王腾
北京市政路桥管理养护集团有限公司 单位邮编:100083
摘要:道路工程是城市实现持续发展的重要基础设施,路面塌陷问题的出现将对人们的正常出行带来不利影响,甚至阻碍城市的发展。引发道路路面塌陷的原因较多,以路基沉陷最为典型。文章从路基路面沉陷的发生机理入手,详细分析了路基路面发生沉降的原因,如路基压实度欠佳、路基中含有部分软弱基础未得到有效处理等,并根据实际问题提出了可行的控制技术。
关键字:城市道路 ;路面沉降 ;填料处理
城市道路在城市交通的发展过程中发挥着重要作用,道路将城市的每一个地区紧密联系在一起,促进了城市交通和经济的快速发展。但是,路基路面沉降作为城市道路的主要病害之一,严重影响了城市交通的正常运行。
1.城市道路路基路面沉降原理及原因
1.1路基路面的沉降原理
(1)地基变形机理
地基破坏并不是发生在路面的所有部分,一般地基破坏会在沟壑地区形成。沟壑地区的土壤较为松软,土壤的密度较低是造成地基破坏的主要原因。当沟壑地区密度较低时,制作路基的填料由于密度较大就不能够较好的渗入土壤的缝隙之中,因此导致后期压路机不能够将其压实,同时土壤的松软也造成了该地的负荷能力较差。在公路建成之后,重型车辆通过时便会影响路基质量,造成路基变形或下沉。
(2)路堤变形机理
在我们的公路施工中,普通粘性土作为台背填料土是使用频率最高的一种材料,但是在实际施工过程中,普通粘性土对于施工现场的环境具有较高要求,地形、温度、湿度等等素均会影响到施工结果。而当施工时的环境无法达到要求的时候,在公路投入使用之后就容易受到外界因素干扰而造成路堤变形。
1.2路基路面的沉降原因
(1) 路基填料不合格
路基填料不合格是城市道路病害产生的主要原因之一。当前,部分城市道路路基填料采用泥沼、流沙或者是泥炭,这些填料本身较软,用它作为路基填料,在没有压实的条件下很容易造成路基变形,引起路面不均匀沉降。沉降原因在于这些类型的材料属于软土,含水量大、抗剪强度低、承载力较差。
(2)井室承载力计算不科学
城市道路建设过程中,井室虽然不是主体结构,但是就其使用功能来看却不可小视。目前,建检修井使用的材料通常采用黏土砖,原因在于这种材料施工工艺简单、取材方便以及成本较低,施工过程中通常会采用黏土砖作为建造材料,这会给路面沉降埋下隐患。检修井建造选材使用了黏土砖,却没有科学进行承载力验算,导致的下沉或井室开裂,即便进行后期修补,依然会存在较高的问题重现风险。
(3)管线修筑引起的沉陷
城市道路下具有较多纵横交错的管线,例如:雨水管线、污水管线、通信管线、供电管线、供暖管线等,各种线路都是由产权单位独立施工,受到施工单位素质影响,也会给路基质量造成不同程度的影响。尤其是雨季高发期,很容易造成污水管接缝位置出现裂痕,促使管路内外受压状态发生变化,有时还会出现管内压力消失和管外压力不变的情况,污水就会出现压力渗流,加大了裂缝开裂程度,路基上层石子被冲走,导致路面发生沉陷变形,路面不均匀的沉降会加速车辆颠簸,加大路面的沉陷变形程度。
关于路基路面沉降的实际情况,具体如图1所示。
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2.公路路基沉降施工控制
路基沉降的出现将对公路的正常施工造成严重影响,因此要从实际情况出发,总结引发沉降的原因,进而提出合适的施工控制措施,以确保路基的稳定性,并提升服务水平,形成耐久性好、运行效果优良的城市道路体系。
2.1 原地面处理
原地面处理是必要的准备工作,全面清理施工现场的树根等杂物。若表面土主要以腐殖土居多,此时需通过挖机与人工相配合的方式做好换填处理作业,具体厚度要结合现场施工条件确定,并且严格遵循规程完成碾压作业。若路基穿过耕地,首先要清表30 cm,此举可将表土剥离,但考虑到下部土体含水量丰富的特点,需要及时翻晒,加强对现场含水量的检验,达到最佳含水量标准后再组织施工人员碾压,严格遵循上述流程可以确保原地面的压实度。关于路基换填现场情况,具体如图2所示。
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坡面路基施工中的底部处理。根据坡面坡度实际情况采取合适的处理措施 :若在1 :5以内,组织施工人员清表,具体方法与上述一致 ;若坡度超1 :4,为提升稳定性对坡面开挖并形成台阶,达到防止路基滑移的效果。关于台阶尺寸的设计,应结合现场土质与地形两方面因素来确定,通常情况下宽度≥1.0 m,坡度3%~5%,结束开挖作业后通过分层碾压的方式提升台阶土层的密实性。施工过程中,现场负责人员要加强质量控制,如各层的平整度、压实度均要与设计要求相符,通过跟踪检测的方式及时发现问题。
3.2 填料处理
填土对路基施工效果的影响较大,严格控制实际含水量,该指标与最佳含水量的偏差不可超过±2%,并结合现场情况做适当的调整。某些城市道路工程中填土的类型较多,应该注重如下几点 :适当减少层数,各层厚度不可小于0.5 m,且各层均不可出现多类型材料混填现象 ;最下层填筑时,选择的是所有类型中透水性最差的填料,并在表面施作横坡,应用效果较好的有双向坡,坡度约4%,可以提升排水效果 ;确定各类填土的使用方法,通常上层以优良土为宜 ;各类型填土产生的交界区域必须设置斜面,并在其下方填土,优先选择透水性相对欠佳的填土。
3.3合理制定施工组织设计方案
在进行公路现场施工之前,需要提前组织施工人员进行设计方案学习,同时要考察周围环境,具体比如: 地形气温、湿度以及气候等等。施工方要根据这些因素提前安排好施工方案。同时要做出针对特殊路段的施工方案,而且要设计的更加严密、严格。
4.其他控制要点
4.1加强对特殊路基的处理
针对施工时具有特殊要求的路基,施工人员在填土时应该注重其刚性结构,同时要压实填土。除此之外,要通过各种各样的施工方法去降低路基沉降发生的几率,比如: 砂石桩法、预压或超载预压法以及 建立 完 善 的排 水 系 统,借 此来 提 高 路 基 稳定性。
4.2加强路基边缘处的碾压工作
在城市道路工程中,施工人员往往重视路基中部的施工作业,而在边部的碾压力度不足,使得路基在边缘区域出现沉降现象。考虑边部碾压难度大的特点,可以选择小型碾压机处理,该处与路基两个区域密实度应尽可能一致,从而保证路基的整体性。
4.3加强对施工现场的观测
及时发现不良地质,尤为关键的是软弱基础区。施工中若遇到软弱基础必须通过换填的方式提升其稳定性,将软弱部分挖除,于该处换填透水性能较好的填料,条件允许时可设置隔离层 ;要求路基的规格足够合理,即宽度、深度与高度均要与施工要求相符。通过施工前的现场检测,若实际地质情况与设计要求不符必须如实告知设计和监理单位,根据现场情况提出变更方案,通过监理的审批后方可用于施工中。
4.4加强特殊路段的路基施工
针对某些特殊的路基施工段,可通过换填的方式改善地质条件,换填深度需达80 cm更多 ;结束换填后压路机进场,对该处碾压以便提升密实性。控制填、挖交界区域的施工质量,该处需加长处理,主要目的在于消除突变,确保荷载与应力在各区域的分布较为均匀。此外,路基两侧施作边沟时,要求底部与基底形成紧密接触的关系,目的在于避免路基底被浸泡的现象。
结语:
综上所述,城市道路路基路面沉降现象,对城市交通正常运行会造成严重影响。随着城市道路施工技术的不断提高,更多新技术将会应用于城市道路建设过程中,此外,提高道路质量还需要提高道路安全意识,监督道路施工方严格按照设计要求施工,才能够防患于未然,保障人们的出行安全。
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