公路工程項(xiàng)目沉降段路基路面的施工技術(shù)研究

邢麗

山西路橋第一工程有限公司 山西太原 030006

近幾年，我國的路基路面問題頻發(fā)，不僅造成了國家的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)人們最基本的人身安全也造成了威脅。由此，一系列工程問題被披露，如偷工減料、施工技術(shù)差、路面施工不注重安全性考量等報(bào)道出現(xiàn)在新聞中。路基路面問題不僅僅是社會(huì)性的問題，它已經(jīng)上升為一個(gè)民生關(guān)注問題。因此，從各個(gè)角度提升公路工程項(xiàng)目的安全性是相關(guān)人員義不容辭的職責(zé)。

1 路基路面的沉降原理

1.1 地基變形機(jī)理

地基破壞并不是發(fā)生在路面的所有部分，一般地基破壞會(huì)在溝壑地區(qū)形成。溝壑地區(qū)的土壤較為松軟，土壤的密度較低是造成地基破壞的主要原因。當(dāng)溝壑地區(qū)密度較低時(shí)，制作路基的填料由于密度較大就不能夠較好的滲入土壤的縫隙之中，因此導(dǎo)致后期壓路機(jī)不能夠?qū)⑵鋲簩?shí)，同時(shí)土壤的松軟也造成了該地的負(fù)荷能力較差。在公路建成之后，重型車輛通過時(shí)便會(huì)影響路基質(zhì)量，造成路基變形或下沉。

1.2 路堤出現(xiàn)變形的情況

鋼筋混凝土的構(gòu)件通常是公路的橋臺(tái)建設(shè)過程中比較常見的一類結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土構(gòu)件的伸縮率較小，并且剛行業(yè)曲線度較大；不過由于路基主體還是由實(shí)土所壘壓而最終筑成得到，所以其剛度較小，伸縮率比較大。如果受到外界附加的載荷作用，橋臺(tái)部分因?yàn)樯炜s量較小可能會(huì)出現(xiàn)沉降的情況，進(jìn)而出現(xiàn)公路表面發(fā)生錯(cuò)位的問題。

1.3 路橋搭板設(shè)置引發(fā)的沉降

在現(xiàn)代公路工程施工中，公路及的銜接部分一般使用搭板施工工藝。搭板的設(shè)置主要是起到一個(gè)過度、均衡壓力的作用，是作為公路銜接部位比較理想的方式。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，如果搭板設(shè)置不合理，在車輛通行時(shí)，臨時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致搭板端部受力較大，進(jìn)而導(dǎo)致其發(fā)生塑性形變，沉降問題隨之產(chǎn)生。另外，在設(shè)置搭板時(shí)，如果沒有處理好公路側(cè)的路基加固，也會(huì)導(dǎo)致搭板在長期車輛通行的情況下對(duì)路基荷載過大，進(jìn)而引發(fā)沉降問題[1]。

2 沉降段路基路面存在的問題

2.1 設(shè)計(jì)因素

在進(jìn)行公路施工之前，設(shè)計(jì)方會(huì)提前設(shè)計(jì)一套圖紙供施工方參考。但是如果設(shè)計(jì)方?jīng)]有嚴(yán)格按照國家公路施工規(guī)范來設(shè)計(jì)的話便會(huì)留下較大隱患。比如設(shè)計(jì)方未考慮施工現(xiàn)場環(huán)境，諸如溫度、濕度、地形、等等因素，同時(shí)針對(duì)有特殊地形應(yīng)具有特殊的施工設(shè)計(jì)，在高填方路基、軟土路基和地填土路基等特殊地形應(yīng)該特殊設(shè)計(jì)，否則在建設(shè)完工之后會(huì)出現(xiàn)沉降危害。除此之外，施工工藝和路基填料在針對(duì)不同的路段和地形時(shí)也應(yīng)該有所更換，如果在不同路段和地形使用同樣的施工技術(shù)和填料的話，在公路施工完成之后便有較大幾率出現(xiàn)路基路面沉降。

2.2 路面壓實(shí)程度的問題

路面壓實(shí)問題其實(shí)是路基在建設(shè)初期的隱藏問題。首先，路基不平整，會(huì)使最終路面的承受力不均勻。一旦路基薄弱部分承受巨大壓力，就很容易造成路面沉降問題。其次，路面底下鋪設(shè)設(shè)備與路面連接的問題也會(huì)最終導(dǎo)致路面出現(xiàn)不平整的問題。從公路整體看，可能沒有太大問題，但其本身存在的隱患是巨大的。如果路面壓實(shí)出現(xiàn)問題，與之相連的其他相關(guān)的管路或者城市建筑工程都會(huì)受到波及。

2.3 公路連接點(diǎn)的問題

因?yàn)椤盁崦浝淇s”的物理原因，不管是公路還是，在建設(shè)之初都會(huì)設(shè)計(jì)好路段之間的縫隙。這些縫隙在平時(shí)沒有任何效果，一旦天氣發(fā)生變化，如過冷或者火熱，就會(huì)起到相應(yīng)的作用。例如，天氣過冷，公路的路基就會(huì)有小范圍的收縮，如果沒有縫隙，或者縫隙不合理，最終公路收縮會(huì)使得路面發(fā)生損壞，而損壞的地方就是路段與路段應(yīng)該設(shè)置的縫隙所在地；如果天氣過熱，公路的路基就會(huì)發(fā)生小范圍的擴(kuò)張，如果沒有設(shè)置合理的縫隙，最終路面同樣會(huì)因?yàn)閿U(kuò)張發(fā)生開裂的現(xiàn)象。縫隙不合理還會(huì)使公路建設(shè)中發(fā)生“跳橋”事故。所謂“跳橋”事故，就是橋頭和橋臺(tái)的連接問題，使橋面發(fā)生不平整的問題，進(jìn)而就會(huì)造成危害。

2.4 地基處理不到位

調(diào)查顯示，橋頭跳車現(xiàn)象發(fā)生的原因是地基下沉，而下沉的根本原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)。為此，沉降段路基路面施工中必須加強(qiáng)地基處理，提高地基的穩(wěn)定性與可靠性。但部分施工人員忽視地基處理，施工質(zhì)量控制不到位，影響地基處理效果。常見問題表現(xiàn)為，沒有針對(duì)地基具體情況有針對(duì)性地采取施工方案，施工過程管理不到位，對(duì)施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況了解不全面，未能準(zhǔn)確確定軟土層位置，對(duì)軟土地基的性質(zhì)和深度分析不到位，所采用的處理方案不科學(xué)。最終降低軟土地基處理效果，甚至導(dǎo)致地基沉降。再加上降水等因素影響，往往會(huì)加速路基損壞，降低路基強(qiáng)度和抗剪切性能，導(dǎo)致路基不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生[2]。如圖1道路塌陷圖。

圖1 道路塌陷圖

3 公路工程項(xiàng)目沉降段路基路面施工技術(shù)水平的提升策略

3.1 做好臺(tái)后的填筑工作

公路工程沉降段路基路面施工技術(shù)可以分成多個(gè)步驟來分析，而臺(tái)后的填筑施工無疑是其中最值得進(jìn)行研究的內(nèi)容，它能夠避免公路工程路堤結(jié)構(gòu)的沉降問題。根據(jù)實(shí)際的施工經(jīng)驗(yàn)來看，常見的路堤沉降原因包括路基沉降、結(jié)構(gòu)變形等，施工技術(shù)人員必須要采取有針對(duì)性的措施解決上述問題。首先，施工技術(shù)人員可對(duì)填筑施工所需要的材料進(jìn)行篩選，根據(jù)本次施工的質(zhì)量要求等，判斷不同材料的適用程度，并結(jié)合材料的性價(jià)比等確定材料的采購方案，保證填筑施工的有效性，避免路堤沉降問題。其次，要加強(qiáng)填筑施工管理工作，對(duì)填筑施工的各個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確把握，對(duì)不規(guī)范操作進(jìn)行糾正調(diào)整，從而保證施工的最終質(zhì)量。在進(jìn)行施工的過程中，應(yīng)避免填筑不到位、材料不符合施工要求等問題，從而讓路堤結(jié)構(gòu)沉降得到有效控制[3]。

3.2 完善路橋沉降段平板的施工

在設(shè)計(jì)和建造時(shí)，施工技術(shù)人員應(yīng)使用自己的專業(yè)技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)和建造平板，并從眾多計(jì)劃中選擇最合適的建設(shè)計(jì)劃。在建造平板時(shí)，首先要考慮巷道或橋面板的承載力。通常，如果路面的相關(guān)參數(shù)不同，則所需的平板施工方法也會(huì)不同。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，通常將板的一端放在沉降位置，另一端放在地面上，以提供穩(wěn)定的支撐，板的構(gòu)建高度必須大于設(shè)計(jì)高度值。將板放置在沉降位置，并且通常使用垂直的腳螺栓和水平拉桿將板安裝在沉降位置，這對(duì)于防止出現(xiàn)板沿一定方向的滑動(dòng)現(xiàn)象是有效地，一般的支撐板必須可以支撐七十厘米遠(yuǎn)。另外，施工人員應(yīng)通過技術(shù)整合嚴(yán)格控制公路平臺(tái)的位移，以確保平臺(tái)的高效性，減少平臺(tái)沉降的可能性。

3.3 加強(qiáng)填土路基的壓實(shí)施工

在進(jìn)行路基填實(shí)的工作時(shí)，施工人員主要可以依靠以下三個(gè)辦法來進(jìn)行施工。

（1）要求施工人員在進(jìn)行施工過程中嚴(yán)格準(zhǔn)守《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》，以此為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范施工。

（2）在施工的過程中，首先要選擇合適的壓實(shí)機(jī)械，其次要嚴(yán)格檢測各項(xiàng)數(shù)據(jù)，控制填土的含水量、松鋪厚度等。從施工的環(huán)節(jié)保障路基的壓實(shí)度。

（3）要成立監(jiān)察部門，專門在每天施工結(jié)束后對(duì)施工結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督以及審核，力求每天的施工內(nèi)容都能夠達(dá)到質(zhì)量。

3.4 軟土路基處理

在公路工程的施工過程中，考慮到地基類型不同，尤其是地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤狀況、水文條件存在較大差異，所以要基于全面的現(xiàn)場勘察結(jié)果，采用合適的地基施工基礎(chǔ)。例如，針對(duì)比較常見的軟土地基引發(fā)的沉降問題，需要通過勘察對(duì)現(xiàn)場軟土層分布狀況、具體土質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，再制定合適的軟土路基處理方案。關(guān)于軟土路基的處理，主要有以下幾種常用施工技術(shù)：其一，換填法。如果公路工程施工現(xiàn)場軟土分布較淺，體量較小，可以直接將軟土全部挖除，再分層由粗到細(xì)填入石料。這種方法的優(yōu)勢在于可以徹底解決軟土路基問題，不過如果軟土體量過大、深度過深，這種方法的經(jīng)濟(jì)性則不夠理想。其二，深層水泥攪拌樁法。針對(duì)軟土層較深、含水量過高的路段，首先需要挖掘排水溝，排除土層中過多的水分。然后，使用攪拌樁機(jī)械在下鉆的過程中將添加有減水劑、固化劑等外加劑的水泥混凝土灌入土層，通過攪拌，讓混凝土和土層發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化，進(jìn)而形成可靠的水泥樁。基于水泥樁，再搭建上部結(jié)構(gòu)，為公路路基提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其三、排水固結(jié)法。該方法主要是在地基中設(shè)置豎向排水井，通過靜壓加載的方式，讓土體內(nèi)水分排出，進(jìn)而促進(jìn)地基沉降，直至穩(wěn)定。該方法主要是針對(duì)分布較廣、深度較深、含水量較高的軟土層區(qū)域。待地基沉降穩(wěn)定之后，再進(jìn)行路基的填筑，可以有效避免該路段發(fā)生進(jìn)一步的沉降問題。其四，強(qiáng)夯法和靜壓法[4]。這種方法適用于土層本身含水量較低、淤泥質(zhì)土含量較低的土壤，通過重力機(jī)械通過沖擊或靜壓的方式，提升土壤密實(shí)度，并達(dá)到排水的目的。

3.5 分層填筑

首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范要求，規(guī)劃臺(tái)背回填范圍及標(biāo)高，并在臺(tái)背回填前，分層壓實(shí)，厚度為15cm，同時(shí)在臺(tái)背左、中、右，需用油漆標(biāo)出每層15cm厚度及回填層數(shù)編號(hào)并由下向上編排序號(hào)，以用于分層厚度施工而標(biāo)尺應(yīng)用紅白相間的油漆涂刷在橋臺(tái)上寬度一般為10cm。其次橋頭路基過渡段應(yīng)采用8%的石灰土進(jìn)行填筑，需從原地面起填筑至路床頂面，同時(shí)施工人員需在取土場整平好土源，按事先計(jì)算好的摻灰量和翻拌深度，采用人工配合裝載機(jī)與平地機(jī)的形式鋪平白灰，然后用挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)將灰土翻拌均勻，并堆起悶灰土1～2d，同時(shí)按照油漆標(biāo)注厚度進(jìn)行攤鋪并整平，u型臺(tái)需注意應(yīng)鋪至2個(gè)陰角，肋板式橋臺(tái)應(yīng)鋪至肋板和柱子四周及錐坡并采用推土機(jī)配合人工粗平的方式，最后再由平地機(jī)配合人工精平。另外為減少與避免橋頭在施工后的跳車問題，過渡段頂部需鋪設(shè)4層鋼塑格柵，并采用鋼構(gòu)件與橋臺(tái)進(jìn)行連接，同時(shí)為減少路基本身的壓縮變形，橋頭、通道兩側(cè)50m范圍內(nèi)的路基壓實(shí)度應(yīng)適當(dāng)提高[5]。

3.6 做好路基路面的后續(xù)完善工作

在其他施工建設(shè)也已經(jīng)完成的基礎(chǔ)上，最重要的問題就是后續(xù)的安全性檢查。首先，安全性檢查的項(xiàng)目應(yīng)該完備。道路的裂縫程度、道路橋梁可承受壓力測試、道路橋梁交界處的安全性以及道路橋梁的滲水能力都要在考量范圍之內(nèi)。其次，編制精確嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)。定期檢查完成之后，要對(duì)安全系數(shù)進(jìn)行評(píng)級(jí)。評(píng)級(jí)的考察必須是綜合性的，根據(jù)上述多方面內(nèi)容進(jìn)行一個(gè)綜合的等級(jí)分類。評(píng)級(jí)結(jié)束后，對(duì)等級(jí)限制內(nèi)的公路進(jìn)行修繕。最后，還要針對(duì)平時(shí)可能出現(xiàn)的問題采取全方位的預(yù)防措施。例如，一旦發(fā)生路面沉降后，要采取應(yīng)急措施引起后續(xù)車輛的注意，不致使加大救援工作量。路基路面沉降引發(fā)的社會(huì)問題和救援過程中的問題有很多，如何解決這些問題才是最關(guān)鍵的[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，公路沉降段施工作業(yè)相關(guān)技術(shù)比較復(fù)雜，關(guān)系到相關(guān)公路施工工程技術(shù)人員、現(xiàn)場施工作業(yè)操作人員及施工作業(yè)建設(shè)原材料等諸多層面的因素，所以，相關(guān)公路施工工程技術(shù)人員在公路沉降段路基表面作業(yè)過程中，必須找到制約施工作業(yè)品質(zhì)的重點(diǎn)因素，采用合理并且行之有效的施工技術(shù)解決方案實(shí)施應(yīng)對(duì)處理。本文歸納了公路工程路基表面沉降原理，給出了相關(guān)解決方案，提高公路工程的品質(zhì)。