一名或幾名人員使用同一臺設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測，避免采用不同人員和設(shè)備產(chǎn)生的誤差;③為了有效降低施工過程中產(chǎn)生的沉降誤差，在路基填筑作業(yè)之前，施工技術(shù)人員需要對所有的設(shè)備進(jìn)行檢測，將此次檢測數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)，以便于提供數(shù)據(jù)參考;④采用分層沉降控制技術(shù)，對地表分層進(jìn)行施工、施壓和注水操作，然后將數(shù)據(jù)匯總，用來計(jì)算施工沉降。

（2）施工時(shí)的沉降量控制。項(xiàng)目軟土層在進(jìn)行沉降量控制時(shí)，為了確保其數(shù)值控制在安全范圍內(nèi)，施工技術(shù)人員需要對最終沉降數(shù)值進(jìn)行多次核算，采用不同強(qiáng)度下地基固結(jié)速度，來對所獲得的沉降量數(shù)值進(jìn)行分析，合并相同的數(shù)據(jù)，對不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測出結(jié)果。影響數(shù)據(jù)結(jié)果的因素較多，除外界因素，施工過程中采用設(shè)備的直徑、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析方法等均會對數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，在施工過程中，施工技術(shù)人員需要對路面填筑操作進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，做好記錄，再對所獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，得出沉降速率值，從而對施工過程中產(chǎn)生的沉降進(jìn)行有效控制。

3.3路基填土預(yù)壓時(shí)間控制

為了有效提高中西非區(qū)域公路路基的安全性和穩(wěn)定性，施工單位需要密切關(guān)注路基填筑時(shí)填土的預(yù)壓時(shí)間。借助儀器來對填土?xí)r間進(jìn)行分析、預(yù)測，采用相應(yīng)的技術(shù)來對路面的穩(wěn)定性進(jìn)行控制，從而獲得路基穩(wěn)定相關(guān)參數(shù)。在實(shí)際施工過程中，常使用動態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的方式進(jìn)行填土預(yù)壓時(shí)間計(jì)算。公路項(xiàng)目在設(shè)計(jì)初期，允許施工完成后路基出現(xiàn)適當(dāng)?shù)某两?，在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下，以填土預(yù)壓時(shí)間來對施工完成前路基出現(xiàn)的沉降量進(jìn)行預(yù)測。施工周期影響路基填土?xí)r間，因此，為了確保路基填土預(yù)壓時(shí)間符合國內(nèi)公路施工要求，需要施工單位合理設(shè)計(jì)方案，確保路基沉降控制在安全范圍內(nèi)。

4結(jié)語

中西非區(qū)域公路路基沉降的控制技術(shù)和施工質(zhì)量，具有難度大、周期長、施工復(fù)雜的特點(diǎn)，因此在項(xiàng)目路基施工前，施工單位需要安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行施工方案的研討和設(shè)計(jì)，還需要對實(shí)際施工環(huán)境進(jìn)行調(diào)研，充分考慮天氣因素和土質(zhì)特性。施工技術(shù)人員還需要掌握各類路基施工技術(shù)，嚴(yán)格按照施工要求和規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，并對每道施工流程進(jìn)行監(jiān)督，這樣才能保證中西非區(qū)域公路的質(zhì)量，減少路基沉降問題的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]武魁.高填方公路路基沉降以及防治措施探究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2021（17）：148-150.

[2]歐陽龍.高速公路路基沉降處理技術(shù)的探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2021（16）：158-159，180.

[3]劉陽.公路路基沉降的處理措施分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2021（11）：58-60.

[4]符強(qiáng)，李廳.兩湖平原高速公路路基施工技術(shù)研究[J].科技資訊，2018（18）：44-45.

[5]畢鵬.高速公路路基沉降及施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2021（7）：47-48.

[6]許永明.分析道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)的運(yùn)用初探[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019（33）：28，30.