公路路基沉陷的处理技术

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  摘要:最近几年,由于市场贸易的不断增加,给我国交通运输行业带来了一定压力。因为种种因素的制约,常常会使我国高速公路发生地基沉陷的现象,从而影响正常的道路交通运行工作。对此,本文将针对公路路基沉陷情况展开系统论述,提出处理路基沉陷的应对机制,从而促进我国道路交通更有序的发展。
  关键词:高速公路;路基沉降;处理技术
  中图分类号:U412文献标识码: A
  
  本文将对高速公路路基沉陷现象进行详细分析,就处理路基沉陷问题进行深入探讨。最近几年,我国交通管理部门加大了对道路交通建设的投入,然而却由于路基沉陷所引发的路堤滑移现象频繁出现,从而为我国正常交通公路的使用造成了非常不利的影响。就实际情况来看,我国在处理路基沉陷现象时所采取的措施是存在漏洞的,这在一定程度上就要求我国工程人员必须累积经验,详细研究过去工程的运作情况,寻找出最有效的公路路基沉陷处理方式,在减少路基沉陷灾害的前提下,完善好高质量的道路交通服务,推进我国道路交通事业更加稳定的发展。
  
  一、公路路基沉陷原因研究
  就现代化的公路路基建设而言,造成公路路基沉陷的原因有很多种。对此,相关公路交通工作人员多年经验总结,针对近年来所引发的一系列交通事故进行分析得出,促成路基沉陷的原因大体上分为以下几种情况:
  (一)公路建设地理地质上存在的问题
  在实际道路建设中,所利用到的土地无法完全保证符合规范的道路建设要求。特别是在沼泽、流沙等地理位置,公路在填筑建设时,土质压实情况无法真正达到规定标准,同时由于无法有效改善土地质量,从而不能更好地处理公路路基沉陷问题,使地基压实度不能满足规定标准,上述种种情况都会在一定程度上对公路的稳定性能造成影响,导致路基沉陷情况的发生。
  (二)公路地区气候条件的制约
  公路工程的建设的时空跨度需要考虑中国不同地域范围的降水量不一样,因而各地的洪水干旱情况大不相同,使得工程人员不能准确地判定冰雪等自然灾害。因此,如果在这种气候环境中建设公路路段,没能构建出稳定的排水系统,则会在一定程度上使地表积水向下渗漏,在恶劣的气候环境中,路面地基的水会渗出地表,在巨大温差环境中,其会对土壤结构造成破坏,在降低路堤硬度的同时,造成了地表地基上不同程度的沉陷现象。
  (三)公路建设的填料因素
  施工人员在进行高速公路建设时,倘若建设路段的土壤中包含了腐殖土、沼泽土等质量不佳的土壤,在这种土质情况下,施工人员在进行填石作业时,由于受到大小不同的填石材料的影响,由于不同施工人员工程技能不一样,在一定程度上使得填补材料出现了摆放不一的堆积情况,从而使填石孔隙达不到一致,制约道路质量建设。一旦路面上承受相应负荷时,由于路基路面受到了较大压力,使得路面路基上的土石会不自然地向上移动,毁坏路基的结构,从而使得路面失去了本该有的强度,在一定程度上削弱了路面的承载能力,导致公路路基沉陷的现象发生。
  (四)公路承载负荷的影响
  所有高速公路建设的主要目是为了车辆运输,在此基础上,时间越久,公路上的车流量则会相应增加。就当前情况来看,我国正处于市场经济高速发展的时期,大部分交通运输司机都希望能够尽可能多地运载货物,有效开展运输活动。对此,则在一定程度上造成了货车超载现象的频繁发生,而且这种现象会随着时间的流动不断扩展。事实上,渗透性材料是公路路基建设材料的重要组成部分,这类材质其间存在着巨大的孔隙,在众多重型车辆运输压力的作用下,会极大地增加这一填补材料的密度,使得渗透性材料的密度不断增加,从而让公路路基沉陷现象频繁发生。
  (五)公路设计阶段的错漏
  就设计阶段的公路建设而言,公路路基设计时出现差错的现象是很少的。因此公路设计阶段的错漏又被归纳在不合理的公路道路设计范畴中,同时由于工程设计人员在设计过程中没能完善地考量道路建设的一系列因素,从而导致了公路路基沉陷现象的发生。
  (六)公路施工阶段的缺陷
  在道路工程建设施工时,因为不同施工人员施工技能不相同,因此在实际工程运作中,无法真正保障每位施工人员都能依照工程规格来开展公路施工,对此,不同施工人员在进行道路建设时会造就不同质量的路段,导致公路路基沉陷现象的发生。
  (七)没有完善的道路工程规范
  道路工程规范对于不同地理位置的公路路段建设效果是不同的,因此通常情况下,工程人员的工程建设难以达到正常水平下的工程规格标准,从而无法建设出稳定的路基设施。然而在同一路床区域内,路基建设中不同规格路床所对应的材质压实程度不一样。如30m以下路床厚度,压实程度最少要达到95%以上。而若厚度范围维持在30-80m左右,则难以达到规格标准,在正常的交通运输中,造成了对路面路基的破坏。
  因此,路基沉陷现象的发生会在一定程度上影响公路使用年限,为了尽可能延长道路公路使用寿命,确保道路交通能顺畅运行,工程人员在进行公路建设时,应积极加大对自身施工技能的培养,按照规定标准完成工程任务,进一步防止公路路基沉陷现象的发生,全面掌控交通运行机制。
  
  二、公共路路基沉陷处理技术
  以承朝高速部分路段的填土路基下沉情况为例,沉降的实际情况不同,选择的沉降处理技术也会有一定的差别。
  承朝高速的部分路段的沉降大致情况是,填土路基出现路基及构筑物台背下沉的情况,且局部地段较严重,下沉的深度在30cm到50cm之间。分析路基土层基本性质,如下表所列。
  表1 承朝高速部分下沉路段的路基填土基本性质
  项目 特点
  岩性 粉质粘土
  颜色 褐黄-褐红色
  塑性 可塑
  压缩性 中-高
  湿陷性 颗粒组成:粉粒(粒径0.05mm-0.005 mm),占60%以上
   孔隙比:0.800-1.000
   液限:24.6%-31.5%
   饱和度:39.0%-60.0%
   天然含水量:13.3%-18.4%(试验取土位置为表层土,深层位置的填土含水量在 20%-30%之间)
  其他 填土中具有虫孔和植物根孔以及含量较少的钙质结核及小砾石
  根据路基土样的室内土工试验结果,可以对其发生沉陷的 原因进行分析,从而确定处理方法。由于该路基填土为黄土状土,结构上的湿陷变形性和欠压密性以及土的冻胀、融陷性是引起沉陷的原因。基于这种情况,路基处理采用最常见的压密注浆方案。下面就常见的公路灌浆的方式进行介绍。
  公路灌浆方式
  在高速公路路基建设过程中,由于不同地质土壤中存在着不同空隙度,对此,工程建设人员可以有效地利用灌浆法,更好地规避靠近山坡路段中出现路基沉陷的现象,对公路路面以下的地方开展灌浆工程。需要注意的是,工程人员在进行灌浆作业时,应积极采用少量浆水使其充分满足公路建设需求,从而进行灌浆工程,在具体实践灌浆操作中,尽可能掌控浆水灌输量,把握好灌浆力度。因此,在进行灌浆工程运作时应着重注意以下几个方面:
  1、钻孔。工程人员在进行钻孔作业时,应尽量将钻孔设备对准孔径位置,将孔径位置尽可能维系在0.25m范畴中,使钻孔误差率不超过0.3%。在工程人员准确地判定出钻孔区域后,切实选择梅花型模式进行工程运作,将孔径间的距离保持在4.0m×4.0m之内,在道路边缘地区设置队列整齐的工程孔径,在路基垂直线的位置设置两排平行的孔径,在距路基边侧2.5m的地方布置一排孔径。就孔型设置而言,通常运用的是垂直孔径,让孔径大小保持在80mm左右,需要注意的是,在設计模式上孔径设备应符合钻孔深度,将具有相当强强硬度的PVC塑料管道插入土质中,对公路进行钻孔。与此同时,施工人员还应在塑料灌浆管壁上钻出孔径,将水泥材质等注入孔径中,使孔径封闭。待灌入的泥浆凝结之后,对公路进行灌浆操作。
  2、浆泥调制。在详实了解公路地基建设情况之后,仔细研究浆泥调制中的各类吸水机制,将浆水调制成为符合施工标准的材料。就浆泥配置而言,一般选择的是水泥粉煤灰浆液,尽量将水灰分配比例维持在0.5左右,调制水粉煤灰与浆液,保证其比例为1/4,在水泥材料选择上,最好采用复合硅酸盐水泥。在此基础上,将公路路基灌浆深度延长至1.5m以上。具体而言,即采用普通的搅拌设备开展搅拌工序,将水泥溶液搅拌3分钟以后,使浆水成分可以彻底融合,利用筛网对其进行过滤作业。具体而言,整体浆泥调制时间大约需要4个小时左右,使灌浆任务控制在稳定灌浆完成后的半个小时内。
  3、灌浆前的预备工作。在灌浆工程的准备过程中,施工人员应切实做好对电子仪器、灌浆材料、设备器具等相关工作的检查,运用单管灌浆模式进行工程操控,同时开展连续性工程作业。需要注意的是,一旦工程作业中出现跑浆的问题,工程人员应立即停止工程运作,利用充足的时间使浆液完全凝固,在这之后进行灌浆作业。
  4、工程操控中常见问题
  在工程人员进行灌浆操控的时候,通常会遇到浆液向外泄露以及浆液冒出来的情况。因此,工程人员在处理路面路堤冒浆情况的时候,应切实做到将工程作业维持在一定时间内,之后用麻布袋子堵塞公路路基冒浆的地方。同时需要注意的是,为了有效避免自流水侵入基地坡提内部,则可用制定好的浆水将裂缝填补完整。放置一天之后,对其再次开展灌浆工作。如果工程人员在进行灌浆作业遇到串浆情况时,则需马上停止钻孔作业。对此,可在一定程度上降低钻孔工作对整体工程作业所造成的影响。在进行以上工作之后,工程人员应及时堵住灌浆口,将浆液依次依据路基孔径进行浆液灌输,尽量将浆液灌输时间维持在10分钟之内。通过这一操作方式,有效规避浆体凝固状况的出现。
  除了公路灌浆方式之外,在沉降路段的处理过程中比较常见的方法还包括换土复添、排水作业以及强夯方案等。
  换土复填方式。工程人员在进行公路路基建设时,会遇到不同地理地质环境,当路基土质不满足工程建设要求,同时公路上出现了小范围内的不同程度的路基沉降状况的时候,对于这种情况,工程人员最好利用换土复填方式进行公路路基沉陷处理。在工程人员利用这种方式进行路基沉陷处理时,第一步是要将原本土地上出现的路基沉陷状况的土质全部清除,采用满足工程标准的土质进行填充。在一般模式下,在工程人员开展新土填充工作时,应切实运用塑性较好且满足级配需求的亚粘土,在工程人员进行换土复填法开展工程作业时,适当地扩张回填土的挖掘面积,从上到下开展工程填挖作业,尽量让挖掘形状保持阶梯状,直到填补工作完成以后,则可进一步开展碾压作业。需要注意的是,在开展碾压工作的时候,土质密实程度应切实大于路基压实程度的2%。
  排水作业和强夯方案。排水作业也强夯方案的本质都是增加路基填土的结构紧密型和稳定性。其中,路基内部的排水系统对路基的稳定性是十分重要的,良好的排水系统是保证路基表面渗入的雨水、污水及時排出,以利于路基填土的湿陷性及冻融程度降低,起到减少沉陷量的作用。良好的排水也是在高速公路建设中十分重要的一环。强夯方案则是在沉陷分布较为广泛,且没有好的建筑材料可以代替该种土或运输等成本较大时,对路基软弱土进行处理的方式,通过路基填筑时的强夯可以使得欠密实土趋于密实。
  
  结束语
  工程人员在开展公路路基沉陷处理时,应切实保护路基的稳定性,在增进公路路基使用质量的基础上,从整体上提高公路建设的效益。伴随着新社会施工工艺的不断优化,在道路交通建设时,公路路基沉陷现象逐渐得到人们的普遍关注,推进了我国公路路基沉陷处理技术的进步。在此基础上,由于不同公路路基处理技能的不断涌现,众多的施工工艺被赋予了现实意义,在理论研究中得到深化,让工程人员可以更加深刻地认识到公路路基沉陷处理的意义。对此,工程人员可以结合理论、联系实际,有效地处理好公路路基沉陷问题,推进我国高速公路事业的稳步前进。
  
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