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公路工程中路基沉降问题与对策研究

发表时间：2021/4/12 来源：《基层建设》2020年第32期作者：黄金箱

[导读] 摘要：随着经济发展和人民生活水平的提高，百姓对交通的要求不仅仅满足于“走得通”，还要“走得快”、“走得好”。

        湖州交通规划设计院浙江湖州 313000
        摘要：随着经济发展和人民生活水平的提高，百姓对交通的要求不仅仅满足于“走得通”，还要“走得快”、“走得好”。因此对道路建设的质量也提出了更高的要求，而由路基沉降造成的道路质量破坏现象十分普遍，大大增加了后期维修养护的投入，同时也降低了道路行驶的舒适性，所以必须要加强路基沉降问题进行分析研究，提高施工技术，减少沉降病害。
        关键词：公路桥梁工程；路基沉降；问题与对策
        1公路工程中出现路基路面沉陷的危害
        改革开放以来，我国城市化建设的进程不断加快。城市化的重大体现便是道路交通的不断完善与发展。而随着我新农村的建设和发展，农村道路的规模也逐渐增大。但是路基发生不均匀沉降的现象在我国十分普遍。由于路基不均匀沉降往往会造成路面裂缝、破损，桥头跳车，严重时可能产生高填方路段路基塌陷、滑塌，从而造成的车辆行驶的安全隐患，对于路桥衔接的路段，由于长期的跳车现象，也会对桥梁结构本身质量造成影响，降低其使用寿命。
        2公路工程发生沉降问题的原因
        2.1桥台背路堤压实度问题
        一般对公路桥梁进行施工的过程中都是需要对桥梁台背路基进行特殊压实施工的，路基压实过后再进行桥梁搭板施工和路面施工，但是由于台背后的路基往往需要反开挖施工，很多的施工企业简化施工步骤，忽视桥台背路堤压实的重要性，从而使台背路基的压实度达不到设计要求，无法承受过大的压力和荷载，导致路桥过渡段的路基产生沉降，发生桥头跳车，影响过往车辆通行的舒适性。
        2.2台背填料不合理
        考虑台背路基压实度的特殊要求，台背路段的路基填料应与一般路段的路基填料有所区别。如果采用一般的路基填料，考虑材料的压实性能，施工作业的空间限制及施工技术水平，按照一般路段的施工工艺进行施工，往往不能达到令人满意的效果，从而不能保证工程的质量。
        2.3软土路段的处理措施不合理
        软土路基在南方地区，尤其是杭嘉湖海湖相沉积平原，由于河网密布，多为河流冲积和湖沼淤积的平原，这些地区方法分布着软土。在软土地基上修筑道路，需要对软土地基进行处理，软土地基的处理方式很多，需要针对不同的软土性质，软土埋深、工程实际等情况合理采用适当的软土地基处理方式，如果采取的软土地基处理方式不恰当，就会造成软土路段路基沉降、凹陷、滑塌等现象，不但造成工程投资的增加，还会对工程的质量造成安全隐患。
        3缓解路基不均匀沉降的措施
        3.1提高台背路基压实度和整体性
        针对桥梁台背路段，应严格按照要求进行反开挖施工，即先按照一般路段路基的施工要求进行碾压施工，待路基稳定后，再讲台背范围内的路基填料挖除，然后再采用台背路段的路基填料进行封层碾压施工，并且台背范围内的路基压实度应比一般路段的压实度提高1个百分点，然后再进行桥梁搭板的施工。搭板的施工过程中注意事项有三点，一是锚栓的使用，锚栓的作用主要是防滑固定，防止位于台背和搭板之间的错栓、水平拉杆之间出现滑动而出现凹陷，同时在台端下方安装支座，以达到防滑的目的。二是倒角结构的设置，施工中一般将牛腿上缘、台端上缘制作成倒角结构，这样可以避免搭板移动对道路结构造成损坏，从而影响道路施工质量。三是填充材料的正确选择，在材料填充前清理干燥缝，防止雨水侵蚀，搭板施工严格执行行业相关标准，严格监督施工全过程，确保施工质量。
        3.2选择合适的台背填筑材料
        为减少结构物与路基间的不均匀沉降，路桥（涵）过渡路段路基填料需采用透水性材料，填筑材料的类型、材质、质量等因素一定程度上影响着台背路基沉降程度，施工中为了减少路基原有沉降和路堤下部土体的变形，台背填筑材料通常采用质量较轻、透水性好，具有一定整体性，容易压实的材料。

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材料性能是否满足需求可以通过以下几面方面考虑，一是材料的刚度，所选材料的刚度应该与路基材料、桥台材料的刚度相匹配；二是材料的压实性，台背的施工压实难度大，而压实要求又很高，所以能够满足台背设计要求的必须是压实性能好的优质材料；三是材料的透水性能，多数施工工地会选择在填筑材料中加入一定量的砂砾土或者是加入适量的高强度煤渣，但是填筑台背的材料配制一般不会选用砂砾土或者煤渣，而是选用加入一定量水泥、石灰等材料后的灰土进行加固处理。目前较多的工地采用级配碎石或者水泥稳定级配碎石，其具有较好的板体性，强度较高，抵抗变形能力强，施工工艺较成熟等优点，此外一些新研发的高性能新型材料也逐渐试用于台背路基的填筑施工中.
        3.3采用合理的软土地基处理方式
        在软土地基上修建路堤，应进行路堤稳定验算和路基沉降计算。当稳定安全系数和容许工后沉降小于设计规范要求时，均应进行地基处理设计。软土地基的稳定验算一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法、改进总强度法，有条件时也可采用简化Bishop法、Janbu普通条分法。在路堤填筑期按原地基进行分析计算；在运营期，考虑地基强度增长，采用固结强度指标进行分析计算。
        目前公路建设中常用的软基处理方法可分为置换法、排水固结法、复合地基法、桩承式路堤法、轻质路堤法、反压护道法和浅层固化处理法等。置换法主要有开挖换填法和抛石挤淤法。开挖换填采用挖除后换填碎石土等材料，施工简单；抛石挤淤法一般用于水下软土处理，但技术上应有把握时方能使用，否则失败后再进行第二次处理难度很大。置换法一般处理深度不宜大于3m，深度过大，则处理效果难以保证，且不够经济。
        排水固结法按加载方式不同，一般分为堆载预压、真空预压、真空联合堆载预压；按加载与设计荷载的关系，又分为欠载预压、等载预压和超载预压。竖向排水体一般选用塑料排水板。
        复合地基法主要为常规水泥搅拌桩和双向水泥搅拌桩，常规水泥搅拌桩处理深度一般在10m以内，软土深度超过10.0m时，其下部桩身无法保证有效的成桩质量，而双向水泥搅拌桩采用双叶片搅拌，保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀，确保了成桩质量，最大处理深度可达20m。
        桩承式路堤中上部路基的自重大部分应由桩体直接传递至持力层，从而大大减小了软土地基层的固结沉降；桩承式路堤能够有效减小路堤边坡横向位移值，增强路堤的整体稳定性。常用的桩型有预应力混凝土管桩、现浇混凝土薄壁筒桩。
        轻质路堤法是指为减轻路堤自重，减少沉降及增大稳定安全系数，采用轻质材料填筑的路基。常用的轻质材料有粉煤灰、EPS和气泡混凝土。其中粉煤灰料源不足、EPS路堤整体性较差，目前较为成熟的轻质材料主要是气泡混凝土。
        反压护道法是在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道，以改善路堤荷载方式来增加抗滑力的方法，使路堤下的软基向两侧隆起的趋势得到平衡，从而保证路堤的稳定性。但是由于目前土地资源昂贵，且该法工后沉降大，所以较少采用。
        浅层固化处理是由ALLU PMX强力搅拌头系统和固化剂自动供料系统组成的,对原位软土就地连续无盲点立体搅拌加固，形成一定深度和强度的硬壳层，以满足路基路面承载的设计和施工要求，无需弃土和借土，最大程度的利用现场地基土资源，达到资源利用的最大化和资源循环利用的目的，工程造价较低，无环境污染。
        因此，应该工程所在区域的软土分布情况、软土性质、埋深、工程建设实际情况等因素采用合理的软基处理方案，从而减少软土路段路基的不均匀沉降，保证路基稳定性，从而保证整个工程的施工质量。
        结束语
        综上所述，公路工程中，路基不均匀沉降的现象十分普遍，应该引起重视。在总结分析了路基产生沉降的原因后，针对不同的工程情况，可以采用更换路基填料、提高路基压实度、合理选择软基处理措施等方法，从而预防或者缓解路基沉降，减少后期病害，保证工程质量。
        参考文献
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        [2]罗志平.道桥过渡段的路基路面施工技术[J].百科论坛电子杂志，2019，（7）：191.
        [3]贾运宽，任恒涛.道路桥梁沉降段路基路面施工技术要点及措施研究[J].建筑工程技术与设计，2018，（20）：345.