浅谈高速公路软土地基处治方法与沉降监测分析

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:吴艳红
[导读] 摘要:在高速公路施工中,为了提高软土地基承载能力,要做好软土地基的处理工作并保证软土地基不发生沉降。
        云南云岭高速公路工程咨询有限公司
        摘要:在高速公路施工中,为了提高软土地基承载能力,要做好软土地基的处理工作并保证软土地基不发生沉降。本文分析了高速公路软土地基施工处理技术,分析了高速公路软土地基沉降监测要点,制定了提高高速公路软土地基施工质量的措施,为高速公路的施工提供一定指导。
        关键词:高速公路;软土地基;沉降监测
        1.软土地基处理不当造成的危害及常见质量问题
        1.1软土地基处理不当造成的危害
        高速公路成为现代社会发展必备的保障,促进社会经济增长和生活水平提高。但现在很多通车的道路出现问题。道路开裂和不均匀沉降会引起车辆颠簸,威胁到车辆的安全行驶,也会影响车辆的使用寿命,更为重要的是会引起交通事故。特别是在高速公路部分软土地基施工过程中,软土地基承载能力较差,具有较强的流变性和压缩性,受地下水的影响后,会产生地基的不均匀沉降。或是软基在处理后满足了高速公路的建设要求,但长时间受地下水的影响就会造成地基的承载能力下降,造成路基路面的较大沉降。因此,在高速公路软土地基施工时,要做好软基的施工过程控制,保证软土地基的结构承载能力,避免不均匀沉降对高速公路行车的舒适性和安全性造成危害。另外,在软基施工时,为了避免软土地基滑移对路面所造成的危害,在软土地基处治方法与沉降监测分析过程中就需要制定合理的软基加固方案,提高软基的承载能力,进而提高高速公路行车的的安全性性、舒适性。
        1.2路基沉降段常见质量问题
        (1)不均匀沉降问题:在实际的路基沉降问题中,不匀称沉降是高速公路中最常见的。造成这一问题的发生主要是斜坡处理不当,排水系统未处理好、填料不合格、未严格按施工顺序施工、过渡段的细节处理不到位等因素,就容易造成高速公路路基的不均匀沉降。
        (2)路面两边高中间低:在施工过程中对路基填筑监管不严格,如压实度不够,横坡未严格按设计标高施工等因素,导致后期路基不能满足承载要求,部分车辆存在超载运输,长时间碾压后,路面会随之发生严重的变形,时间一长,就会出现中间低两边高的路面。
        (3)路面沉陷与变形:在高速公路路面沉降中还会导致高速公路后期的变形。最初基台下降,出现缝隙,积水和不均匀的出现坑洼现象,在此情况下,车辆通过就会发生颠簸等现象,不稳定的行驶和严重的颠簸都会对驾乘人员产生很大的安全隐患,进而影响到人身安全。
        2.高速公路软土地基施工处理技术
        2.1 强夯施工技术
        在高速公路软土地基施工处理技术中,强夯施工技术采用重力的作用对地基进行夯实,从而使得地基满足承载力要求。在强夯施工技术的应用过程中,重锤的质量比较大,下落高度在20m左右。在重锤下落过程中,地基会受到强大的冲击力,使土体中的空隙被压缩,从而提高地基的土体抗压强度。由于强夯技术操作比较简单,能达到很好的处理结果,在软基施工处理时应用较广泛。
        2.2真空预压处理施工技术
        在施工过程中,在软基施工区域要先施加一定的静载荷,如覆盖一些土层或者砂垫层等,然后对地基进行压实处理,提高地基的承载能力。在使用预压处理施工过程中,要对高速公路的地基承载能力进行测试,在施加荷载的过程中,要做好各方面的控制措施,来提高地基的承载能力。
        2.3换填、垫层施工技术
        软基施工中,地基软弱层比较厚,应先把地基的软弱层进行清除,然后再对地基进行换填片(碎)石进行夯实,最后在夯实的地基上填筑强度较大的碎石垫层、碎石土等材料,使得上部载荷通过垫层传递到地基的下部。
        2.4复合式地基加固法
        复合式地基加固法是在天然地基中设置一些加固地基的加筋构造物,如水泥桩、碎石桩等,从而与天然地基形成一个完整的整体,在外部载荷作用下,天然地基与加筋体共同承担荷载的作用,以提高软基的承载能力和强度,降低后期的沉降。
        3.高速公路软土地基沉降监测要点分析
        3.1路堤填筑期的沉降观测
        在高速公路路堤填筑期沉降监测的时候,转点处必须要使用尺垫。

在水准点与沉降点之间的转点次数不能超过2次,在观测的过程中要采用四等水准测量要求。同时,在沉降板的埋设过程中,对首节管顶和底板的标高进行精确测量,从而作为原始的测量数据,做好观测初始数据与沉降点观测位置之间的关系图,为固定仪器的位置提供依据。在填筑过程中,每填筑一层就需观测1次,相邻的填筑间隔时间不超7天,每天进行沉降异常动态的测量。
        3.2路堤预压期的沉降观测
        在高速公路的预压期,沉降的观测频率要根据沉降量的变化情况来实时制定,如果在预压期第一个月内的沉降量变化较大,则需要在第一个月内每隔5天进行观测1次,在之后的时间内沉降量较小,则可每隔半个月进行测量一次,当连续2个月的测量沉降速率小于5mm时,则可以进行底基层和护坡的施工。
        3.3底基层、基层、面层施工期的沉降观测
        在底基层和基层施工过程中,要做好通讯电缆的施工工作,可及时的将原沉降点转换到入孔井的上面,同时建立相应的水泥观测墩,当通讯电缆沟中入孔井的数量较少时,可以在原观测点进行埋设。填筑时要严格控制填料的松铺厚度、压实厚度及压实度,每填筑一层就需测量一次,严格的控制沉降量,沉降观测按照二等水准测量要求进行,同时要做好沉降测量过程中的数据材料整理工作。
        4.提高高速公路软土地基施工质量的措施
        4.1选择合理的软土地基处理方案
        高速公路软基施工要选用合理的地基处理方案,在软基施工时掌握好软土地基的设计文件和施工现场的实际情况,制定合理的施工方案。因此,在高速公路软土地基施工方案选择时,要全面了解施工环境,针对性的规划施工方案,以提高路基的承载能力,降低路基路面发生沉降的可能性。
        4.2沉降段软土地基的填筑
        高速公路软土地基的沉降,通常主要是因为连接处地基沉降造成路基路面沉降的,分为固结沉降,瞬时沉降和次同结沉降。瞬时沉降发生的可能性是非常低的,因此,高速公路软土地基沉降主要是由其他两种形式引起的。这两个问题的发生是由基础填筑材料引起的。因此,在进行软基处理时,要对填料进行试验检测,保障填料的质量。强度、透水性、渗透性等指标要达到相应的标准,这样的填料才能满足要求。标准的填料及规范的施工方法能够降低地基的水平压力和竖向力,相应的变形就能降低,从而减小路基发生变形的可能。
        4.3做好高速公路沉降段的施工组织
        在高速公路建设中,软土地基施工完成后要及时对路堤进行填筑。在进行施工管理时,在保证路堤施工进度的同时,要控制好路堤填料的类型、粒径,分层填筑、分层碾压,根据压实设备及压实方法控制好每一层的松铺厚度、压实度,若沉降达不到要求,应继续碾压,直到沉降差满足规范要求,这样可以有效的避免后期沉降的发生。
        4.4台背沉降段路基施工
        高速公路行车过程中,在桥台、涵台处往往会有跳车的现象产生。是因为桥台、涵台与路基结合部产生过大的差异沉降,在实际的施工中碰到沟壑区域时,该路段的地基极易发生变形,这些土体间的缝隙是非常大,含水量较大,压缩性也比较大,能够对黏土之间的土壤进行改变。所以在填筑前就要把软弱层清理到位,选用透水性较好的填料控制好层厚,分层填筑,采用重型压路机压密实,接近构造物的边缘采用打夯机夯实,做好排水设施。为使该部位的横向纵向能平顺逐渐的过渡,设置半刚性材料过渡层的过渡段。这样就能有效的避免桥台、涵台与路基结合部发生变形下沉,减少桥头跳车病害的现象产生。
        4.5 做好排水施工
        在高速公路软土地基施工中如果遇到雨季,降水较多,必须做好相关的排水设施建设,如盲沟、截水沟、急流槽、挖方边沟、填方脚排水沟、横向排水管等排水设施,能够及时的将积水排出,保证路基不会发生积水,从而减少软土地基沉降的风险。
        5.结论
        综上所述,高速公路软土地基的承载力直接影响了高速公路的使用性能,在处理过程中要选择合理的加固方法,做好对于高速公路沉降地段的施工措施,对施工技术重点进行严格质量控制,以达到提高路基承载能力,减少路基沉降,保证安全行车的目的,具有较高的经济效益和社会效益。
        参考文献:
        [1]石照青,刘军勇.盐湖地区盐渍化软土地基沉降监测分析[J].公路工程,2013,38(1):213-218.
        [2]韩涛.公路施工中软土地基处理技术分析及应用[D].邯郸:河北工程大学,2017.
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