高速公路路基沉降病害及施工控制技术分析

发表时间:2020/4/30   来源:《工程管理前沿》2020年5期   作者:张育锋
[导读] 当前,我国处于经济快速发展阶段,
       摘要:当前,我国处于经济快速发展阶段,可是由于近几年快速发展,导致我国大量基础设施出现了严重损耗和老化问题,尤其是高速公路,这一重要发展基础设施,在近几年开始出现老化,以及路基沉降等问题,为我国发展带来了阻力,也为长期在高速上行驶的车辆带来不便。所以,高速公路建设中,路基是工程核心,也是保障高速公路可以长期使用的基础,路基建设良好也为后期高速公路建设带来很大便利,也影响到整条高速公路是否可以常年使用。所以,本文就以高速公路路基沉降危害,以及解决办法做出论述,望可以为高速公路建设带来帮助。
        关键词:高速公路;路基沉降;控制技术
        因为我国国土面积较大,很多物资需要通过高速公路来进行运输,所以一定要注意,在高速公路运行中出现的各种问题,其中高速公路路基沉降,就是大部分高速公路会出现的通病,并且这种问题有潜伏性,在高速公路施工或使用中,都有可能出现此类问题,并且一旦出现很难彻底解决。高速公路出现路基沉降问题,会对我国经济造成影响,会对在高速公路来往的车辆造成危害。所以,有关部门在对高速公路进行建设时,就要注意到这一问题,一定要严把质量关,从而使路基沉降问题从根本上解决[1]。
        一、高速公路路基建设现状
        在高速公路建设过程中,路基施工是整个工程的基础环节也是重要环节,只有将路基铺设好,高速公路后期建设才能稳步进行。高速公路路基施工,其施工操作方式简单只是对土地进行挖运工作,可是施工条件却十分艰难,因为大部分高速公路为了,避免对城市居民造成干扰,通常会选择野外进行施工,这就导致施工条件下降,并且因为;施工物资运输不便、施工地点分散、施工场地狭小等问题,会导致施工人员无法快速完成路基建设,也因为施工时间有限,导致施工人员为了赶工期,没有将基本工作做好,导致后期高速公路会出现各种问题。
        二、高速公路路基沉降的危害
        2.1缩短高速公路使用寿命
        高速公路在运行期间,因为使用时间过长、来往车辆过多、部分路段路基建设不稳定等问题,经常会出现路基沉降问题,这种问题一旦出现,再加上车辆长期对这一路段进行碾压,就会导致路基沉降区域因为受力不均匀,并且无法受力出现坍塌或严重损坏,从而使高速公路寿命减短,并且因为高速公路坍塌,导致我国受到经济损失,减缓了高速公路沿途地区经济发展。
        2.2影响高速公路行驶安全
        路基沉降问题,不仅会导致高速公路寿命减短,严重的路段出现坍塌,还会威胁到来往车辆驾驶人员生命安全,有时轻微损坏的高速公路桥头,还会出现桥头颠簸问题。因为路基建设不稳定,导致高速公路桥头衔接部分,长期受到来往汽车重力施压,导致衔接部分出现沉降,并且无人修复导致间接部分出现坑洼,这样当公路长期运行下去,车辆再经过这间接部分就会出现桥头颠簸,因为车辆在高速公路上都是快速行驶,遇到桥头颠簸情况,轻者会造成驾驶舒适度降低,严重的会发生安全事故,为高速公路带来严重影响。
        三、公路路基沉降发生的原因
        其实,在高速公路建设和运行期间,有很多情况会导致路基沉降问题。比如,路基土层应力、土壤中的杂质、当地天气、雨水长期浸泡路段等情况,都会导致路基沉降问题出现,并且在施工期间,没有严格对施工人员操作管理等问题也会导致路基沉降问题出现。所以,此段就从几个方面来对高速公路为什么会出现路基沉降问题进行分析[2]。
        3.1路基土层的应力
        公路路基沉降的程度以及特点其实大不相同,并不是所有高速公出现路基沉降问题都相同,一条高速公路每一路段,都会出现不同程度沉降,这是因为在公路施工过程中,建筑队施工条件不同,每条路段土壤不同,施工方式不同,都会造成一条高速公路上出现差异,并且因为路段出现差异,导致其路基沉降现象也出现不同。因为,每个建筑队施工方式不同,有些施工队是对软土来进行施工,有些施工则是对硬土进行施工,当施工队选择软土进行施工时,其施工方式就是,对相应路基进行挤压,可是由于软土结构不固定,在后期高速公路运行时,长期对软土结构路基进行挤压,当压力超出软土结构所能接受应力时,这一路段就会出现路基沉降问题;然而利用硬土进行路基施工,就可以避免土层应力问题,因为硬土土层其本身,固结压力就高,所以只要车辆不出现超载,或是施工期间不出现纰漏,硬土土层路基就可以长期进行使用,只是有可能使用时间过长,会出现轻微路基沉降现象。
        3.2土壤因素导致的路基沉降
        因为我国高速公路覆盖表面积较广,所以在进行施工时,每段公路土壤质量都会存在差异,并且施工队为了赶工期,通常会将施工路段附近土壤进行利用,可是工地附近土壤杂质太多,使用这种杂质较多的土壤,就会导致路基无法压实,而且这种土壤也没有进过细化,就直接运用到路基建设中,就导致土壤耐受能力不强,再加上常年风吹雨打,路基土壤就会逐渐松散,导致该路段路基沉降。
        3.3气候条件导致的路基沉降
        因为我国国土面积较广,并且施工时间较长,这就造成因为温度变化,导致路基受到影响出现沉降问题,因为一条高速公路会覆盖很远的范围,所以导致施工周期较长,严重的会出现跨季度施工,从春天一直建设到第二年夏天,在此期间由于施工一直在进行,导致有些路段是在冬天冻土情况下进行路基建设,因为冬天土壤被冰冻,中减夹杂着冻水,可是为了施工工期可以顺利结束,施工队明知土壤中夹杂冻水,依旧对路基进行施工,导致春天温度回升,土壤中冻水化解,土壤中含水量较多,公路无法承受压力,出现路基沉降现象[3]。
        3.4水浸泡导致的路基沉降
        因为我国气候不同,所以在高速公路建设中,也会遇到不同施工环境,比如在南方一些地方,该地区常年雨水,并且地下水也十分活跃,所以在高速公路建设中还要面对路基水泡问题,因为长期雨水,并且空气潮湿,地下水十分活跃。导致这段高速公路,长期受到地下水与地上水浸泡,从而路基土壤中水分过多,导致公路路基出现沉降问题。


        四、路基下沉的防治及处理措施介绍
        4.1换填土复填法介绍
        上文中提到过路基土质中存在杂质的影响,因为土质中掺有杂质会导致,路基土层结构不稳定,从而引发路基下沉问题。考虑到因为掺加的杂质土覆盖面积不深,不影响路基底层土质,所以在后期关注到路基沉降问题时,可以选择换填复填法来解决路基沉降问题。该办法具体是将路基顶层覆盖的杂质土进行替换,把原有杂质土重新挖出,后将符合规定并调配好的新土将原有位置重填。一般重填土都会选择,质量较好的亚黏土配合砂砾土一起进行回填,重填法施工也有相应规定,一定要将杂质土全部挖空,并且在此基础上还要继续往下深挖一段,保证路基整体土层土质良好,回填后还要将回填土压实,保证与原始路基土层密度相同,这种复填法对技术要求较低,可以做到及时修补防止路基沉降现象恶化。
        4.2灌浆法介绍
        前一种方法只适用于轻度沉降现象以及预防路基沉降,如果路基出现大面积沉降或者沉降现象严重,那么就无法使用复填法,这种路段严重沉降现象可以使用灌浆法来修复。灌浆法施工方式,是将特殊填充液体通过液压等方式,来将路基内部进行浇灌,将路基钻孔之后把填充液体浇灌到路基土层中,等待一定时间后,填充液体深入到路基土层空隙与裂缝中,通过风干凝固使路基土层结构重组并凝固,从而加大路基稳定性,使路基具有防水效果,从而防止路基沉降现象继续恶化[4]。
        4.3布设土工格栅法介绍
        还有一些路基沉降现象不明显的路段,因其路基沉降速度慢且不易察觉,相关维护人员,在长时间观察中才会发现路面出现沉降现象,并且这种沉降方式一般只是在路面形成一些小裂缝,虽然沉降现象成型较为缓慢,但是遇到此类路基沉降方式也要及时进行处理,此时前两种方式都无法使用,那么相关人员就可以使用布设土工格栅方式进行修补。布设土工格栅施工方式,是将出现裂缝的路面用切割机切开,并且在此基础上铺设玻纤土工格栅,然后利用特殊钢钉进行加固,最后重新将该路面铺上沥青,这样也可以有效方式路面开裂以及路基沉降,并且施工方便快捷。
        五、高速公路路基施工控制技术
        5.1优化路基设计方案
        虽然,高速公路路基出现沉降问题,和施工人员在进行建设时没有按规定铺设有着关系,但是公路当地环境也是导致路基沉降的重要问题,主要问题都出现在,当地环境潮湿雨水较多,大量雨水长期堆积在公路上并逐渐渗透到路基,或是当地地下水流径过多长期冲刷路基,导致公路路基土层含水量过高出现沉降现象,所以在设计公路路基时要注意排水问题。所以高速公路在进行排水设计时可以,可以通过以下几个方面来对公路进行排水,比如:第一点设立排水孔或者排水盲沟等设施,可以有效将公路积水及时排出,从而保证高速公路路面保持干燥,避免雨水渗透到路基造成路基沉降;第二点则是可以建立边坡排水系统,建立边坡排水系统可以解决地下水流径对路基造成的破坏,从而保证路基不会出现沉降现象。还有,就是要加大对地基建筑技术的应用,因为地基出现问题也会影响到公路路基,地基一旦出现问题就会影响公路路基稳定性,并引发出路基沉降等病害,所以相关人员在建设地基时一定要利用科学技术,来将地基建立好并解决掉地基相关问题,提高公路整体质量,从而保证路基稳定,避免出现路基沉降问题。
        5.2路基沉降量观测与控制
        在进行高速公路施工时,也要注意对路基沉降进行观察与控制。相关工作人员在软土进行路基施工时要注意,在施工即将完成时要对该路段进行实验测试,利用水平仪器在路基上标注水平点,之后通过承重测试来监测路基沉降量,在发现路基土层出现被破坏点时要及时填补,并且将这处土层进行巩固,将沉降量和公路承重量控制住。并且在公路竣工运行时,相关部门还要定时对公路以及路基土层进行观察,并记录路基沉降速度,发现问题要进行及时补救[5]。
        5.3路堤处理技术
        在高速公路施工过程中,还可以利用一些轻型材料来对公路进行建设,减轻高速公路自身重量,从而减轻路基承受重量与压力,所以路堤处理技术就要进行广泛应用,因为现代路堤处理技术主要是利用轻质路堤处理技术和加筋路堤处理技术。轻质路堤处理技术主要是利用一些轻型材质来对路基进行回填。因为这些材料使路基承载压力降低了,公路路基减少了压力也就降低了沉降现象发生率。
        5.4路基回填土预压时间控制
        相关施工人员,在对高速公路路基进行建设时,一定要注意到路基回填土预压时间,并将时间严格控制,因为公路路基回填预压时间关系着,公路路基在未来高速公路运行中是否稳定与坚固。在大部分高速公路建设项目设计阶段中,允许施工队在施工后出现少量沉降出现,因为这样可以为公路地基选址和建设带来合理参考数据。并且,通过这一数据,还可以推断出路基预压时间,为施工队带来便利。但是,高速公路路基填土预压时间,一定要根据实际情况来进行控制,从而保证路基稳定性和公路路基坚固程度。
        5.5加强路基施工现场的管理监督
        施工场地相关管理人员,一定要加强对施工人员的管理,并且要严把工程质量关严格控制路基施工过程,还要结合实际情况来对路基施工过程进行管理,根据当地不同情况来对公路进行施工,施工人员在对路基施工过程中,要坚决杜绝在土层中掺加杂质,相关管理人员要对场地施工材料质量进行管控,从而做到全方面科学化建设我国高速公路。
        六、结束语
        综上所述,高速公路本就是我国经济发展重要因素,如果高速公路时常发生问题那么我国以及地区经济发展也会受到影响,所以相关部门,一定要加大对高速公路路基问题的关注度,并加强对施工人员的管理,不要因为一些困难就应付施工,导致高速公路后期出现各种病害,相关人员也要加大对高速公路巡查和维护力度,出现问题立即解决,避免问题恶化导致公路无法正常运行,从而提高高速公路质量,做到从根本上解决高速公路路基沉降等问题,为行驶车辆驾驶员保驾护航[6]。
参考文献:
[1]徐前卫,苏培森,唐卓华,etal.软土路基沉降病害治理的注浆加固技术及其试验研究[J].土木工程学报,2015(s2):268-273.
[2]李海波.高速公路路基病害及养护措施分析[J].科技与企业,2014(17):260-260.
[3]杨光云.高速公路路基沉降注浆加固处理研究[J].商,2015(51):191-191.
[4]桂允成.公路路基常见病害类型及技术防治[J].黑龙江科学,2014,5(5):159-159.
[5]班小丰,BANXiao-feng.高速公路路基工程常见病害及质量控制措施[J].交通运输研究,2014,42(9):63-65.
[6]胡涛.高速公路路基沉降及施工控制技术探讨[J].黑龙江交通科技,2016,39(5):90-90.
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