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摘要:城市道路系统作为重要的基础设施构成,需要关注公路工程质量。现阶段,在进行公路工程质量管理时,常见的质量问题之一为路基沉陷,解决好这一问题的关键,在于结合工程经验,加强技术监管。本文在分析公路路基沉陷处理技术时,从实际案例出发,深入探讨了可行度较高的处理技术。
关键词:公路工程;路基沉陷;处理技术
前言
公路工程的完善建设极大地便利了人们的日常生产和生活,但是在公路建设过程中,常存在因材料质量问题不过关、施工技术不到位等引发的公路质量问题。路基沉陷是公路路基常见问题之一,尤其是伴随着车辆保有量的不断增加,如何保障路基稳定性与耐久性,是公路建设的重要一环,是保障公路行车安全的关键点之一。
1 公路工程路基沉陷原因分析
某高速公路工程改扩建工程处于JZ23 标段,该路段全长为18km,改扩建完成的整体式路基和分离式路基的宽度分别为33.5m和16.75m。旧路路基为K3+570~K13+640标段,K1283+750~K1293+820标段由上述旧路基改扩建而来,且在改扩建路段中,部分填方路段出现路基沉陷问题。
K1290+981~K1290+996 段是高填方路基沉陷最为明显的路段,沉陷长度15m,深度达5~6cm。该路段设置的填土高度为8.1m,同时,路基两侧配设拱形骨架植草防护坡,以提升路基稳固性。该路段发生路基沉陷后,边坡处有陷穴。同时,在该路段设有涵洞,且该涵洞存在于路段最低点,因此,沉陷出现后,涵洞内发现少量积水。工程人员对该路段的地质情况进行详细勘查,发现旧路基两侧地表土为松散堆积状,地质构成状况见下表1。该路段的湿陷性等级为非自重Ⅰ级。
表1 K1290+981~K1290+996 段旧路基地质构成
在研究完上述路基沉陷表现之后,工程人员对导致该路段出现路基沉陷的具体原因进行了深入分析,发现以下两点原因:一是沉陷路段内排水设施不完善,排水不畅,导致路基两侧积水问题较为严重,且在高填方路段最低处设置了涵洞,其中积水无法有效排出,将提高路基沉陷出现的可能性。二是研究旧路路基情况可知,主要为土质边坡,极不稳定,导致路基稳定性受到影响。
2 公路路基沉陷的处理技术要点
2.1 严格把控施工材料质量
在处理路基沉陷的过程中,工程人员要严格把控施工材料质量,尤其对于路基填料而言,更要严格控制其质量参数。首先,应使用具有较强渗水性的填料,在路基配料上不宜选择泥炭、有机质土等。在选择材料时,要关注粗粒土的CBR值,并进行取土试验,确保材料参数满足质量要求。其次,在填石路基石料的选择上,要确保其强度>15Mpa,且其最大粒径应该控制在50cm以内。在填筑路床底面下方40cm区域时,应确保填料粒径控制在15cm以内。最后,针对土石混填路基,在选择材料时,应确保石料强度与石块粒径同时满足质量要求,即强度大于20MPa 时,最大粒径应小于压实层厚的2/3。倘若选取的石料强度<15MPa,那么应确保最大粒径<压实层厚度,超出部分,应进行打碎处理。
2.2 灌浆加固处理技术
在发现路基沉陷问题后,工程人员对现场情况进行了详细勘察,并最终确定主要使用灌浆加固法进行处理。工程人员确定出需要进行灌浆加固的范围,将垂直注浆孔(每排10孔)科学布设在涵管两侧,整个过程中灌浆深度都保持为4.0m,必要时可根据现场施工条件进行调整。选用的注浆材料为32.5强度等级的普硅水泥,配置好的浆液密度为1.6-1.8g/cm3。灌注的浆液发生劈裂、延伸、扩大,在此过程中,浆液会影响周围土地,对土体形成充填挤密作用,从而改变了地基的物理学性质,影响地基荷载能力。其次,灌浆加固法,基于袖阀管式静压灌浆法进行灌浆加固,在这一过程中,需要开展多次灌注,多次注浆后,土地强度会显著增强,从而形成更加牢固的土体与凝结体的结合体,并发挥出“加筋土”和“树根桩”的优势。在灌浆时,要做到分层和均匀注浆,同时可以工程现场施工要求设置直孔或斜孔,针对性较强。在具体施工过程中,施工人员严格按照“定孔位—钻孔—下注浆外管—注浆—补灌”的顺序进行施工,钻孔时要监测钻进情况,确保孔位偏差小于5cm。随后进行分层注浆,每次注浆之后都要对浆孔进行清洗。注浆时,工作人员应对注浆量及注浆压力进行密切灌注,保证在达到要求之后,及时封口补灌,保证注浆外管内填满灰浆。
2.3 分区域进行沉陷处理
2.3.1 旧路路基范围内的路基沉陷处理
工程人员对路基沉陷路段的基本情况进行了细致调查,且参照路基沉陷病害处理工程方案,确定了最终的工程路基沉陷处理技术,即旋喷桩加固法。工程人员要做好施工路基的基础观测,并选择专用的钻机工具和高压注浆置。依据工程图纸找出桩底设计标高,并据此对旋喷注浆管及喷头进行钻进控制。在施工现场,对于旋喷桩要合理放置,使其从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来,该液流能量较为集中,可以对土体产生较大的冲击力,并实现对土体的针对性破坏。此外,在喷射注浆液的过程中,应控制好钻杆,使其边旋转边提升,确保浆液与土体之间达到充分拌和的状态,由此,土体中将形成柱状固结体,即旋喷桩,且能够根据土体情况进行预制,因而具有较高的适应性,能够有效加固地基。
2.3.2路基加宽范围内的沉陷处理
本工程路基加宽范围内的土层主要由湿陷性黄土层构成,要考虑黄土层厚度,科学选择处理技术。当厚度≥ 3m时,针对该路段的基本特征,工程人员决定采用素土挤密桩进行沉陷路基段的处理。在设置素土挤密桩时,要使其穿透黄土层。本工程在设计桩体时,对桩体进行封层时,选用的为80cm 厚、8%的水泥土,在施工过程中,工程人员要根据土体的具体情况对桩长进行调整。而当黄土层厚度<3m 时,针对该路段,本工程则使用回填法进行地基加固处理,在进行土层封闭时,同样采用的是80cm 厚、8%的水泥土。
2.4 压实处理技术
本工程中路基沉陷段中的土质主要为黄土,其为细粒土,因而在进行处理时,要避免其受水浸泡,要在路基两侧设置纵横排水系统,以保持沉陷路基段具有一定的承载能力。在做好路基沉陷施工前排水处理之后,要对填料进行填筑和压实处理。处理之前,工程人员要进行前期放样,并据此建立临时水准点和坐标点,要确保精准的对路基坡脚进行放样,找准路基宽度,并做好前期清理工作,之后进行整形碾压。本工程为旧路加宽路段,因而要设置好向内倾斜的台阶,并使其宽度大于6m。使用不同的填料,应根据填料不用选择相应的碾压工作。填料填筑时应进行分层填筑,对填筑质量进行检查,确保填筑质量达到相关标准要求,而后才可继续压实处理。进行压实处理时,如果土层中含有很多细粒沙土,需要以覆土碾压方式进行碾压。如果填料为砂性土,最好以振动压路机进行碾压。压路机碾压一般需要进行6-8遍。在使用振动压路机进行碾压过程中,应对压路机速度进行有效控制,确保压路机均速行驶,防止速度过快或过慢。静压压路机行驶速度为2~5公里/小时,振动压路机行进速度为3~6公里/小时。本工程人员在碾压之前测试了土壤的实际含水率,为2.13%,在1%~3%范围内,便可开展压实作业。本工程使用的为沥青混合料,在对路面进行压实时,保持8-12遍的压实遍数,最终压实效果满足工程质量要求。
3 结语
公路建设直接关乎交通的安全与顺畅,关乎人民的生命财产安全,关系到社会的有序发展。施工过程中,对于常见的路基沉陷问题,应及时找出问题根源,制定针对性、可行性应对方案。在公路路基沉陷问题的处理上,要明确找出路基沉陷点,并对导致路基沉陷出现的原因进行深入和全面的分析。在了解原因的基础上,采取针对性的处理技术,确保一次性处理到位,以延长公路工程使用寿命,充分发挥出公路工程的现代化价值。
参考文献:
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