公路大中修工程中路基下沉的处理与预防
2021-04-12邵统政
邵统政
(邳州通达公路养护有限公司,江苏 邳州 221300)
公路路基下沉问题严重影响交通的正常运行,会一定程度降低公路的整体稳定性,很容易导致车辆跳车现象,严重时还会导致交通安全事故发生,威胁司机和乘车人员生命和财产安全。根据相关实践,路基下沉问题主要是由自然和人为因素引起的,包括雨水侵蚀、交通拥堵造成的道路损坏以及施工质量把控不严埋下的隐患等。这就要求有关部门加强对路基下沉的处理和维护,提前做好预防措施,提高道路质量,有效预防道路出现该问题,确保车辆行驶安全。
1 公路大中修工程中路基下沉概况
随着公路的大规模建设,每年因为公路路基下沉造成的经济效益和社会效益损失居高不下,也使公路大中修工程量不断增加。公路工程在建设过程中难免会遇到沟塘、邻水、高填方、软弱地基等情况,这些情况都需要我们严格按照公路工程设计和《公路路基施工技术规范》相关要求进行施工。但不是所有项目都能严格做到按标准施工,因此也为路基下沉埋下了隐患。随着时间的流逝,公路路基下沉或局部沉降问题日益凸显,特别是交通流量大的重载交通道路,在沟塘回填、软弱地基处理、高填方等路段下沉问题更加突出,不仅降低道路的使用寿命,而且严重威胁通行安全。在公路大中修工程中,路基下沉通常有三种情况:路基的整体或者局部下沉、路基的纵向或者横向开裂(例如路基下沉导致跳车现象)、因路基下沉导致边坡失稳[1]。在上述三种情况中,路基的纵向或者横向开裂会降低道路的稳定性和耐久性,尤其是在多雨季节,当道路的日常养护不到位时,裂缝处会逐渐受到破坏,破坏的速度和范围会陡然上升,导致发生交通事故的风险增加;边坡失稳则会使路面失去使用功能[2]。这些不同形式的路基下沉问题不同程度地影响了道路的正常使用,并造成了巨大的损失。
2 公路大中修工程中路基下沉的原因
2.1 雨水侵蚀
公路的路基下沉主要是由自然和人为因素引起的,而雨水侵蚀是主要的自然因素之一[3]。在多雨地区,总降雨量很高,导致大量雨水在地表和土壤中积聚。如果地表水不能及时排出,在路面破损处将会造成雨水下渗,使得路基水毁下沉。另外,地表水大量聚集、漫流会继续侵蚀路基,引起路基松动、滑坡等问题。为了有效应对雨水侵蚀和保持路基稳定,需要采取设置拦水带、截水沟、排水沟、渗沟等有效措施及时排除路基地表及地下水,降低雨水侵蚀造成路基下沉的风险。
2.2 超载车辆碾压
超载车辆碾压也是引起道路路基下沉的重要原因。随着运输业的迅速发展,车辆的数量和承载能力在不断增加,尤其是大型运输车辆,为了满足城市发展的需求,运输车辆的负载远远超过了道路所能承受的负荷。通常许多大型运输车辆为提高运输效率和经济效益更是会严重超载,众多严重超载车辆频繁行驶在同一路段,路基下沉、塌陷等问题在所难免,大大降低公路的使用寿命并影响正常交通[4]。
2.3 施工不利因素
随着交通需求的迅速增长,公路作为交通基础设施常常处于超负荷使用状态,因此,对公路项目的设计、施工和养护提出了更高的要求。在公路大中修工程项目中,往往只是为了修而施工,坏哪里修哪里,缺乏整体系统的概念,同时设备条件尚不完善,人员素质参差不齐,这些又为后期路基下沉等问题埋下了隐患[5]。比如,在解决排水问题时,没有严格按照设计要求做,导致排水不畅、不彻底等诸多问题,从而进一步导致路基侵蚀、下沉等施工质量问题出现。
3 公路大中修工程中路基下沉处理办法
路基下沉是公路使用期间较为常见的现象,是受众多因素影响而产生的,因此,在对公路进行维护的过程中,要采取必要的措施来避免路基下沉问题的出现,力求一定程度提升公路整体质量,更好地为通行车辆提供一个良好的行车环境。
3.1 下沉路基进行换填
只有采用有效的方法解决公路大中修项目中的沉降问题,才能以最小的成本取得良好的社会效益。对于公路大中修工程中的软弱地基、下沉面积较大较深的路段,可使用换填方法以增加车道路基的强度和整体性,并避免进一步的下沉问题。首先,经过机械设备和施工工人的有效配合,将软弱、损毁路段路基进行反开挖并预留台阶,通过回填优质填料并层层压实,最大限度提高路基强度和整体性,在此过程中,压实厚度和压实度是关键控制因素,特别是压实度,必须更加严格控制。这样,经过换填后的路基能够有效避免再次下沉,更好地发挥社会效益。
3.2 压浆法
对于路基下沉初期或下沉情况轻微地段,为防止后期出现较大范围和更严重的路基下沉问题,最好采用压注水泥浆方法进行处理。通过压浆处理,使路基下软弱、松散、破坏的土层土壤颗粒胶结成一个整体,形成具有新结构、高强度、高性能防水和高稳定性的“石体”,可以有效减少路基下沉、塌陷。在压浆施工过程中,要重点做好以下几方面工作。
3.2.1 布孔
(1)布孔位置
为了满足路基的强度要求,孔的布置应考虑到压浆的特性、土质和其他因素,确保充分发挥压浆效果。在施工现场,根据路基高度、填挖状况、路基下沉特征等情况合理确定压浆孔位置,以压浆均匀、充分、不漏浆为佳。
(2)孔深及孔数确定
根据原路基施工时的原始记录,估算路基孔隙率,通过试验测定压浆量,然后确定钻孔数量。如果需要全幅灌浆,应采用等距离梅花形方格网布孔,孔深以确保路基的全部软弱、松散、破坏土层能够得到充分处理为宜,孔距一般以2.0~2.5 m为宜。
3.2.2 钻孔
为了确保道路原始结构不被损坏,在保证顺利压浆的前提下,孔的直径大小应适中,切勿过大,每个压浆孔在钻进过程中要确保连续钻进,并且要保证孔的垂直度。钻孔的顺序一般按照由路基的外侧向内侧、由低处向高处的顺序进行,成孔后及时清除孔内渣土,为压浆做好准备。
3.2.3 压浆
压浆的主要控制内容是注浆压力、水泥浆配合比和操作程序。其中,注浆压力是保证灌浆质量的重要因素,如果压力过低,则浆液不会在预期范围内流动,并且扩散范围会很小,这很容易形成空白区域;如果压力过高,则会损坏道路的原始结构,破坏路面或边坡,从而导致泥浆沿着薄弱部分涌出,无法达到流通灌浆的目的。因此,注入压力应通过现场测试确定,严格把控好注浆压力的大小问题。
3.3 地表侵蚀水的处理
针对由自然原因引起的下沉问题,特别是由地表水侵蚀引起的下沉、滑坡等问题,首要任务是预防和有效处理地表侵蚀水。可以通过修建拦水带、泄水槽、边沟等设施有组织地迅速排除地表水,一方面可以有效防止路面地表水的冲刷侵蚀;另一方面还可以防止路面积水渗入道路,从而造成路面的长期破坏。边沟宜与路线平行设置,并且保持适当纵坡,充分结合实际地形地貌,利用既有沟河体系快速排除积水,以防止由于处理不当而引起的水流阻滞。如果发生不可避免的转弯情况引起的水侵蚀,可以采用弧线设计,设计的半径应大于10 m,以提供最佳的排水效果;不采用弧线设计时,则可以通过扩大排水间隙的侧向间隙和纵向倾斜度来实现相应的排水效果。
3.4 地下侵蚀水的处理
地下水引起的公路路基侵蚀下沉的主要处理方式是实现地下水的有效处理或通过降低地下水位来解决地下水侵蚀问题。暗沟、渗沟、渗管是解决地下水问题的有效设施,这些排水设施的设置位置要尽可能选在地下水汇集处,以便充分提高排水效率,达到良好的治理效果。地下水的排水设施要严格按照要求进行施工,特别是反滤层的设置,容不得半点马虎。反滤层失效会导致土壤颗粒不断流失,反而会加剧路基破坏程度。因此,对地下水的处理,不仅思想上要十分重视,施工中更要严格按照设计进行。
4 公路大中修工程中路基下沉预防措施
在公路大中修施工中,不仅要做好路基下沉的处理,更好做好预防路基下沉的工作,否则不但既有下沉问题得不到彻底解决,还极易引发公路路基再次下沉,阻碍公路使用功能的充分发挥。基于此,为更好地解决路基下沉问题,还应切实做好一些预防措施。
4.1 加强边坡的防护
为了有效地防止公路路基的下沉,有必要加强边坡的保护处理举措,防止道路的破坏,并减少雨水对路面的侵蚀。通常边坡的防护方法有两种:一种是种植保护植物,在道路两旁种植大量固土植物,借助其牢固道路两旁的土石,避免雨水侵蚀导致路基下沉;另一种是加强边坡坡脚保护,这主要是为了减弱雨水对边坡地基的侵蚀,在必要路段采用砌筑挡土墙、现浇混凝土挡土墙等防护措施,能够有效避免出现边坡失稳现象,从而避免路基下沉、滑塌等问题出现。此外,临水路基更容易出现路基下沉问题,在邻水一侧修建好路基边坡的防护设施更是十分必要,以此减少路基受到周围水的侵蚀,避免和减少路基下沉问题出现。
4.2 加强施工质量的管理
公路设计施工的质量优劣直接关系到公路整体质量,目前,我国的公路建设和设计仍在发展中,施工人员技术水平参差不齐,建设质量难以保证,这一定程度增加了公路路基下沉的隐患。为了有效防止路基下沉,相关部门有必要不断加强公路施工管理,不断提高公路建设质量。首先,在公路建设招标中,必须严格遵守招标标准,选择资质优、信誉好、水平高的设计和施工单位。在公路设计阶段,必须严格做好各项设计工作,以确保设计方案的科学性、合理性,不断优化提高设计质量。在公路施工阶段,施工单位要全面强化质量意识,施工中的细节处理要特别重视,不放过任何一个质量隐患,严格从施工工艺、原材料、施工力量配备等方面把控施工质量,特别是路基处理问题,要有科学的处理方案并严格执行,确保路基的强度和稳定性,避免出现路基下沉问题。
4.3 加强路政管理
汽车超载给公路带来了巨大的负担,这无疑是造成公路路基下沉的主要原因之一,因此,有必要加强路政管理,避免超载现象频繁出现。做好路政管理工作可以从以下方法着手:第一,强化信息化治超手段,精准治超,防止超载车辆大面积、频繁行驶于某一路段导致路基下沉问题快速出现;第二,加强巡查管理,加大对违规占用车道问题的处理力度,避免车道被占用后通行车辆从单一车道行驶造成路基过早疲劳破坏、下沉;第三,加强信息共享,路政管理部门在日常工作中对公路的运营状况比较熟悉,在公路大中修工程施工前可以提出更好的意见和建议,以便业主单位对重点路段能够特别强化质量标准,避免或延缓路基下沉问题出现。
5 结语
公路大中修工程施工中,路基下沉是公路交通中的主要问题,对交通的正常运行产生重大影响。为了确保路基的质量,本文从导致路基下沉问题的自然因素和人为因素两方面分析,充分认识到做好公路路基下沉的处理及预防工作的必要性和重要性。在实际工作中,要结合当前研究的新方法、新技术更好地解决公路大中修工程中路基下沉的问题,要以务实的心态、科学的施工工艺、切实有效的预防措施保证各项工作顺利开展,为交通事业的发展、为更好地发挥公路社会服务效益贡献力量。