高速公路路基沉降及相關(guān)處理措施

朱明正

（揚(yáng)州市交通工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展中心，江蘇 揚(yáng)州 225009）

0 引言

嚴(yán)格按照高速公路建設(shè)要求與功能特點(diǎn)，選擇科學(xué)合理的路基沉降處理技術(shù)，才能在有效提升高速公路路基整體施工質(zhì)量的前提下，為高速公路投入運(yùn)營(yíng)后車輛的安全行駛奠定良好的基礎(chǔ)。所以，施工企業(yè)在高速公路路基施工過程中，應(yīng)該加大沉降處理技術(shù)應(yīng)用的力度，針對(duì)高速公路工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的路基沉降問題，制定和實(shí)施科學(xué)合理的路基沉降施工技術(shù)措施，從技術(shù)層面上為高速公路路基施工提供保障，促進(jìn)高速公路路基施工質(zhì)量的有效提升。

1 高速公路路基沉降的危害

通過對(duì)當(dāng)前我國(guó)高速公路工程建設(shè)現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，路基施工就是以施工路段原有地下土體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)施工，確保高速公路工程建設(shè)施工的順利進(jìn)行[1]。由于高速公路在建成投入使用后，不可避免地會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的荷載力，這部分荷載力被傳送至高速公路路基上，而路基土體結(jié)構(gòu)則因?yàn)槭艿胶奢d力的影響發(fā)生固結(jié)變形的問題，增加了高速公路路基沉降現(xiàn)象的發(fā)生率，影響了高速公路實(shí)際使用的效果，縮短了高速公路的使用壽命。

1.1 降低高速公路耐久性

正常情況下，高速公路路基的受力始終處在相對(duì)均衡的狀態(tài)。如果高速公路路基發(fā)生沉降問題后，不但會(huì)破壞路基受力的穩(wěn)定性，而且隨著路基受力范圍的重新分布，高速公路路基發(fā)生沉降的同時(shí)，路面的應(yīng)力狀態(tài)也隨之發(fā)生改變，最終導(dǎo)致高速公路路面出現(xiàn)強(qiáng)度與平整度下降的問題，影響車輛的安全行駛，增加了高速公路的養(yǎng)護(hù)成本，降低了高速公路工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 降低行車安全性

高速公路路基發(fā)生沉降問題后，不僅增加了結(jié)構(gòu)物與兩端順接路堤的沉降差，而且影響了車輛行駛的安全性與舒適性。車輛在高速行駛狀態(tài)下，必然會(huì)因?yàn)槁坊两祮栴}的出現(xiàn)，導(dǎo)致車輛行駛過程中發(fā)生交通安全事故，造成了非常嚴(yán)重的損失和影響[2]。

1.3 提高施工難度

高速公路工程建設(shè)施工過程中，高強(qiáng)度施工條件下導(dǎo)致高速公路局部受壓強(qiáng)度增大的問題，不僅會(huì)導(dǎo)致高速公路路基出現(xiàn)不均勻沉降問題，同時(shí)也影響了高速公路路基的穩(wěn)定性。所以，施工企業(yè)必須在高速公路工程建設(shè)施工過程中，根據(jù)施工區(qū)域的實(shí)際情況，采用科學(xué)合理的施工工藝和技術(shù)，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，才能有效控制路基沉降問題，提高高速公路工程施工質(zhì)量。

2 高速公路路基沉降原因

2.1 路基承載壓力超出設(shè)計(jì)范圍

嚴(yán)格按照高速公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)隧道、橋梁、涵洞設(shè)計(jì)科學(xué)合理的臺(tái)背填筑施工方式，才能確保高速公路建設(shè)施工的順利進(jìn)行。由于高速公路施工臺(tái)背填筑施工不僅復(fù)雜程度高，而是經(jīng)常因?yàn)槭艿绞┕ち鞒?、工程設(shè)備、建筑材料等因素的影響，導(dǎo)致臺(tái)背填筑施工質(zhì)量無法達(dá)到高速公路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[3]。高速公路工程建設(shè)施工過程中，任何施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)導(dǎo)致高速公路路基出現(xiàn)不均勻沉降的問題。所以，高速公路工程施工過程中，路基承載壓力超出設(shè)計(jì)范圍，必然會(huì)導(dǎo)致高速公路路基出現(xiàn)沉降的問題。

2.2 工程材料質(zhì)量問題

如果高速公路建設(shè)施工過程中，出現(xiàn)了路基沉降問題，施工企業(yè)必須立即檢查施工材料，明確施工材料是否存在質(zhì)量問題。站在高速公路工程建設(shè)的角度上，選擇符合要求的施工材料，做好施工材料性能和質(zhì)量的檢查工作，確保材料的質(zhì)量和性能滿足高速公路工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。如果施工企業(yè)在高速公路工程建設(shè)過程中，忽略了施工材料質(zhì)量對(duì)路基沉降產(chǎn)生的影響，一旦建筑材料存在質(zhì)量問題，都會(huì)因?yàn)楦咚俟仿坊休d能力無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致路基發(fā)生沉降質(zhì)量問題。

2.3 路基處理不到位

高速公路建成投入使用后，路基下沉問題是導(dǎo)致車輛行駛過程中發(fā)生碰撞安全事故的關(guān)鍵因素。高速公路工程建設(shè)過程中，如果施工企業(yè)未能按照施工設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行施工區(qū)域的地質(zhì)鉆探，且地質(zhì)鉆探深度未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的話，都有可能導(dǎo)致高速公路地基施工出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題[4]。另外，如果施工企業(yè)在高速公路工程建設(shè)過程中，軟土地基防治與控制不充分或不到位的話，不僅無法滿足橋梁軟土路基沉降施工設(shè)計(jì)的要求，而且增加了高速公路路基不均勻沉降問題的發(fā)生率，對(duì)高速公路的建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生了極為不利的影響。

3 高速公路路基沉降相關(guān)處理措施

3.1 控制沉降觀測(cè)技術(shù)

高速公路工程施工開始前，施工企業(yè)必須現(xiàn)在沉降區(qū)外路肩處、護(hù)坡道、坡腳等相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域設(shè)置測(cè)點(diǎn)，然后根據(jù)高速公路工程施工方案，使用水準(zhǔn)儀、全站儀等儀器設(shè)備進(jìn)行基點(diǎn)標(biāo)高與基線方位的測(cè)量工作。路基填筑施工開始前，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照實(shí)測(cè)基點(diǎn)標(biāo)高與基線方位等測(cè)量數(shù)據(jù)，采用全站儀在初始位置觀測(cè)并詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。路基填筑作業(yè)開始后，應(yīng)該通過對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)觀測(cè)的方式，確定觀測(cè)數(shù)據(jù)，如果測(cè)點(diǎn)位移變化始終在允許的范圍內(nèi)，則可以根據(jù)實(shí)際情況，將數(shù)據(jù)觀測(cè)頻率調(diào)整為3天或7天一次，并做好觀測(cè)記錄。反之如果測(cè)點(diǎn)水平或豎向位移超過允許范圍的話，說明路基沉降存在穩(wěn)定性不足的問題，此時(shí)施工企業(yè)應(yīng)該立即停止填筑作業(yè)，然后根據(jù)填筑施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采取具有針對(duì)性的處理措施，并在確定路基穩(wěn)定性后，才能繼續(xù)開展填筑施工，為后續(xù)高速公路建設(shè)施工的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 加強(qiáng)路基壓實(shí)度

高速公路路基施工過程中，路基壓實(shí)度是影響高速公路整體施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通過對(duì)高速公路工程施工現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，路基壓實(shí)度數(shù)值越高，路基壓實(shí)施工過程中所需的施工材料密度也更大，施工企業(yè)在高速公路路基平整完成后，應(yīng)該及時(shí)使用壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備按照從邊到中間的順序進(jìn)行路基的壓實(shí)施工。為了避免路基壓實(shí)過程中出現(xiàn)漏壓或死角，施工企業(yè)應(yīng)該保證橫向接頭0.4～0.5m的重疊，縱向保持1.0～1.5m的輪跡重疊，才能確保路基的壓實(shí)度，滿足高速公路工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求[5]。比如，施工人員在碾壓路基時(shí)，第一遍碾壓應(yīng)該采取靜壓施工方式，在靜壓完成后，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼駢海缓笤俑鶕?jù)路基碾壓的參數(shù)，確定路基碾壓的次數(shù)，直至路基碾壓質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。針對(duì)壓力機(jī)無法到達(dá)的部位，施工人員應(yīng)該根據(jù)高速公路建設(shè)施工采取強(qiáng)夯處理的方式解決。由于高速公路填方施工距離較短，且工程施工過程中自然沉降量無法達(dá)到高速公路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此施工人員應(yīng)該根據(jù)高速公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采取沖擊碾壓的施工方法，在每次填筑1.5m的距離后連續(xù)沖壓20-30遍，才能在保證路基壓實(shí)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，提高高速公路工程的施工質(zhì)量。

3.3 加強(qiáng)特殊段施工處理結(jié)合

通過對(duì)高速公路工程施工現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，公路工程建設(shè)施工的特殊路段主要集中在填筑施工與挖方施工的交界處[6]。所以，施工企業(yè)在進(jìn)行施工特殊段的填筑施工時(shí)，必須根據(jù)高速公路工程建設(shè)施工的實(shí)際情況，采用質(zhì)量高且防水性能優(yōu)良的材料進(jìn)行路基換填施工，根據(jù)高速公路工程路基施工質(zhì)量的設(shè)計(jì)要求，規(guī)劃設(shè)計(jì)路基換填的深度。路基換填施工完成后，及時(shí)進(jìn)行路基壓實(shí)作業(yè)，提高路基填筑材料的強(qiáng)度，降低路基不均勻沉降問題的發(fā)生率，為后續(xù)高速公路工程建設(shè)的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 控制沉降的地基技術(shù)

由于高速公路與普通公路相比對(duì)路基施工質(zhì)量提出的要求相對(duì)更高，所以，施工企業(yè)必須在高速公路路基施工過程中，合理運(yùn)用現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備和施工技術(shù)進(jìn)行路基施工，確保路基施工的質(zhì)量滿足高速公路建設(shè)施工質(zhì)量的要求[7]。高速公路路基施工開始前，施工人員應(yīng)該先使用挖掘機(jī)清除表土層，然后使用車輛將其運(yùn)輸至場(chǎng)外的指定地點(diǎn)集中堆放，針對(duì)不適合后期應(yīng)用路基填筑的廢料，應(yīng)該及時(shí)處理，避免因?yàn)楹笃谔钪^程中使用的材料不符合要求，影響路基填筑碾壓的平整度和穩(wěn)定性，導(dǎo)致路基出現(xiàn)不均勻沉降的問題。高速公路建設(shè)施工過程中施工企業(yè)使用的施工材料、機(jī)械設(shè)備、施工技術(shù)等都是影響高速公路路基建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，施工企業(yè)在高速公路路基施工過程中，必須嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選擇符合要求的施工材料、設(shè)備和施工技術(shù)，針對(duì)高速公路路基施工的設(shè)計(jì)要求，選擇最佳的地基處理技術(shù)，優(yōu)化和改善路基沉降問題，提高高速公路工程建設(shè)施工過程中路基施工的質(zhì)量和效率。另外，針對(duì)高速公路工程施工環(huán)境復(fù)雜程度高，且涉及施工工藝繁多的特點(diǎn)，施工企業(yè)必須在高速公路工程建設(shè)施工過程中，采取積極有效的措施，改善和優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)，才能在促進(jìn)土壤密度、硬度有效提升的基礎(chǔ)上，確保高速公路工程路基建設(shè)施工的順利進(jìn)行。

3.5 降低路基地下水位

施工企業(yè)在高速公路工程建設(shè)施工過程中，必須按照路基沉降處理的要求，設(shè)計(jì)排水設(shè)施，才能達(dá)到有效降低高速公路地下水位的目的。首先，充分重視防護(hù)與排水漿砌片石應(yīng)用的重要性[8]。根據(jù)高速公路路基施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，設(shè)置符合要求的排水溝、邊溝、截水溝、急流槽等相應(yīng)排水設(shè)施，制定完善的路基施工區(qū)域排水處理方案，促進(jìn)高速公路路基施工質(zhì)量的有效提升。其次，為了有效提升高速公路路基排水的效果，施工企業(yè)必須從防護(hù)砌體設(shè)置、鋪設(shè)表土、設(shè)置植被網(wǎng)、錨索護(hù)坡等幾方面著手，提高高速公路路基邊坡工程的防護(hù)施工質(zhì)量，才能確保高速公路建成投入使用后，始終保持安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)語

總之，路基作為高速公路工程建設(shè)的重要組成部分之一，施工企業(yè)必須在高速公路工程建設(shè)施工過程中，采取有效措施減少路基的沉降量，才能在確保路基施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，防止路基病害的發(fā)生，影響高速公路工程建設(shè)的整體施工質(zhì)量。此外，針對(duì)高速公路工程建設(shè)施工過程中出現(xiàn)的路基沉降問題，施工企業(yè)必須根據(jù)高速公路工程建設(shè)施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求，采用科學(xué)合理的路基檢測(cè)技術(shù)和施工工藝，降低內(nèi)外部因素對(duì)路基施工質(zhì)量產(chǎn)生的影響，促進(jìn)高速公路通行服務(wù)能力和水平的有效提升，推動(dòng)我國(guó)高速公路工程建設(shè)事業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。