陈广春
摘要:针对二级公路路基沉降稳定主要影响因素,结合现有的二级公路路基施工经验,提出有效的路基施工控制技术,为提高路基施工技术水平,保证路基质量,减小或避免沉降提供参考借鉴。
关键词:二级公路;路基沉降;施工控制
二级公路因环境因素复杂、技术要求不高、施工队伍水平等原因与一级公路相比更容易出现路基沉降,使路面频频出现病害,影响公路使用,甚至引发安全事故。因此,有必要研究二级公路路基沉降,以探讨有效的施工控制技术。
1二级公路路基沉降稳定主要影响因素
1.1自然因素
地形地貌除了對公路路线设计有直接影响,还会影响路基设计与施工。而在地势起伏相对较大的地区,路基质量与安全直接受排水设计影响,如果排水设计不当,则会引起路基滑动甚至坍塌等问题。对路基有影响的水文条件即沿线内地表示自然排泄、自然水系、地下水等,这种情况均会影响路基整体稳定性,若处理不达标,则会造成不同类型的病害,使路基发生失稳。包括雨雪、温度与冰冻等,对路基都有重大影响。
1.2人为因素
1.2.1荷载作用
路基受到静载与动载两种荷载,其中静载主要为路基路面自重,伴随路基深度不断增加,路基应力增大;而动载主要来源于路面上的车辆,伴随深度不断增加,由此产生的应力减小。如今我国经济快速发展,各地区交通量与日俱增,既有公路路基承担越来越大的动载,使路基受到严重影响,而在短时间内发生沉陷与变形[2]。
1.2.2施工方法
填筑施工方法正确、填筑速度合理、机械设备合适,是保证路基施工质量,达到稳定性要求的关键因素。路基填筑多采用由低至高分层填筑的施工方法,采取一些措施控制土体实际含水量,再运用压路机及其组合进行碾压,以达到要求的压实度,使其保持稳定,减少或避免工后沉降。然而,一旦填筑施工方法与工程实际情况不匹配,则会影响路基整体稳定性,甚至产生不同程度的破坏。
1.2.3养护措施
针对路基出现的各类问题,及其反射到路面后在路面上产生的病害,在养护过程中及时采取有效措施予以处理,是保证路基整体强度的关键所在,也是公路养护阶段重要工作内容,但目前很多二级公路都缺乏系统性的养护,导致一些很小的问题在内外部因素持续影响下不断扩大,最终引发病害与损坏。
2二级公路路基施工控制技术
2.1防开裂施工控制
路面表面容易发生脱水而开裂,路基开裂一方面影响路基整体性,不利于承载上部荷载,另一方面也属于沉降的一种,会使上方路面结构损坏,因此应采取有效措施防止裂缝产生。
(1)保证路基施工的连续性,中途不得停顿,路基在碾压成型后,不能长时间暴露,否则将因失水而开裂。压实后,应采取有效措施防止工作面大面积、长时间暴露,尽快进行上面层施工。
(2)如果路基上已经有开裂的土体,则应进行翻松处理,并重新碾压密实。碾压前,检查填料实际含水量,一般在最佳含水量±2%时进行碾压能取得良好的压实效果,如果填料的实际含水量低于最佳含水量-2%,应添加适当的水;而当填料实际含水量高于最佳含水量+2%时,应进行翻晒。
(3)对于已经压实的路基,若无法在短时间内对下一层实施施工,需应在表层先填筑一层无机颗粒,如碎石、粘性土与砂砾等。
2.2路基防排水措施
鉴于水是影响路基稳定性的重要因素之一,在施工中必须重视并做好防排水。
(1)开工前,对路基两侧现有排水系统予以完善,确保施工中的雨水能够通过排水系统顺利排出,避免工作面长时间被雨水浸泡而影响摊铺碾压。
(2)雨季施工中,应及时运走开挖产生的土方,不得在现场长时间堆放,以免松土过湿。在填料含水量达到要求后立即进行碾压,尽可能缩短停放的时间。
(3)紧紧跟随施工做好边坡防护与排水,尽早形成稳定可靠的永久排水设施。在规定的时间内司进行结构物施工,做好出入口沟槽等部位的顺接,确保整个排水系统的通畅性。
(4)路基必须分层填筑,并确保每个填筑层都有一定横坡,通常在2%-4%范围内,每次填筑施工都应做好压实,并在必要时用防雨布进行覆盖。对于雨后工作面,需要根据现场实际情况采取翻晒等措施处理,并复压到压实度标准后进行后续填筑施工。
(5)在雨季施工过程中,应防止雨水冲刷,需在路肩等关键部位设置临时挡水设施。
(6)雨季施工时,根据现有的设备情况,形成科学交替作业模式,并通过合理的组织安排,以最快的速度完成施工。
2.3做好软基处理
如果路基施工中软基处理不彻底,同样会在工后产生较大沉降,而且这种沉降需要很长时间才能达到稳定,对公路正常使用有直接影响。
(1)通过掺加砂砾的方法改良软基,增加粗粒土实际含量,改善路基物理力学性质。但要注意,具体掺量的控制尤为重要,虽然掺量越大越好,但考虑到经济性因素,应将其控制在合理的范围内,一般在30%左右可取得最佳的综合效果。
(2)采用强夯法处理软基,强夯法是指将夯锤在一定高度自由落下对软基施加冲击,以改善其力学性能,具有效果良好、施工简单等优势。在南方很多地区,因降雨较多,土体天然含水量很高,对于这种实际问题,仅采用常规方法很难压实,所以要采用强夯法实施区域补强。该方法不仅有很大的加固深度,而且对中周围其它土体造成的影响不大,在提高土体自身承载力的同时,增强抗剪能力,与其它处理方法相比造价较低,特别适合二级公路。然而,该方法也存在一些不足,如强夯机多采用履带式吊机,体积庞大,现场调用协调困难。并且还会产生较大的噪音,使周围居民受到影响。因此,若环境要求较为严格,则要慎用此法,以免造成不必要的损失和麻烦。
(3)采用弃土换填法处理软基,该方法值得是土质已经无法满足施工要求,需要用其它具有良好性能的填料进行施工,如砾石土与天然砂等。该方法具有施工简单,易对质量进行控制等优势。可结合环境情况选择适合的取土场,对各层位上的填料实施标准的土工试验,试验完成且确认合格后批准使用,但还要根据项目实际情况予以确定,并做好运输线路的规划设计,以降低造价。此外,在石渣和砂砾等材料较为丰富的地区,可将其用于换填,但工期紧张和工程量较大的项目应慎重考虑。
3结束语
总而言之,路基沉降,尤其是不均匀沉降对公路正常使用有较大影响,容易使路面产生病害与损坏。因此,应在掌握路基沉降稳定主要影响因素的基础上,在施工过程中做好控制,明确各项控制要点,以确保路基达到稳定状态,使公路正常、安全使用。
参考文献:
[1]廖剑峰.分析公路路基沉降及施工控制技术[J].建材与装饰,2017(40):252-253.
[2]张勇.公路路基沉降及施工控制技术[J].交通世界(建养.机械),2015(08):72-73.