公路施工项目沉降段路基路面施工技术实践
许帅
湖南映晟交通建设工程有限公司 湖南长沙 410007
摘要:公路是重要的交通基础设施,一旦公路出现质量问题,就会影响运输,还可能会提升发生交通事故的风险,威胁司机以及乘客的生命财产安全。对公路施工项目沉降段路基路面施工技术开展探究以及实践,能够大幅度提升沉降段路基路面施工质量,尽可能减低路基路面出现沉降的风险。本文分析了沉降段的危害以及公路施工项目沉降段路基路面施工的难点,并结合上述内容,对公路施工项目沉降段路基路面施工技术开展了实践性研究,希望能为相关从业者开展工作提供一定的理论依据。
关键词;公路施工;沉降路段;路基路面施工技术
1、引言
公路是我国基础设施建设重要的组成部分,公路将我国城市、农村进行连接,让人民出行、货物运输变得更加畅通,公路质量甚至会对当地经济发展带来重大影响,在过去我国就提出了“要想富先修路”的口号,这足以说明公路建设在国家建设、经济发展层面所具有的重要性。我国幅员辽阔,疆域内存在各种不同地形地貌,部分区域在开展公路施工时存在较大困难,一旦公路存在质量问题,不仅会影响当地居民出行以及物资运输,还会给公路使用者带来生命财产安全。沉降是公路较为常见的质量问题,一旦发生沉降,就可能会导致路面出现裂缝、高低差等问题,带来行车安全,甚至导致公路完全损坏。因此,对沉降段路基路面施工技术开展深入研究,是当今时代施工单位和技术人员必须重视的问题。
2、沉降段的危害
路基路面沉降会导致路面出现不平整情况,一条公路本应该十分平整,但由于部分路基路面出现沉降问题,该区域路面就会出现高低差、裂缝等问题,这会导致车辆在行驶过程中存在严重的颠簸、晃动问题,这不仅会影响行车舒适性,还会带来行车安全问题,一旦司机对当地道路不熟悉,行驶速度较快,在经过坑洼、颠簸路段时就可能会导致汽车失控,引发交通事故。同时,路基路面出现沉降问题,可能会导致路面上存在诸多坑洼,在下雨时坑洼处就会大量积水,这也会严重影响行车安全。
路基路面出现沉降还会严重损坏道路,路面会出现诸多裂缝、坑洼,随着沉降问题不断加重,裂缝也会不断扩大,甚至引发路面断层等问题,此时为了避免交通事故,相关单位会直接停用该道路,并对道路开展修缮工作,这会导致国家资金多次支出,造成国家资金浪费。路基路面下沉还可能会对周边建筑物以及地下管线造成破坏,这会对周边居民的正常生活带来影响,对这些结构开展修缮工作又会带来大量资金支出,使得资金遭到浪费。
3、公路施工项目沉降段路基路面施工的难点
在沉降段开展路基路面施工存在诸多难点,沉降段存在地质结构不稳定或是土壤较为松软等问题,如果没有高质量的处理土壤,就可能会引发沉降问题。同时,水文、气候、荷载等因素,也可能会引发沉降问题,因此,工作人员在开展施工之前,需要对当地自然情况开展深入研究,这才能设计合适的施工方案、使用正确的施工技术,避免引发沉降问题。
S317鼎城黄土店至花岩溪公路工程一标段位于湖南省常德市,处于湖南省北部、洞庭湖西侧,当地以山地、平原地貌为主,常德市东部地区存在间歇性沉陷问题,该区域地形地貌为平原,属于流水堆积平原和湖积平原,土地较为松软,是十分明显的软土基层,并且土壤下方地下水较为活跃,在该区域修建大型建筑需要格外重视沉降问题。常德市属于亚热带湿润季风气候,雨量较为充沛,并且周边遍布河流、湖泊,该地区年降水量达到1200—1900毫米,当区域内出现大量降雨时,河水流量会大幅度提升,湖水面积也会有所提升,地下水活跃度也会大幅度提升,并且大量雨水进入土壤,会导致原本就松软的土壤进一步软化,这会进一步提升沉降风险,这给项目施工带来了诸多困难[1]。
软基处理是沉降段路基路面施工的重难点内容,目前对软基处理的方式较多,在选用处理方法时,施工单位一定要保证软基处理质量,确保其强度能够满足路面施工要求。一旦施工出现问题,就可能会导致软基难以得到高质量处理,当公路承受较大负荷,同时还受到自然界影响时,基层就可能会出现沉降问题。在目前的软基处理方法中,硬化、填充是最简单、便捷的处理方法,但该区域由于存在一些地下溶洞,这就需要利用钻孔注浆等方式来处理地下溶洞,解决地下河问题,改善整个地面的荷载情况,这给施工带来了较大困难,一旦处理不当,就会出现消耗大量资金,但无法改善软基问题的情况。
在开展软基处理工作时,压实工作是十分重要的内容,也是施工的难点之一。在施工中,时常会出现台背填土压实度与设计要求不相符的情况,这也是导致路基路面出现沉降问题的重要因素。一旦压实工作未达标,公路在使用时就会较为容易出现土基塑性变形问题,这就可能会引发差异性沉降现象,影响路面平整度[2]。
4、公路施工项目沉降段路基路面施工技术实践
4.1做好前期准备
在施工开始之前,要做好前期准备工作。施工单位应派遣工作人员到鼎城区施工区域对当地土壤结构、水文、气候等因素进行深入考察,充分考虑土壤、施工、环境等因素对路基路面施工带来的影响。工作人员应该按照沉降标准,对当前区域路基进行分级,目前沉降标准可简单分为四个等级,轻微、低、中、高,施工人员应根据沉降等级来选择不同的软基处理方式和道路施工方式,在不影响施工进度、不额外提升施工成本的情况下,高质量地完成公路施工工作。
当地区域是十分明显的软土,且地下水较为活跃,同时雨水充沛,土壤十分容易受到雨水影响。该工程为三级公路,设计时速为30公里/小时,路面为沥青混凝土。结合上述内容,施工单位可以将该区域沉降等级分为“中”,这代表路面结构层产生的附加应力较大,可能会对路面结构造成破坏,需要采取对应措施来降低路面沉降量[3]。
在开展前期准备工作时,还应该做好材料、设备等准备。材料也会对沉降问题带来影响,在选择材料时,施工单位应选择性价比较高的材料,在购置材料时应要求商家出具材料合格证以及检测合格证。在收到材料后,还要对材料开展检测工作,一旦材料无法通过检测,则应立刻退回,并购置合格的材料,不合格的材料不允许在施工中使用。同时,施工单位要根据软基施工方法来提前准备设备,在本项目中,计划采用注浆方式来强化基层,因此,施工单位大量准备了钻孔设备,以保证后续钻孔工作能够顺利开展。由于需要开展钻孔注浆工作,因此,在施工之前,还需要结合地质、水文等数据,合理地设置注浆孔位。本项目根据基层情况,在“中”沉降等级区域采用钻孔注浆方式强化基层,在“低”沉降等级区域,采用压实方式强化基层。在勘察后,施工单位在K0+000-K5+300地段周边布置注浆孔,所有注浆孔均使用110mm钻头进行施工,在钻至老土层后,再将钻头更换为90mm钻头继续钻孔,注浆孔纵横间距为1m,钻孔深度约为13m,在道路两侧各布置一排注浆孔,以确保注浆质量。
在施工之前,还需准备压路机等设备,以确保压实工作能够高质量完成。该项目使用双钢轮压路机,吨位为15吨,该压路机两个钢轮能够同时工作,压实效果较为均匀,能够有效提升基层的平整度和密实度,不仅在路基压实阶段能够使用,还能在沥青路面施工阶段使用,且15吨压实也能满足三级公路路基压实需求[4]。
4.2施工技术要点
4.2.1利用注浆强化路基
该项目对路基采用压实和钻孔注浆方式进行强化,其施工要点也有着一定差异。在钻孔时,一定要严格按照布置孔位开展钻孔工作,所有孔深、孔径要与设计完全一致,在钻孔过程中,应不断监测钻孔情况,一旦出现偏差,应立刻对其调整。在成孔时,开孔口径应不小于110mm,终孔孔径则不应小于90mm,在钻孔过程中,由于该区域土壤较软,且富含水分,因此可以不用注入清水,在钻孔时,应使用套管,以免出现塌孔情况,保证成孔清洁度。在开展注浆工作时,采用单管注浆法,在确保钻孔清洁后,将高压胶管与注浆机连接,随后将搅拌好的水泥浆泵入注浆孔内。在注入水泥浆后,应等待通气管内的少量水泥浆液完全流出后,在密封通气孔。在注入水泥浆时,一定要严格按照操作手册开展工作,工作人员要监测注浆机压力,保证注浆压力从小到大,注入的水泥浆则要保证由稀至浓。在注浆压力达到2-2.5MPa时,就要稳住注浆压力,保持至少20min,一些重点孔位,其注浆压力应达到3.0MPa。在施工过程,如果发现注浆孔出现回填土冒浆情况,则应该立刻停止注浆,并对注入的水泥浆情况进行观察,当发现水泥浆达到初凝状态后,方可再次对该钻孔开展注浆工作。在注浆完成后,当确定水泥浆达到初凝状态后,就可以拔出孔内套管和筛管进行循环使用,这能有效节省施工成本[5]。
4.2.2做好路基压实工作
在开展土质路基压实工作时,应遵循“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠”的原则。在碾压时,压路机应从路基边缘向中心开展压实工作,压路机轮外缘应与路基边保持一定的安全距离,压路机的速度应低于4km/h。在压实土基时,要向土基内添加一些辅料,以提升土基强度,当软基承受较大压力后,会逐渐下沉,此时就需要向土基内添加碎石、板材等,以提升基层强度和承载力。由于该区域沉降等级为“低”,因此无需换土,只需要添加部分土壤、碎石,并开展良好的压实工作,强化基层强度,让其能够满足道路施工需求即可。在开展压实工作时,应该避免在压实区域停放设备、车辆,也不应堆放杂物和材料,以免对压实质量带来影响。
4.2.3强化路基排水性能
在施工时,还要对排水设施开展优化。本项目所在区域雨水较为充沛,因此一定要设置足够的沟槽和排水管,以免雨水集中在沉降段,导致雨水不断对基层进行侵蚀,提升出现沉降问题的概率。在施工中,由于地下水距离基层较近,施工单位还要通过钻孔注浆的方式来填充地下溶洞,并排出地下水,以免地下水对基层不断侵蚀,影响基层强度和承载力,引发沉降问题。在部分需要填料的路基中,需要选择含水量较少、渗水性能较强的材料,本项目中选择砂石、碎石作为主料,为了节约成本,在部分区域还投入了施工废料,这不仅能解决施工废料处理问题,还能有效提升路基强度和承载力。在靠近湖泊以及河流的区域,由于存在诸多淤泥,施工单位需要将淤泥全部挖掘,随后填充强度较高的土壤,之后再开展压实工作,这才能确保路基强度满足施工要求[6]。
4.3施工检验控制
在完成注浆和压实工作后,还应对施工效果开展检测工作。在本项目中,注浆深度应为6—13m,在完成某一区域的注浆工作后,就要开展注浆效果监测工作。工作人员应随机抽取3—5个注浆孔开展抽芯检测,在检测时,检测内容应包含地基土层胶结情况、地基承载力评估、注浆封孔状况等。
当所有注浆工作完成后,就要开展沉降观测工作。施工单位需要利用地表型沉降计对地表沉降量开展观测,工作人员需要观测地表的水平位移量、隆起量等数据,当实际沉降量低于计算沉降量时,就说明防沉降措施发挥了良好作用,有效降低了路基路面的沉降量,有效提升了公路工程的使用寿命,降低了出现沉降问题的风险。但如果实测沉降量高于计算沉降量,则说明沉降措施应用不佳,此时就需要重新检查注浆及压实情况,找到影响沉降措施的原因,及时对问题进行解决。如果无法找到问题,则需要重新开展防沉降施工,以确保公路施工项目质量[7]。
5、结论与展望
沉降段路基路面施工存在诸多难点,在施工之前,工作人员需要对当地气候、土壤、水文等内容开展深入勘察,随后结合道路施工要求,来选择适合的技术,这样才能避免道路尽可能不会受到软基、降水、地下水、河流以及湖泊的影响,出现较为严重的沉降问题,影响路面平整度以及道路寿命。在开展施工时,工作人员要结合多项数据信息,对沉降段开展良好的沉降等级划分,并根据等级选择不同的施工技术,在保证施工质量的情况下,应尽可能考虑成本、施工效率等问题,避免出现成本过高,或是施工效率过低问题,以免对企业经济效益带来较大影响。同时,施工企业还要对沉降段路基路面施工技术开展深入研究,确保面对不同情况,能够高质量地应用不同的施工技术,这对于保障施工质量,推动我国基础设施建设,促进施工行业发展有着良好帮助。
参考文献:
[1]刘华.道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2023(012):000.
[2]王素霞.探讨市政道路桥梁工程中关于沉降段路基路面的施工技术[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2024(002):000.
[3]张大明.市政道路施工中的沉降段路基路面施工技术[J].建材发展导向, 2023, 21(6):157-159.
[4]梁国潇.道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术研究[J].运输经理世界, 2024:93-95.
[5]魏亚布.道路桥梁沉降段路基路面施工技术的实践与探究[J].建材发展导向, 2024, 22(1):71-73.
[6]张黎杰.市政道路桥梁工程沉降段路基路面施工技术分析[J].Urban Architecture & Development, 2023, 4(2).
[7]汪元庆.浅谈市政道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术[J].工程建设(维泽科技), 2024, 7(8):138-140.