路基不均勻沉降的原因及防治措施

2021-01-09 一點試驗

路基在公路建設中的重要性越來越大。路基質量的好壞直接關係到整個公路的質量,為解決路基不均勻沉降問題,下面就路基不均勻沉降的原因進行分析,並提出相應的防治措施。

  公路是線型建築物,路基是線型建築物的主體。它貫穿公路全線,與橋梁、隧道相連。所以,路基是公路的重要組成都分。隨著我國道路建設的迅猛發展和交通負荷的不斷增大,道路的破壞損害問題也隨之而來。其中,路基沉降是影響路基路面強度和穩定性的一個十分重要的問題, 路基作為道路的基礎,其不均勻沉降將直接導致路面損壞,影響車輛的行駛速度、安全及其舒適性。因此,研究解決路基不均勻沉降的措施不僅具有巨大的經濟技術價值,還具有較高的社會效益。

  1 路基不均勻沉降的原因

  造成路基不均勻沉降的原因有很多,如荷載大小、土體性質、水分分布及施工工藝等。大量的調查研究表明,路基不均勻沉降是多方面因素綜合作用的結果。歸納起來,填方路基不均勻沉降有以下幾種:

  1.1路基填土壓實度不足

  由於壓實度不足,往往導致填方路基的不均勻沉降變形,路基兩側出現縱向裂縫。路基土體壓實度不足的主要原因有以下幾點:

  1)施工受實際條件的限制。

  路基施工時,天氣太乾燥,局部路堤填料粘土土塊粉碎不足,致使路基壓實度不均勻;暗埋式構造物處因構造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓,致使路基邊緣壓實度不夠;某些加減速車道與行車道沒有同步施工,當拼接處理得不好時,其拼接處也會產生壓實度不足的情況。

  2)考慮到施工安全和進度,使得壓實或壓實作用時間不足。路基壓實不充分,致使路基壓實度達不到要求。

  3)由於填方土體的最佳含水量控制不力,壓實效果達不到。

  4)在填方路堤施工中,當路堤施工到一定高度以後,路堤邊緣土體往往存在壓實度不足問題。對於較高的填方路基,通常都要做相應的處治。

  1.2路堤填料不均勻

  在公路施工過程中,對填料、級配很難得到有效的控制,填料常常是路塹的挖方、隧道掘進產生的廢方。這些填料性質差異大、級配也相差很遠。一方面,在施工過程中,如果分層碾壓厚度過大,小顆粒填料和軟弱物質很難得到有效壓實,在荷載的長期作用下,回填料會產生不協調沉降變形。路面會產生局部沉陷,剛性路面還可能產生裂紋或縫隙。另一方面,由於回填料的性質不一樣,特別是有的回填料具有膨脹性,在路基排水系統局部失效後,水的滲入會使路面局部隆起,影響行車舒適度,嚴重的會使路面破壞。

  1.3排水系統不完善

  由於排水系統不完善,導致排水衝刷填方邊坡,導致路基下沉、開裂。排水系統不完善,影響到路基土體的結構特徵和強度,從而導致路基不均勻沉降。

  1.4施工工藝

  施工工藝對路基沉降的影響比較大,主要表現為填築順序不當,分層壓實厚度過大,土石混填不滿足規範,施工中未按要求做好排水措施,壓實不足,填挖交界未按設計要求設置臺階和布置土工格柵等。

  2 路基不均勻沉降的防治措施

  2.1重視現場調查、勘探,加大基礎工作深度。工程地質和水文地質勘察工作應該滿足設計與施工對基礎資料的需求,加大這方面工作力度。

  2.2壓實度的控制。

  路基施工時,嚴格按現行公路路基施工技術規範要求進行,並通過試驗路段來確定不同機具壓實不同填料的最佳含水量、適宜的松鋪厚度和相應的碾壓遍數,採用最佳的機械配套和施工組織,對路基進行壓實。

  2.3嚴格控制路基填料。

  路基填料應選用級配較好的粗粒土,如砂土、礫土等;泥炭、淤泥、凍土、強膨脹土、有機質土、含草皮、生活垃圾、樹根及含腐殖質的土嚴禁作為路基填料。當土的液限、塑性指數及含水量不符合規定要求時,應添加4%~8%的生石灰以改良土壤。同時,採用不同土質填築路堤時,應注意以下幾點: a.層次應儘量減少,每一結構層總厚度不小於0.5m,不得混雜亂填;b.透水性差的土填築在下層時,其表面應做成一定的橫坡(一般為雙向4%橫坡),以保證來自上層透水性填土的水分及時排出;c.合理安排不同土質的層位,一般採用優良土填在上層,強度較小的土填在下層。

  2.4排水系統的完善。

  應考慮全面完善排水系統,避免水流衝刷,並儘可能降低地下水位。施工中應做好排水溝、截水溝等排水設施,防止水流對施工場地和路基的影響。

  2.5施工和監理嚴格遵照有關規章制度執行。

  施工單位嚴格按照規範規定的碾壓厚度、碾壓機械、碾壓功以及試驗提供的最佳含水量組織施工;監理人員加強管理,提高責任心。

  2.6其它注意事項

  1)嚴格控制填土含水量,施工時要高於最佳含水量 1%、2%。壓實施工時,土方含水量應儘量接近最佳含水量,避免出現壓實時含水量小於最佳含水量,土粒間潤滑作用不足,即壓力不足以克服土粒間的摩擦力土中的空氣不能排除、土粒間無法靠攏,因而難以達到最大密實度;如果大於最佳含水量,又會產生由於水分過多,土粒被水膜包圍而分散得過遠,不能達到最大密實度。

  2)加強路基邊部壓實。在土方路堤的填築過程中,往往由於

  路基邊部壓實困難,而忽略了邊部壓實工作,為保證邊部壓實強度,需採用 J 型手扶式振動夯,從而保證路基的整體穩定性。

  3)注意挖方段、填挖交界處施工。針對這些路段,必須採用透水性材料換填 60cm,充分壓實,在填挖交界處要加長、換填長度、逐步過渡、不要形成突變使荷載應力分布均勻,並且兩側邊溝排水要引至溝底,避免路堤的浸溼。另外就是通過剛性基礎、半剛性基礎、柔性基礎的過渡來消除不均勻沉降,但需要增加造價及工程量,這種方法是事後處理方法,一般不宜採用。

  4)橋涵及結構物的填方。填料應採用透水性材料,厚度宜控制在100 ~ 200mm,並保證過渡段的壓實,做好防排水系統等工。

  3. 結束語

  總之,減小路基不均勻沉降,提高道路質量,要求我們應從設計方法與施工兩個方面著手,要做到早遇見、早防治,分析路基不均勻沉降的原因並及時採取有效補救措施,在施工中不斷總結經驗,必須重視現場調查、勘探,嚴格按照部頒施工技術規範施工,加強科學研究和試驗工作,從而把病害減小到最低限度,確保路基工程有足夠的穩定性和耐久性,使路面能承受車輛的反覆荷載作用和抵禦各種自然因素,保證公路交通的正常運營。

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