李巖、毛新玲
(五蓮縣公路事業發展中心,山東 日照 262300)
民眾的日常出行和貨物運輸離不開公路工程建設,因此公路工程的建設質量直接影響著民眾的日常生產生活及區域的經濟發展。在公路工程建設規模不斷擴大的時代趨勢下,需要進一步保障公路工程的施工質量和效果。但目前,公路工程的施工質量很容易受到不良路段路基穩定性的影響。如果不良路段的路基得不到進一步加固,公路工程投入使用后的穩定性和安全性就會大打折扣,從而提高公路交通安全事故的出現概率。為了解決這一問題,施工企業需要優化不良路段路基加固的處理策略,使用更具有針對性的加固處理方式,以解決不良路段路基穩定性和安全性不足的問題。
在公路工程施工過程中,首先要完成的任務就是加固路基。不同路基所使用的加固方法也各有不同,因此施工企業需要在路基施工之前通過實地勘察等方式鑒別目標施工地點的路基類別,選擇最為適宜的施工手段進行后期路基加固作業。尤其是對不良路段路基的處理,慎重選擇路基加固方式,以確保路基的平穩性能夠達到既定標準,減少危險事故發生的可能性,從而使路基的質量得到進一步提升。
在不良路段路基加固過程中,由于目標施工地點具體路段情況存在明顯差異,因此施工企業選擇使用的路基加固方式也各不相同。目前,較為常見的路基加固方式有三種:第一種是使用坡面加固防護的方式來改變原有路基性能,第二種是使用濕弱地基加固的方式來改變原有路基性能,第三種是通過支擋防護的方式來改變邊坡的穩定性。在坡面加固防護過程中,施工企業需要盡可能地保障路基邊坡在使用過程中不受外部環境因素的影響,確保其自身性能不會因外部環境因素而遭受破壞。因此在具體防護加固過程中,施工企業可通過在目標路基地段種植花草的方式來進行防護,或是通過在邊坡表面砌漿砌片的方式來進行工程防護,以進一步改進與完善路基邊坡,降低路基工程建設對公路工程建設質量的影響。此外,邊坡支擋也是一種路基加固的重要方法,施工企業可通過設置擋土墻或后面墻等方式來進行必要的防護,從而使路基的穩定性得到提升。
在公路工程施工過程中,為保障施工質量,需要在工程設計階段,花費更多時間和精力來商討后續施工的可行性。如果設計方案與目標施工地點的實際情況不符,公路工程的施工質量很容易受到影響。在具體的設計環節,技術人員應將工作重點放在斷面設計環節。如果技術人員沒有切實考慮路面邊坡的設計效果以及斷面的尺寸,公路在投入使用后很容易出現排水不暢的問題,倘若水分長期滯留在公路路面,很容易對路基產生侵蝕影響。
除此之外,若沒有對路基防護和加固問題進行全面考慮,也未能對路基填充材料進行詳細說明,路基質量就很難得到保障,可能會導致公路工程路基加固建設出現各類問題。
在具體的公路工程施工過程中,缺乏對路基施工階段進行嚴格的管理監督,會直接影響后續的公路工程施工質量。因此必須保證現場監管工作的持續開展。但由于公路工程的施工周期十分漫長,參與公路工程的施工人員結構也較為復雜,因此施工企業很難從整體出發,對公路工程施工的各環節、各流程進行精準把控,以至于在具體的公路工程施工過程中,很容易出現違規操作等問題。
譬如,在具體的路基施工過程中,如果施工人員未能進行必要的分層填充,或是未按照既定的施工圖紙來進行施工操作,最終的路基質量很容易受到影響。又如,施工企業在路基回填過程中,未嚴格對回填材料的質量進行監管,就容易影響路基強度,最終導致公路在投入使用后出現沉降或開裂等問題。
大部分公路工程的建設規模都比較大,因此具體工程的涵蓋范圍存在明顯的跨區域特征。而不同區域的基地,其地質條件存在明顯差異,如果使用統一的公路工程建設方式對不同路段的路基進行施工建設,很容易導致出現質量方面的隱患。譬如,有些路段的地質較為疏松,在這種情況下需要使用換土回填或軟基處理的方式加固地基,否則地基在投入使用后,很容易出現壓縮沉降或位移現象,進而直接影響公路工程的使用質量和效果。又如,在某些路段施工過程中,需要穿過山谷,在這種情況下,施工人員需要進行填方處理,但由于填方回填量呈現出由谷底到兩邊逐漸減少的趨勢,因此地基很容易出現不均勻沉降的問題,如果這一問題無法得到解決,最終公路工程的施工效果也會受到影響。除此之外,在路基施工過程中,還容易受到外部天氣變化的影響,如果地基施工時正巧遇到強降雨天氣或降雪天氣,地基出現不均勻沉降現象的概率就會大幅度提升。
在具體的路基回填過程中,如果施工企業所使用的回填料本身并不具有足夠強度,即便進行了路基回填,路基出現局部沉降的問題仍然無法得到有效解決,路基的穩固性也無法達到理想標準。
為了讓路基加固的效果更為理想,在加固工作開始之前,施工人員需要根據目標施工地點的實際情況,進行路基沉降量的基本判斷。路基沉降類型有三種,分別是主固結沉降、次固結沉降和瞬時沉降。相比較次固結沉降和瞬時沉降來說,主固結沉降占比最大,通常會占到總沉降量的50%以上。因此在計算沉降量的過程中,需要全面收集各類參考數據,計算出施工后沉降量的具體數值。在數據計算和預測過程中,需要全面考慮土壤結構方面的問題,否則會影響最終計算數據的精準程度。而在瞬時沉降量的計算過程中,需要切實考慮土壤的剪切變形情況,如果土壤側向擠出問題較為嚴重,極容易出現附加沉降問題。因此在具體的計算過程中,要在建立固結沉降的基礎上,全面應用修正系數,來得出瞬時沉降量。
為了讓路基加固質量達到理想狀態,施工人員在判斷路基沉降量的過程中,還需要進一步明確路基的預壓時間。此后在既定工期和預壓時間內,結合當前已經產生的沉降量完成對未來具體沉降數據信息的預測工作。
針對不同目標路段的不良路基加固策略會存在一定的差異。如果目標加固路段處在溶蝕裂隙區,施工人員就需要通過強夯處理的方式加固地基。雖然這類加固方式在公路工程的施工過程中并不常見,但其能起到的效果卻是十分明顯。在強夯處理法的使用過程中,施工人員可利用動力固結原理進行重錘夯擊,通過夯擊過程中產生的動應力,改變土層的力學性能,提升土壤強度,解決土質壓縮性問題,從而降低不均勻沉降現象的出現概率。
在這一過程中,施工人員需要進一步提高土層密實度,爭取讓黏土形成封閉性能更加良好的隔水層,以降低地下水滲入路基的概率,減少溶洞二次發育的可能性。在這一過程中,施工人員需要通過重錘夯擊的方式來敲打淺層洞穴,盡可能在短時間內擊穿洞穴頂板,這是一種消除坍塌隱患的重要方式。在強夯處理的過程中,土層和巖體之間會形成質地較為良好的硬殼層,該類硬殼層能夠滿足公路投入使用后的荷載要求,使公路投入使用后的穩定性和安全性得到進一步提升。在強夯處理過程中,施工人員還需要完成關鍵數據信息的記錄工作,如表1 所示。

表1 強夯處理信息登記
質量控制工作,也是不良地基加固過程中需要考慮的。為了讓加固效果更加理想,在地基加固之前,施工企業需要進行場地整平,并通過完成排水和清理工序,保障目標場地內的清潔度和平整度。與此同時,施工人員還要進一步控制地基加固深度并完成各方面的檢測工作,合理控制夯沉量和夯點基數。如果在檢測過程中發現異常現象,需要及時采取措施,修正原有的技術參數。如果在夯擊過程中產生了大量的浮泥,施工人員需要及時完成浮泥的清掃工作,否則很容易影響到后續工序流程的推進。如果目標加固地基容易出現塌陷問題,施工人員需要盡可能地選擇級配良好的砂礫材料進行夯坑置換,這也是提升地基加固性能的重要方式。
換填處理法也是不良地基加固過程中經常使用的方法。在換填處理過程中,施工人員需要確認路堤高度是否在2m 之內,路堤高度超出了2m 則不能使用這一換填處理方式。在具體的換填處理過程中,需要控制挖除深度,確保挖除深度在60~80cm 之間,并在確定挖除深度后,選用滲水性能較為良好的天然砂粒或風化砂來充當換填材料,以此確保換填材料的功效得以充分發揮。在具體換填過程中,施工人員需要將每層高度控制在30cm 左右,并按照分層填筑原則使用材料。在該項工序完成后,需要及時進行碾壓,使地基快速成型,以此全面提升地基的承載力。
如果地基土層中的水分含量超出了額定標準,地基土層的土質就會變得十分疏松,地基承載力也會因此受到影響。因此,在不良地基加固過程中,施工企業可適當采用排水固結法來堆載土層,并通過在地基土層上施加荷載的方式排出地基土層中的水分,使地基土層的密實程度進一步得到提升,從而順利實現地基加固的目標。排水固結法原理如圖1 所示。

圖1 排水固結法原理圖示
需要注意的是,排水固結法的使用具有一定的局限性,只有在天然沉降層和人工填土層中,才能夠使用這種方法。并且排水固結法的具體使用效果容易受到其他方面因素的影響,如在使用這類方法的過程中,如果預壓荷載力存在變化,最終的排水效果會受到影響。此外,地基土層本身的特性也會影響排水固結法的最終效果,這些都是施工企業在使用排水固結法的過程中應當考慮的問題。
總而言之,在公路工程施工建設的過程中,需要優化不良路段路基的加固方法,以此提升路基的穩定性和安全性,降低路基出現沉降現象的概率,提高公路工程質量、延長公路工程使用壽命,使公路工程的使用安全性得到進一步保障,從而推動我國公共交通事業不斷發展。