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摘要:近年来,随着经济的发展,我国的交通运输业实现了跨越式发展,同时带动了高速公路的发展。为了满足运输需求,国家对高速公路建设加大了投入力度。在高速里程增加的同时高速公路建设问题也频繁发生,这时高速公路安全受到社会各界的普遍关注。在高速公路的建设过程中,路基沉降是比较常见的问题,并且这种问题会直接影响高速公路的稳定性。如果没有处理好路基沉降问题,将会导致高速公路施工过程中容易发生滑塌等事故,进而在一定程度上直接威胁到高速公路的安全性,并且会延长高速公路的施工周期。为了建设一条高标准的高速公路,需要在高速公路施工过程中高度重视施工控制技术,采取相应的措施解决路基沉降问题。
关键词:路基;沉降;控制措施
1高速公路路基沉降产生的原因
路基是路面结构的基础,路基的质量与稳定对路面的整体性和质量都会产生重要的影响,因此保证路基不产生沉降是高速公路施工的关键。但是结合实践,在高速公路施工建设中路基存在下沉的问题,造成路基沉降的原因主要是:
1.1自然因素。首先是地理地貌环境影响高速公路路基。不同的地址特点对路基的影响是不同的,比如在南方红土地址环境条件下,由于红土的粘性比较大,不易于渗水,因此该区域容易发生路基下沉的现象;其次当地的水文条件也会影响路基,比如地下水丰富的区域会导致路基出现潮湿,进而引发高速公路地基出现下沉,使得路基出现断裂等病害。除此之外气候条件也会影响路基,随着温度的变化差异,使得路基内部的温度出现阶梯式变化,由于受到热胀冷缩的作用使得路基的稳定性受到影响;最后植被覆盖也会影响路基的质量。据相关数据显示:在平原地带的高速公路相比在荒漠中的使用寿命要长,分析原因,很大部分是由于平原地区的高速公路处理广阔的植被覆盖范围内,植被的根系会在土壤中形成固结作用,进而提高路基的稳定性。
1.2人为因素。人为因素主要集中在高速公路的施工中以及在以后的应用中:首先在高速公路的施工过程中,由于施工人员没有按照正确的施工方法进行施工,结果导致路基的建设质量不高。例如在对高速公路施工时没有进行沉降速率的预测,结果导致建成的路基存在很大的问题,另外在对地基的碾压过程中也存在碾压不实的问题,结果导致路基的某些部位发生变形;其次在日常的应用中,路基要承受过大的负荷,这种负荷一部分来自于动载,比如汽车在高速行驶过程中存在超载现象,结果导致路基出现下沉。另一部分来自于路基内部的应力作用。
2高速公路路基沉降施工控制技术
2.1加强地面沉降量的观测控制
在路基软土处理过程中,需要对土层的沉降情况进行严密观察,来确定路基的沉降情况。在沉降量的观察中,借助的设备是沉降板、S3科学观测仪,通过感应式水平推测技术,来预测路基地表路基的沉降趋势,计算出相应土层承重量。
在沉降的观测方法中,可分为土层内部分层沉降和深层沉降观测两种,前者是通过利用分层沉降标,可以得到软土层各层次的压缩情况,后者是通过使用深层标,来了解软土层在某一层位的土体压缩情况。通过地面沉降量的观测,可以采取适当的措施来控制,在路基施工前将沉降量降至最低,避免对路基沉降产生不良影响。
2.2做好施工中路基沉降的控制
在施工过程中的路基沉降需要从两个方面入手,一是沉降量控制,二是沉降发生频率控制,具体控制要点包括:
首先,沉降量控制的要点。沉降量大小会对沉降量观测精度产生直接影响,沉降量越大,沉降观测精度也会降低,为保证沉降观测精度,需要做好沉降量控制,具体方法是:在填筑路基环节,施工标准为沉降量<40%、填筑土体厚度<5m,在路基增高后,沉降量会不断下降,观测精度得到提升。在施工后期,选取1-2m的填筑路基测量二等水位,得到水位曲线图,确定路基沉降过程。在竣工阶段,以每周一次的频率,对每层土进行观测,准确预测沉降量,来使沉降量发生控制到最小[2]。
其次,沉降发生频率控制的要点。在沉降发生频率的测定上,采取的是分析黏度较小路基软土层土质的方法,根据沉降规律的原理,分别实测和估算路基的沉降发生频率,两者间的差距反映的就是沉降频率,差值与沉降频率成正相关关系,差值越小,沉降频率也会相应降低。
2.3路基填筑环节的沉降控制施工
路基填筑时路基施工过程中的一个最重要的环节,与路基沉降之间有着密切联系,做好此环节沉降控制十分必要,具体的措施主要有:
首先,路基填筑施工沉降的要求。在软土地段路基填筑施工中,需要满足一些基本的要求,具体包括:(1)在地表沉降观测过程中,采用的观测设备要合格,沉降杆要保持竖直稳定,确保施工中沉降数据的准确可靠;(2)在沉降的观测中,尽量采用相同或同一台设备,观测人员尽量固定,以免工作条件或环境发生改变影响数据准确性;(3)在填筑施工前,需要再次对土层埋设的设备、原件进行复核,将复核得到的数据作为初始数据标准,有效控制施工沉降误差;(4)根据分层沉降的方法,对地表依次进行分层施工、施压与注水等处理,并把沉降结果进行汇总,为施工沉降控制提供有效数据支持。
其次,路基施工过程沉降量控制。在路基填筑施工过程中,为确保高速公路沉降量在安全范围之内,需要最大程度的提高沉降量计算结果的精确度,具体方式为:以不同加载强度下的地基固结数据为基础,通过合并同类项的方式处理得到的沉降量数据,来计算出结果仿真情况,提高结算结果可靠性。在计算过程中,还需要考虑众多的影响因素,包括土工试验、钻探孔径质量和大小、数据处理分析方法和参数的选取等等。在此基础上,来模拟演示路基填土的施工过程和效果,通过沉降速率值的AME控制,有效将施工沉降量控制在正常范围之中,预防路基沉降问题的发生。
第三,路基填土预压时间的控制。填土预压时间是影响路基稳定性的重要因素,也是路基沉降发生的重要原因之一,所以,做好路基填筑预压时间控制也十分必要。在路基填筑预压时间计算中,需要在确定路基稳定的沉降速率条件下,通过荷载稳定控制,采取动态控制、镜像指导的方法,来得到准确的预压时间,为预压施工提供指导[3]。
在高速公路的实际施工中,设计阶段是允许施工后有少许沉降量的,将其作为选择地基时考虑的因素,并以其作为指导,来预测预压时间计算之前会出现的沉降量,为预压时间测算提供有效依据。因此,路基填土预压时间与施工工期之间有紧密联系,我国高速公路预压时间长短确定主要取决于软基处理施工队伍的建议。
结束语
综上所述,讲述了造成路基沉降的各种原因,并对提出了一些应对措施。在控制高速公路路基沉降时,要做好全面的地质勘查,保证路基填筑材料质量,同时加大公路路基压实度,设置完善的排水系统,从自然因素和人为因素两方面入手,加强监控力度,不断减少和避免路基沉降现象的发生。
参考文献
[1]王辉军.试析高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J].江西建材,2015,08:131-132.
[2]杨江峰,张丽云.高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2015,07:94.
[3]吕岩松.浅析高速公路路基沉降原因分析及控制措施[J].黑龙江交通科技,2012,06:42.