高速公路路基沉陷原因及注浆施工技术的应用
周裔聪
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周裔聪,. 高速公路路基沉陷原因及注浆施工技术的应用[J]. 建筑技术学报,20229. DOI:10.12721/ccn.2022.157083.
摘要: 随着我国交通网络系统的不断成熟,我国高速公路的建设里程也在不断增加,为我国人民的交通出行以及行业运输带来了有效保障。而公路的路基沉陷一直以来都是较为常见的问题,对高速公路的结构稳定有着极为恶劣的影响。对此,本文首先将高速公路路基沉陷的常见表现形式进行阐述,并分析其成因。以此来对高速公路路基沉陷的注浆施工技术进行论述。
关键词: 高速公路;路基沉陷;注浆技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157083
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引言:近几年来,我国的高速公路网络系统正在不断完善,覆盖范围也在不断增加。而由于不少公路所在地区的地质条件较为复杂,使得高速公路的路基路段质量难以保障,再加上高度公路的车流量不断增加,使其长时间处于高压状态,以及外界环境、天气变化等因素,导致高速公路的结构稳定性会随着时间推移,而逐渐出现一系列的结构问题,其中路基沉陷就是极为普遍的问题,对于高度公路的使用寿命会带来严重影响。而针对于路基沉陷问题而言,我国常用的处理方式就是注浆技术,通过对路基的加固,从而延长高速公路的使用寿命,并且也具备易操作、成本低等优势,也能够为建筑单位带来有效的经济保障。

一、高速公路路基沉陷的表现形式以及原因

(一)高速公路路基沉陷的表现形式

所谓路基沉陷,指的是在高速公路施工结束之后,由于外界环境或者荷载的影响使得路基出现下沉的现象。其表现形式主要有以下五种。

其一是路基沉降,指的是由于路基本身发生下沉,或者是路基下方的土层承载能力较差而导致路基表面沿着垂直方向而产生的沉降,或者是土层从两侧挤出的现象。

其二是路基沉缩,在高速公路路基施工环节中,如果填料存在问题,或者是路基的填筑施工技术操作不当,没有保证路基的压实度的话,就会导致路基内部存在过湿夹层,导致高速公路在面对过大的车荷载,或者是在较为潮湿的情况下引发路基的沉缩,通常情况下路基沉缩问题在黄土以及高液限黏土的路基施工中较为常见。

其三是地基沉陷,指的是由于公路地基的承载力较差,在路基自身重力以及车荷载的影响下导致地基发生沉陷的问题,不仅会导致公路路面的开裂,也会大大降低高度公路的使用寿命。一般来说,地基沉陷问题多发生于软土路基,以及山区中高填方路段中。

其四是桥头跳车,由于高速公路的路基的变形或者是下沉,导致公路桥梁以及路基顶面也会连带着发生沉降现象,从而形成错台,而如果车辆在这一路段行驶,就会因此而发生跳跃现象,不仅影响了车辆的正常行驶,也会对驾驶人的生命安全造成威胁。

其五是隧道口跳车,与上述的桥头跳车的原理类似,在山区的高速公路隧道口处,由于内外的路基发生沉降而形成错台,导致车辆在经过隧道口是发生大幅度振动的现象。

(二)高速公路路基沉陷的形成原因

首先是路基填料的问题,通常来说,在高速公路的路基施工过程中,如果直接采用结构强度较低的材料,例如冻土或者淤泥等作为填料,那么就会导致路基整体结构的稳定性受到影响,也同样会引发路面质量下降的问题,且在长期高强度车荷载的影响下,也会加重路基不均匀沉降的问题。

其次是路基填筑方式的问题,如果高速公路路基的土质为黄土以及高液限黏土等,具备湿陷性以及低承载力的土质情况的话,就会使得路基的抗剪强度也会相应降低,并很难能够将其路面进行压实。而如果在施工过程中,技术人员没有能够根据实际情况选择合理的填筑方式,那么就会导致不良土质的影响效果进一步发展,使得路基在面对车荷载以及环境影响时很容易出现沉陷问题。

最后是路基土层含水量较高的问题,这也是引发路基沉陷的最主要原因之一,如果当地的降雨量过大,且高速公路的路基排水设施存在问题,没有能够将积水进行及时排出,那么路基就会因为过量雨水的堆积以及浸泡,而使得路基的结构稳定性受到影响,引发路基沉陷。此外,如果高速公路路面已经出现了裂缝,且没有将裂缝进行及时修补,那么在面对降雨天气时,雨水会沿着裂缝缝隙逐渐渗透到路基内部结构之中,并逐渐在内部堆积,也会导致路基土层的含水量增加,提高了路基沉陷问题的发生概率。

二、高速公路路基沉陷注浆施工技术应用要点

(一)前期准备

一般来说,在注浆施工开展之前技术人员需要做好前期准备工作,根据施工现场的勘察情况,全面掌握当地的地质水文条件,以此来确定沉陷土体的相关参数指标。之后,还需要能够取得当地的土质样本,进行严格的室内试验,从而确定当地土质情况,选择出最为合适的水泥浆液,确定注浆的用量以及布孔间距等相关工艺参数,以此来为后续施工作业带来有效保障。此外,施工团队也需要实现建立完善的管理机制,明确各个技术人员的权责,保证施工现场的有序性。

(二)钻井成孔

路基注浆施工需要遵循梅花形布孔的原则,且控制各个钻孔之间的间距,保证水泥注浆能够将土体组构成完整结构。并且技术人员也需要在钻孔过程中,注意对孔洞的防护,并保证布控范围能够覆盖整个路基沉陷区域,避免孔洞因为外力作用而出现坍塌的问题。此外,在施工现场的管理工作之中,针对于钻井成孔的施工管理工作来说,可以利用动态化调整的管理方式,结合现场实际情况进行灵活施工作业。

(三)埋管注浆

首先,技术人员需要利用振动沉管机来将套管安装到注浆孔内,并在水泥原浆之中适当加入一定的速凝剂,将高压注浆机的运行状态进行检查以及调整,从而为后续的注浆操作带来有效保障。其次,技术人员需要采用间隔式的注浆方式来将水泥浆灌入其中,并进行加密注浆操作。最后,在注浆过程中需要对浆液高度以及路面凸起情况进行观察,一旦在其过程中出现漏浆就需要及时暂停操作,并采取相应的措施。

(四)封孔处理

注浆操作完成之后,就需要将孔内的套管拔出,并利用细石混凝土,按照特定的压力组织进行封孔操作。此外,在其施工过程中设备也会残留一定的泥浆,技术人员就需要将其进行冲刷清理,以供后续使用。最后,技术人员还需要进行严格的质量检查,以此来保证施工质量达到标准。

三、高速公路路基沉陷注浆施工技术应用策略

(一)制定完善技术流程

根据上文的技术要点来看,高速公路的路基注浆施工需要准备一系列的材料设备,因此为了能够保证施工质量,施工团队就需要进行全面的现场调查,以此来掌握技术操作所需的资料信息,选择出最具可行性的施工方案,为后续施工作业的质量以及效率带来全面保障。

(二)做好现场管理检查

首先,管理人员需要督促技术人员按照相关规范标准进行技术操作,保证施工流程的有序性。其次,还需要结合施工现场的实际情况以及技术需求,将人力资源、材料设备等进行合理布置,并明确各个技术人员的权责,将现场的作业情况进行全面记录,为现场技术人员做好安全防护,为施工现场带来有效保障。最后,监管人员还需要将各个施工环节的质量水平进行严格检查,如果存在质量问题,就需要根据记录内容进行责任追究,并制定出针对性的处理方案,保证施工质量水平。

四、结语

综上所述,高速公路的路基沉陷问题是威胁着交通安全,影响公路使用寿命的重要问题。因此施工团队需要对这一问题予以重视,结合不同的路基沉陷现象来确定其形成原因,并对当地的地形水文情况进行全面勘查,根据相应的参数来选择合理的水泥浆液以及技术工艺,完善现场施工管理以及质量监管,合理分配材料设备以及人力资源,以此来保证注浆施工质量水平,为高速公路的使用寿命以及结构稳定带来有效保障。

参考文献

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