毛顺伟
云南省公路科学技术研究院,650051
摘要:路基的施工质量对于高速公路的质量具有十分重要的影响,更直接关系到高速公路的使用安全及质量。因此对于路基沉降问题,必须采取切实有效的措施予以防治,以保证路基的质量满足施工及运营要求。基于此,以下对公路填筑路基沉降监测与施工控制技术进行了探讨,以供参考。
关键词:公路填筑路基;沉降监测;施工控制;技术
引言
公路路基是带状构造物,以公路线路位置为基准,借助相应的施工技术,经过施工修筑后作为路面基础,对公路起到保护作用,是公路建设的基础。土或石料是路基的常用材料,在建设公路路基时,须与当地的地质、水文、气候等条件相互结合,对施工材料进行详细挑选,进行准确的设计之后,保证后续施工过程的顺利进行。
1公路路基沉降发生的原因
1.1路基土层的应力
由于公路具有线性特点,因此在路基施工的整个过程中,不同路段的项目条件各不相同,路基差异性较为明显,因此导致沉降发生的原因也各不相同。当路段位于地质不良地区时,施工前必须注意对地基的处理和充分压实,应考虑到土层自重应力与固结压力之间的关系。地基在外界荷载的作用下,路基应力将超过原有固结压力,将导致其发生明显应力变形。当土基自重应力未超过但接近固结压力时,即便土基未受到外界荷载,也可能因为路基等结构的填筑,导致土层超过固结应力完成固结。当自重应力远远小于固结应力时,相当于为路基路面结构及车辆荷载预留了较大应力空间,此时土层不易出现固结沉降。
1.2路基填土压实不足
在路基填土的施工中,部分路段的土料颗粒较大,没有被充分地粉碎破坏,在压实过程中路基中的水和空气存留较多,土壤密度不均匀,导致路基在后期使用中不能保证路基的整体结构完整,产生严重的不均匀下沉,导致了路面开裂或坑洼的现象出现,影响了高速公路的使用质量。
1.3施工方面的原因
施工材料、工艺、质量等都对地基的稳定性有重要影响。如果对材料的管控不到位,则可能由于路基铺筑材料的不均匀、规格差异等导致填筑路基的质量不均匀,使路基面临较大的下沉风险。在施工过程中排水、加固等措施的不合理、施工断面尺寸等问题都可能加速路基的沉降出现。部分项目中,施工人员在作业时不注重填筑的厚度、压实度等要求,随意更改填筑的材料和施工顺序等,导致路基的施工质量不佳,极易导致路基失稳。
2公路填筑路基沉降监测方法
2.1边桩
以填筑路基的坡脚位置为基准点,布设边桩的时候,应保持一定的间距,一般为2m,找准路中线,确定为垂直方向的左右两侧。测量设备选择为经纬仪,保持边桩的连贯性,使其处在一条直线上,预制边桩采用混凝土材料,将侧头预先埋设在桩顶位置,深度为地表以下1.2m,桩顶漏出地面的高度小于10cm。借助测量设备,对相邻边桩之间的高差变化进行控制,得到相应数值,在整合分析的基础上,评价路基的整体沉降状况。
2.2沉降板法
沉降板由底板、PVC管、金属测杆构成。底板水平于基准线,埋入路基,其会跟随路基的沉降而沉降,以此进行监测。金属测杆垂直于底板,用于沉降值的测量,可根据测量的深度进行加长或缩短,在埋入沉降板后记录金属测杆的高度,以后定期对其高度进行测量,测量数据之间的差值即为测量点的沉降值。PVC管用于保护金属测杆,防止金属测杆被腐蚀破坏,影响监测的准确性。该监测技术施工成本较低、施工工艺简单,监测精度较高且便于进行监测操作,适用于路基的表层沉降监测。
但金属测杆的顶端长期暴露于路面,容易受到破坏影响监测的准确度。在施工过程中,由于沉降板需要预先埋设进地基,所以可能导致地基压实不足,影响地基质量;其次,为了避免破坏沉降板,施工时需要避开沉降板埋设区域,影响了施工的进度;最后,沉降板被破坏后难以进行补救措施。
2.3测斜管
利用测斜管,在固定位置,土体结构的倾斜程度能够被准确反映出来。如果路基出现沉降,路基变形会导致测斜管随着变形,倾斜角度将产生于管道内部,测量前后变化测斜管两端的水平位移差,使路基沉降变化状况得到有效展现,以便于准确控制。
3公路填筑路基沉降控制措施
3.1灌浆法
在进行灌浆的时候,钻孔的位置要求很严格,需要严格对准相应的位置,位置的偏差不可以大于25cm,且钻孔的斜率偏差不能超过0.3%。当找到进行灌浆的区域的时候,需要根据间隔距离来确定梅花形钻孔的位置,在路面上,可以布置双排空隙,沿着路边缘的地方设置单排孔隙,然后从路的边缘逐渐向着路堤那一边以2.5m为间距进行排布。选择的钻孔大部分应该是垂直的,直径应该在15~85mm之内为最合适的,然后根据设计标准当钻孔装置钻到预计的深度的时候,可以插进25mm为直径的PVC管材。之后在插入的塑料管壁内钻一个小孔,上端大约为2.0m作为无孔管系。然后使用泥浆封闭处理管隙,并且保证封孔的深度在1.45~1.65范围内。等待一段时间,确保泥浆凝固之后,就可以开始灌浆。在进行灌浆的时候,需要做好准备工作,其中最主要的就是对使用的装置、仪器、管路、原料与水的监测工作。在进行灌浆的时候,需要持续进行操作,一般需要选择单管灌浆模式。当在灌浆的时候,出现了跑浆的状况,就必须马上停止操作,然后等一段时间,当灌注的泥浆完全团结之后,再接着开始工作。对于在此灌浆的行为,在进行第二次灌浆之前,必须要对泥浆进行调整,以保证与第一次使用的泥浆调配相同,一旦不一样,就会比较容易出现裂缝的现象。
3.2强夯施工技术
强夯技术在路基施工中发挥着关键性的作用,也是决定沉降风险能否顺利规避的重要技术载体。因此,施工单位需要重点加强该技术的合理化应用。在实际施工的过程中,施工单位需要对强夯技术流程进行规范。清理现场环境,包括杂物、废纸、树枝等垃圾,保证路基的干净,增强内部环境的清洁性,便于路基的施工工作。测量施工路线的相关数据,精确强夯的具体点,与机械化设备相互结合,有效发挥出夯锤的作用,对准夯点,保证强夯施工的准确性。完成上述工作后,开始进行满夯施工,保证强夯技术的有效利用。在强夯施工结束之后,应定期检验地基质量,间隔时间一般为1~2周,根据施工路段的填筑材料具体确定,选择室内土工试验、原位测试等方法,提升施工的科学性。
3.3排水固结
排水固结就是通过将地基中的过多水分有效排出,利用自然板结的原理使其坚固,它的最终目的就是降低路基发生沉降的风险。在实际的路基施工中,面对的土壤环境都是不尽相同的,其中不乏软土类路基。软土,就是因为含水量较多,所以才变得松软。对于这类路基而言,倘若排水固接没有处理好的话,是很有可能引发路基沉降。所以,作为施工方,施工单位应当对排水固接这项工序重视起来,才能做到有备无患。在排水固接的实际操作上,一般会采用将水法或者堆载法等,有时候还会根据路基的实况,而采用电渗排水,以提高施工效率和施工质量。
结束语
路基是公路工程的基础,直接决定着公路后期的运行状况,如果路基发生沉降,会对整体质量造成比较严重的影响。必须详细分析路基沉降的原因,借助科学的施工技术,对沉降现象进行有效控制,增强路基的坚固性和稳定性。同时,采取对应的措施进行质量控制,延长公路的使用寿命,促进公路事业的进一步发展。
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