孙颖超
北京建智达工程管理股份有限公司101300
摘要:
道路工程是城市实现持续发展的重要基础设施,路面塌陷问题的出现将对人们的正常出行带来不利影响,甚至阻碍城市的发展。引发道路路面塌陷的原因较多,以路基沉陷最为典型。文章从路基路面沉陷的发生机理入手,详细分析了路基路面发生沉降的原因,如路基压实度欠佳、路基中含有部分软弱基础未得到有效处理等,并根据实际问题提出了可行的控制技术。
关键词:城市道路;路面沉降;填料处理
前言
城市道路在城市发展过程中发挥着重要作用,但是,城市道路在建设过程中,由于施工技术原因造成道路质量降低,致使道路在使用中出现病害。其中,对交通安全影响最大的是路基沉陷,对车辆行驶安全产生较大危害,影响交通正常运行。
1.城市道路路基路面沉降机理
交通运输建设领域,公路是极为关键的构成部分,城市的发展也得益于完整的道路交通网络。城市道路在长时间使用后容易出现路面沉降现象,从具体成因来看,主要与路基有关,该结构的强度与稳定性欠佳时,在持续性的路面动载作用下,路基路面实际承受的荷载超出自身可承受范围,随之就会引发路基路面沉降的情况。
2.路基路面沉降原因
具体来说,路基路面发生沉降现象的原因主要有以下几个方面:
(1)路基压实度欠佳,具体原因有:碾压作业时受到外界环境的影响,如现场气候过于干燥,或是施工周边存在暗埋式构造物;施工单位为提升施工速度将碾压持续时间缩短,从而路基未得到充分的碾压处理;原材料控制不到位,如填料的含水量超出合理范围,在此环境下碾压将对压实度带来影响;未注重对路基边缘土体的碾压,该处与路基的压实度存在较大差异等。
(2)路基中含有部分软弱基础,此部分在施工中未得到有效的处理,因此降低了整体稳定性。
(3)压实材料的质量欠佳,难以与设计要求相符,如填料中含部分淤泥或是腐殖质土等,经填筑施工后将出现局部沉降变形现象;若施工中采用了多种类型的填料,但依然采取单一填料工况下的控制标准时,尽管经过碾压处理也依然会出现不均匀沉降。
(4)路基施工区域存在地质条件突变现象,由于缺乏全面的检查,或是未采取合适的处理措施,在没有生成设计变更方案的情况下贸然施工,原方案中的填料与施工方法都难以与该段的地质条件相适应,不利于路基施工作业,竣工后易发生沉降现象。
(5)施工所在区域的地下水位偏高,在缺乏合理降水措施的情况下,地基因浸泡变软而发生沉降。区域内地下水长时间交替,提高了土体中含水量的变化频率,不利于容重的稳定性,土体失稳进而出现明显的沉降变形现象。
关于路基路面沉降的实际情况,具体如图1所示。
图1路基路面沉降
3.公路路基沉降施工控制
路基沉降的出现将对公路的正常施工造成严重影响,因此要从实际情况出发,总结引发沉降的原因,进而提出合适的施工控制措施,以确保路基的稳定性,并提升服务水平,形成耐久性好、运行效果优良的城市道路体系。
3.1原地面处理
原地面处理是必要的准备工作,全面清理施工现场的树根等杂物。若表面土主要以腐殖土居多,此时需通过挖机与人工相配合的方式做好换填处理作业,具体厚度要结合现场施工条件确定,并且严格遵循规程完成碾压作业。若路基穿过耕地,首先要清表30cm,此举可将表土剥离,但考虑到下部土体含水量丰富的特点,需要及时翻晒,加强对现场含水量的检验,达到最佳含水量标准后再组织施工人员碾压,严格遵循上述流程可以确保原地面的压实度。关于路基换填现场情况,具体如图2所示。
图2路基换填施工
坡面路基施工中的底部处理。根据坡面坡度实际情况采取合适的处理措施:若在1:5以内,组织施工人员清表,具体方法与上述一致;若坡度超1:4,为提升稳定性对坡面开挖并形成台阶,达到防止路基滑移的效果。
关于台阶尺寸的设计,应结合现场土质与地形两方面因素来确定,通常情况下宽度≥1.0m,坡度3%~5%,结束开挖作业后通过分层碾压的方式提升台阶土层的密实性。施工过程中,现场负责人员要加强质量控制,如各层的平整度、压实度均要与设计要求相符,通过跟踪检测的方式及时发现问题。
3.2填料处理
填土对路基施工效果的影响较大,严格控制实际含水量,该指标与最佳含水量的偏差不可超过±2%,并结合现场情况做适当的调整。某些城市道路工程中填土的类型较多,应该注重如下几点:适当减少层数,各层厚度不可小于0.5m,且各层均不可出现多类型材料混填现象;最下层填筑时,选择的是所有类型中透水性最差的填料,并在表面施作横坡,应用效果较好的有双向坡,坡度约4%,可以提升排水效果;确定各类填土的使用方法,通常上层以优良土为宜;各类型填土产生的交界区域必须设置斜面,并在其下方填土,优先选择透水性相对欠佳的填土。
3.3其他控制要点
在施工过程中还需要注意以下几个控制要点,为保证工程的整体质量提供坚实的基础。
(1)填土过程中含水量的控制尤为关键,为了保证路基的填筑质量,要求各类型填土的实际含水量尽可能趋近于设计指标。相比于最佳含水量而言,若施工中的实际含水量偏小,将表现出填土颗粒润滑效果欠佳的问题,颗粒间存在较大的摩擦力,相较之下碾压力偏弱,填土内部存在大量空气,影响了颗粒间的接触效果,整体密实性下降;若填土的实际含水量偏高,此时颗粒过于集中,在无法有效分散的情况下依然会出现密实性不达标的问题。
(2)加强路基边缘处的碾压工作。在城市道路工程中,施工人员往往重视路基中部的施工作业,而在边部的碾压力度不足,使得路基在边缘区域出现沉降现象。考虑边部碾压难度大的特点,可以选择小型碾压机处理,该处与路基两个区域密实度应尽可能一致,从而保证路基的整体性。
(3)加强对施工现场的观测,及时发现不良地质,尤为关键的是软弱基础区。施工中若遇到软弱基础必须通过换填的方式提升其稳定性,将软弱部分挖除,于该处换填透水性能较好的填料,条件允许时可设置隔离层;要求路基的规格足够合理,即宽度、深度与高度均要与施工要求相符。通过施工前的现场检测,若实际地质情况与设计要求不符必须如实告知设计和监理单位,根据现场情况提出变更方案,通过监理的审批后方可用于施工中。
(4)针对某些特殊的路基施工段,可通过换填的方式改善地质条件,换填深度需达80cm或更多;结束换填后压路机进场,对该处碾压以便提升密实性。控制填、挖交界区域的施工质量,该处需加长处理,主要目的在于消除突变,确保荷载与应力在各区域的分布较为均匀。此外,路基两侧施作边沟时,要求底部与基底形成紧密接触的关系,目的在于避免路基底被浸泡的现象。
(5)频繁观测沉降。若要从根本上避免沉降现象,及时和定期的道路沉降观测必不可少,除了地面沉降观测外还要注重深层沉降现象。为提升观测便捷性,可在地面上埋设沉降板,利用该工具实现高程观测;并在路堤处布点实现沉降观测,伴随布点数量的提升,所得沉降数据的精度性越高。
(6)控制地下水位。路基沉降还与区域内的地下水位有关,根据施工要求采取分层碾压的方式,确保各层都具有足够的强度。参考路基标准水位,将实际检测的水位高度与之对比分析,若高出该值则要采取处理措施,尽可能避免土体浸泡问题,以免对土体的完整性造成影响。深挖边沟或是施作盲沟均是道路路基施工中的重要方法,可起到降低地下水位的效果,若出现沉降极为明显的情况,应安排人员在松软地段开挖,当裸露出硬质土体后方可停止开挖作业,通常此环节的开挖深度应达到80cm。经上述环节后再安排人员填土,要求所用填土具有优良的透水性,施工中控制好填土速度,尽可能提升填土均匀性,随后再采取碾压措施。
(7)低填方路段中,应充分考虑到路基施工区域的要求,特殊时可增设沙砾层。填筑前的准备工作要落实到位,为确保填筑质量应清理原地面,以基底表层土的实际情况为准选择合适方式,若为腐蚀土可利用机械设备清除,或是安排施工人员将其清理干净,并向该处换填透水性优良的材料。若为城郊路段,当出现横穿耕地的情况时首先要清表土30cm,调节其含水量,辅以翻松、晾晒手段,经检测后若含水量符合要求方可组织碾压作业,使该处达到压实标准。
结束语:
城市道路工程中,路基路面易出现沉降现象不仅会对车辆的正常通行造成影响,而且容易引发安全问题。因此,在施工中要做好控制工作,结合现场实际情况明确路基沉降的原因,在此基础上提出针对性的处理措施,从根本上解决路基软弱、含水量高等问题,确保路基施工质量,避免路面沉降现象,为城市的建设与发展助力。
参考文献:
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