路基不均匀沉降的原因及防治措施

 路基在公路建设中的重要性越来越大。路基质量的好坏直接关系到整个公路的质量,为解决路基不均匀沉降问题,下面就路基不均匀沉降的原因进行分析,并提出相应的防治措施。

公路是线型建筑物,路基是线型建筑物的主体。它贯穿公路全线,与桥梁、隧道相连。所以,路基是公路的重要组成都分。随着我国道路建设的迅猛发展和交通负荷的不断增大,道路的破坏损害问题也随之而来。其中,路基沉降是影响路基路面强度和稳定性的一个十分重要的问题,路基作为道路的基础,其不均匀沉降将直接导致路面损坏,影响车辆的行驶速度、安全及其舒适性。因此,研究解决路基不均匀沉降的措施不仅具有巨大的经济技术价值,还具有较高的社会效益。

1路基不均匀沉降的原因

造成路基不均匀沉降的原因有很多,如荷载大小、土体性质、水分分布及施工工艺等。大量的调查研究表明,路基不均匀沉降是多方面因素综合作用的结果。归纳起来,填方路基不均匀沉降有以下几种:

1.1路基填土压实度不足

由于压实度不足,往往导致填方路基的不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝。路基土体压实度不足的主要原因有以下几点:

1)施工受实际条件的限制。

路基施工时,天气太干燥,局部路堤填料粘土土块粉碎不足,致使路基压实度不均匀;暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够;某些加减速车道与行车道没有同步施工,当拼接处理得不好时,其拼接处也会产生压实度不足的情况。

2)考虑到施工安全和进度,使得压实或压实作用时间不足。路基压实不充分,致使路基压实度达不到要求。

3)由于填方土体的最佳含水量控制不力,压实效果达不到。

4)在填方路堤施工中,当路堤施工到一定高度以后,路堤边缘土体往往存在压实度不足问题。对于较高的填方路基,通常都要做相应的处治。

1.2路堤填料不均匀

在公路施工过程中,对填料、级配很难得到有效的控制,填料常常是路堑的挖方、隧道掘进产生的废方。这些填料性质差异大、级配也相差很远。一方面,在施工过程中,如果分层碾压厚度过大,小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实,在荷载的长期作用下,回填料会产生不协调沉降变形。路面会产生局部沉陷,刚性路面还可能产生裂纹或缝隙。另一方面,由于回填料的性质不一样,特别是有的回填料具有膨胀性,在路基排水系统局部失效后,水的渗入会使路面局部隆起,影响行车舒适度,严重的会使路面破坏。

1.3排水系统不完善

由于排水系统不完善,导致排水冲刷填方边坡,导致路基下沉、开裂。排水系统不完善,影响到路基土体的结构特征和强度,从而导致路基不均匀沉降。

1.4施工工艺

施工工艺对路基沉降的影响比较大,主要表现为填筑顺序不当,分层压实厚度过大,土石混填不满足规范,施工中未按要求做好排水措施,压实不足,填挖交界未按设计要求设置台阶和布置土工格栅等。

2路基不均匀沉降的防治措施

施工技术规范要求进行,并通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数,采用最佳的机械配套和施工组织,对路基进行压实。

2.3严格控制路基填料。

路基填料应选用级配较好的粗粒土,如砂土、砾土等;泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土、含草皮、生活垃圾、树根及含腐殖质的土严禁作为路基填料。当土的液限、塑性指数及含水量不符合规定要求时,应添加4%~8%的生石灰以改良土壤。同时,采用不同土质填筑路堤时,应注意以下几点: a.层次应尽量减少,每一结构层总厚度不小于0.5m,不得混杂乱填;b.透水性差的土填筑在下层时,其表面应做成一定的横坡(一般为双向4%横坡),以保证来自上层透水性填土的水分及时排出;c.合理安排不同土质的层位,一般采用优良土填在上层,强度较小的土填在下层。

2.4排水系统的完善。

应考虑全面完善排水系统,避免水流冲刷,并尽可能降低地下水位。施工中应做好排水沟、截水沟等排水设施,防止水流对施工场地和路基的影响。

2.5施工和监理严格遵照有关规章制度执行。

施工单位严格按照规范规定的碾压厚度、碾压机械、碾压功以及试验提供的最佳含水量组织施工;监理人员加强管理,提高责任心。

2.6其它注意事项

1)严格控制填土含水量,施工时要高于最佳含水量 1%、2%。压实施工时,土方含水量应尽量接近最佳含水量,避免出现压实时含水量小于最佳含水量,土粒间润滑作用不足,即压力不足以克服土粒间的摩擦力土中的空气不能排除、土粒间无法靠拢,因而难以达到最大密实度;如果大于最佳含水量,又会产生由于水分过多,土粒被水膜包围而分散得过远,不能达到最大密实度。

2)加强路基边部压实。在土方路堤的填筑过程中,往往由于

路基边部压实困难,而忽略了边部压实工作,为保证边部压实强度,需采用 J型手扶式振动夯,从而保证路基的整体稳定性。

3)注意挖方段、填挖交界处施工。针对这些路段,必须采用透水性材料换填 60cm,充分压实,在填挖交界处要加长、换填长度、逐步过渡、不要形成突变使荷载应力分布均匀,并且两侧边沟排水要引至沟底,避免路堤的浸湿。另外就是通过刚性基础、半刚性基础、柔性基础的过渡来消除不均匀沉降,但需要增加造价及工程量,这种方法是事后处理方法,一般不宜采用。

4)桥涵及结构物的填方。填料应采用透水性材料,厚度宜控制在100 ~ 200mm,并保证过渡段的压实,做好防排水系统等工。

3.结束语

总之,减小路基不均匀沉降,提高道路质量,要求我们应从设计方法与施工两个方面着手,要做到早遇见、早防治,分析路基不均匀沉降的原因并及时采取有效补救措施,在施工中不断总结经验,必须重视现场调查、勘探,严格按照部颁施工技术规范施工,加强科学研究和试验工作,从而把病害减小到最低限度,确保路基工程有足够的稳定性和耐久性,使路面能承受车辆的反复荷载作用和抵御各种自然因素,保证公路交通的正常运营。

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