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[摘要]路基施工是建設高速公路的基礎與關鍵,易發生滑坡的路段由于其地質結構的特殊性,往往對于路基施工的施工水平和施工質量有著較高的要求。此外,路基施工關系到高速公路的質量與使用壽命,對高速公路的收益與后期維護費用息息相關,特別是滑坡險情等易發地段,更是需要嚴格要求路基施工,保障高速公路的長久使用。本文試圖通過分析高速公路滑坡易發的原因,針對性地對相應的原因進行解決,為易發生滑坡路段的路基施工提供有效解決滑坡問題的方案。
[關鍵詞]高速公路;滑坡;路基施工;方案改造
引言
高速公路是我國陸上交通運輸系統的重要組成部分,是維持我國物資、材料和人員順利運輸的關鍵,對我國的經濟發展和人民生活有著重要的作用。然而,由于我國地質的特殊性、地貌的多變性和人員施工的差異性,往往導致高速公路施工質量參差不齊。特別是路基施工,有調查顯示,部分地區的路基施工效果較差,且施工之前的地質測量不完善,未充分考慮到不同地段的地質特點而因地制宜,改變施工方案和施工手段,導致所建設的高速公路工程常常難以達到預計的施工壽命,使用途中也經常發生各種問題,需要投入巨大成本進行日常維護和險情發生后的維修。所以,提升高速公路施工的整體水平,尤其是易發生滑坡、塌方、落石、地震和其他天氣原因導致事故的路段的施工水平,是提升我國高速公路整體水平、使用壽命和施工能力的關鍵所在。筆者通過對路基施工和滑坡原因進行分析,進而提出有針對性的改良措施,從而高效地完成針對高速公路滑坡問題的施工方案改良任務[1]。
1高速公路路基施工工程簡介
我國的高速公路路基一般為填方路基,常常使用水平分層填筑法,或者采用縱向分層填筑法與水平分層填筑法相結合。填方路基的施工一般按照三階段、四區段、八流程的順序進行施工安排。三階段指:準備階段,施工階段和整修驗收階段;四區段指:填土區段,平整區段,碾壓區段和檢測區段;八流程指:施工準備,基底處理,分層填筑,攤鋪平整,灑水晾曬,碾壓夯實,檢測和路基整修。準備階段主要完成施工的準備工作和基礎的測量與規劃工作。在準備階段需要完成導線、中線和水準線的測量,確定坡腳和邊溝護坡道的位置等,同時要完成設計圖紙的實際確認,做好施工過程中的物料準備和人工準備等工作。施工階段則是按照具體的施工方案,采用水平分層填筑法來完成路基的建造。按照水平分層填筑法的要求,施工過程中應當將填筑材料一層一層地進行填筑和壓實、碾平,同時,為了確保效果,每次壓實之間需要有1.2-1.5米的重疊,以確保所壓實的地方不會在不同填壓路徑之間存在縫隙或其他原因會導致膨脹與水膜等產生。如果遇到坡度較大的地方,則應當采用縱向分層填壓的方法進行施工,但應當注意當達到較高層數時仍應當按照水平分層填筑法來進行施工。在施工過程中,對于填方物料的選擇,應當嚴格考證施工所在地的天氣情況與水文特征,如果地基底層存在水淹可能,或者地下水滲透情況較嚴重,則應當采用水穩性好的土質進行填方,同時也要注意不同層之間的過渡,防止因為天氣原因導致層與層之間產生水膜,進而導致膨脹等情況發生,影響路基施工質量[2]。在施工階段,應當嚴格完成基底處理,分層填筑,攤鋪平整,灑水晾曬,碾壓夯實這六項流程,確保所建造的路基都能符合要求。在最后的整修驗收階段,應當嚴格按照國家標準和工程驗收規范開展進行驗收工作,確保驗收工作符合要求。工程驗收是工程質量的最后保障,應當充分發揮其保險絲的作用,采用科學的驗收方法,確認其檢驗成果能夠代表工程的真實質量和水平。此外,要嚴格把關,確認路基工程不存在缺陷與工程隱患,如果存在而未被檢測出來,則會嚴重影響后續的工程開展。對于驗收過程中發現的問題,應當予以足夠的重視并且立即進行整改,要確保路基施工結果能夠高標準完成驗收任務,從而為后續工程的展開打下堅實的基礎。
2滑坡簡介及成因分析
滑坡是指斜面上的巖體或者土體因外力原因而造成的整體滑落現象。滑坡的發生一般需要有一定的外力作用,外力因素包括地震、大雨、人力和地下水活動等眾多種類。發生滑坡一般是因為四個原因:其一,是發生滑坡的地方具有坡體移動的空間。諸如山谷、山脊和河畔等地方的公路,由于其建造在這種地勢陡峭或存在斜坡的地方,公路旁存在著坡體移動的空間,往往就會發生滑坡。相比之下,如果是建造在平原上的公路,其路基所在的地方根本不存在移動的空間,所以根本無法發生滑坡事故;其二,是發生滑坡的坡體本身的物質組成。一般來講,如果坡體是由水穩性差的土質,或者是其他的如變質巖與風化巖等易發生結構變化的巖質所構成的,那么這個坡體由于自身工程學穩定性較差,常常會因為較大的外力因素而導致滑坡發生,相對而言,如果所建造路基的載體是穩定性好的整體性巖石或者是水穩性高的泥土,往往就不會因為外力因素導致滑坡發生;其三,是發生滑坡的地方坡體自身的結構。除了坡體自身組成問題導致的滑坡易發之外,即使坡體自身材料組成較好,也會因為自身的結構問題發生滑坡?;掳l生往往是因為將要發生滑坡的坡體自身與山體或丘陵的其他部分之間由于各種原因形成了一個滑動面,正是滑動面的產生再加上外力因素的誘導,最終導致了滑坡的發生[3]。此外,如果坡體本身結構的力學穩定性較差的話,也會容易受到外力因素的干擾而發生滑坡,所以降低滑坡發生的幾率也需要改變坡體自身的結構;其四,是外力因素的干擾。一個不受外界因素干擾的體系,在很長時間內都不會發生明顯且劇烈的變動。而易發生滑坡的高速公路路段,常常是因為日常車輛運行產生的震動與極端天氣原因等加合在一起導致了公路所在坡體受到了較為長期且巨大的外力因素干擾而最終導致了滑坡的發生。
3高速公路路基滑坡施工技術的優化方案
在分析了滑坡成因與高速公路路基施工方案之后,筆者將主要從路基施工方案出發,提出能夠針對性解決滑坡四大成因的施工技術優化方案。
3.1抗滑樁。首先,目前最可靠的解決路基滑坡的方案是抗滑樁??够瑯锻ㄟ^預制的深入坡體滑動面之下的錨定樁來穩定坡體,阻止坡體的相對滑動。打個比方,人們在建造房屋地基之時,都會用鋼筋混凝土作為地基的承重部分,只有這樣才能確保房屋結構穩定,抗滑樁的加裝與地基中所用的鋼筋混凝土是一個道理。抗滑樁的施工要與路基施工同步,在路基施工的準備階段,就應當測量好將建路基的滑動面與其他與抗滑樁施工相關的信息,做好抗滑樁施工前的準備工作。在水平分層填筑完成后,應當根據最終的施工成果進行抗滑樁施工的最后確認工作,然后在完成了施工之后的驗收工作后開展抗滑樁的施工。首先按照預定方案進行開孔,開孔的同時要做好鋼筋籠的制作與填充物所用的水泥的準備。進行開孔的時候應當確認孔內是否缺氧以及是否有有害氣體存在,然后在人員下井操作時應當隨時確保井下人員安全。在完成開孔與孔內修正之后,及時將準備好的鋼筋籠放入孔中,應當注意,鋼筋籠的制作一定要符合工程要求,并且其使用壽命應當保持在很高的水平。在進行安裝時要確認孔內干燥,無積水等易造成侵蝕的狀況。在安裝完鋼筋籠之后,就要進行水泥灌注,水泥灌注時應當保證水泥充分淹沒鋼筋籠并形成穩定的力學結構,從而才能確??够瑯赌軌蚱鸬阶柚蛊麦w滑動的作用。在路基施工同時完成抗滑樁的建造能夠充分保護路基,降低路基發生滑坡的可能性。
3.2坡邊硬化改造。坡邊硬化改造也是有效降低路基發生滑坡的一種重要方法。坡邊硬化改造主要是利用錨定地梁與預置錨定桿相結合的方法進行坡邊加固,同時結合仰斜孔排水技術,從而達到針對滑坡發生四因素改造的目的。錨定地梁的安裝與錨定桿的安排與抗滑樁的安裝時間相同,也是在水平分層填筑之后開始的。錨定地梁一般安裝在坡腳處,起到整體支撐與固定的作用,錨定桿的安排則要根據坡邊的傾斜角度與坡體的實際情況來決定,通過科學縝密的計算來確定所需安裝的個數與安裝角度等問題。安裝過程要嚴格按照工程要求進行,否則將無法起到預想的作用。坡邊硬化改造的另一主要部分是排水系統的安裝,最常使用的是仰斜孔排水系統。水是造成滑坡發生的關鍵性因素。坡體自身物質組成易受水影響改變自身結構從而導致自身力學體系突變而失去穩定性引起坡體滑坡發生,即使是坡體自身物質組成不易發生改變,也會因為地下水運動和雨水下滲而形成水膜,進而產生滑動面,在外力因素影響下就會發生滑坡事故。所以,保證坡體的干燥與排水是降低坡體發生滑坡的關鍵。在路基施工過程中同步進行排水工程的建設,方便在驗收時能夠檢驗排水工程的效果。仰斜孔排水系統能夠兼顧地下水排出與雨水的排泄,同時通過孔洞系統能夠保證完成地基在日常無雨狀況下的干燥任務,而且此工程的安裝難度低,工程要求不高,后續的維護與管理成本低,是最適合廣泛使用的地基排水系統。如果可以解決排水問題,那么水對于易發生滑坡地區的路基的影響可以降到最小。
3.3清坡緩載工程。在相同的條件下,路基所承受的壓力小的情景下對應的發生滑坡的幾率更小。降低路基承壓的一個方法便是減小路基自身的坡度,通過減緩坡度來降低路基各層所承受的壓力。一般減緩坡度的方法便是挖去部分路基坡邊來實現,但這種方式會破壞路塹,影響路基本身的工程結果。所以,減緩坡度的工程方法還是要在最初施工時就確認。在最初的施工中,通過科學嚴謹的計算,在成本與成果之間確定最佳的寬度與傾斜度。在施工過程中要嚴格按照工程要求進行,只有這樣才能夠完成清坡緩載的目標。
4對于路基施工技術改造方案的說明與比較
抗滑樁設計應用范圍較廣,能夠滿足大多數情況下的使用,但是考慮到樁體對于側向力的承受能力與鋼筋混凝土結構的強度,此方法不適用于坡度過大,坡體過高的地方。在坡度過大、坡體過高的地方,應當采用坡邊硬化改造的方法。這些類型的地方常常會受到降水下滲和地下水運動影響,所以建立對應的排水系統是十分必要的。最后,對于清坡緩載技術,這一技術對于坡體自身的物質組成結構要求較高,故也無法大范圍適用于各種地方。
5結束語
高速公路路基施工事關高速公路質量,是重中之重,只有處理好了易滑坡路段的路基,才能確保高速公路能夠長久地正常運行,才能夠為我國的經濟發展提供保障。
參考文獻
[1]鄭紅云.路基施工質量管理及控制研究分析[J].科技創新導報,2017(34):200-201.
[2]宋麗娟.公路路基施工沖擊碾壓技術的應用[J].建筑工程技術與設計,2017(10):5267-5267,5269.
[3]劉佳,郝健菘.淺談高速公路路基施工質量控制與管理[J].房地產導刊,2019(18):94.
作者:黑白陽 單位:山東省路橋集團有限公司