公路路基路面不均匀沉降的成因及预防措施

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:吴家钦
[导读] 摘要:路基是路面基础的带状构造物,是根据有关路线位置和一定技术要求修筑特定规范设计的。
        邵武市交通工程建设有限公司  福建邵武  354000
        摘要:路基是路面基础的带状构造物,是根据有关路线位置和一定技术要求修筑特定规范设计的。路基作为路面公路的基础,路基不均匀沉降会直接损坏路面,从而影响车辆的行驶速度,以及其安全性和舒适性。所以,研究公路路基路面不均匀沉降的成因对于社会发展拥有很高的效益价值。
        关键词:公路路基路面;不均匀沉降;成因;预防措施
        随着公路运输的发展,许多公路都需要得到完善。借助现有公路,对其进行加宽改造可以提高公路的使用等级,进而改善了现有的公路结构并增加了其经济价值。但是,在老路基先前的自重支撑载荷作用下,老路基下的地基经过长期的载荷作用发生固结变形,目前已经完成当前的路基高度下沉降,但地基加宽则不是这样。因此,在不同高度的旧土地上发现了不同高度的土层,从而使得出现新老路基下地基的不均匀沉降。
        1公路路基路面不均匀沉降的成因
        1.1工程地质不良,地形复杂多变
        道路具有覆盖面积大且长距离的特点,该路线可以穿过不同的地质区域,如果地质条件较弱,则原始地面结构较为脆弱,尤其是在活动土块、沙土、沼泽和其他填筑前未换土或压实的劣质土地区域,填筑完成后该土地区域容易发生下沉或移动。当山区穿过山谷时,中央部分是填筑部分,两头为挖掘部分,填筑部分的断面是倒三角形,并且在填筑过程中压缩机械设备很难到达,在这种情况下,多采用片石填筑等方法。在机械设备可达到的位置进行机械碾压,无法到达的位置使用手工压实,因此压缩率有时达不到特定的设计要求。
        1.2路基填土压实度不足
        路基填土压实度不足会导致路基的两侧出现纵向裂缝,从而导致填筑路基发生不均匀沉降变形。以下为路基填土压实度不足的主要原因:
        (1)视施工情况而定。在建造路基期间,天气非常干燥,流域的局部填筑物未被充分粉碎,导致路基上的压实度不均匀。构造物长度限制,路基边缘不能超过宽度进行压实,使得路基边缘压实度没有达到要求。某些加减速车道与行车道的拼接处理不完善,导致拼接处会出现压实度不足的现象。
        (2)考虑到安全性和渐进性设计,压力或加压时间不足,导致路基压实度不足,致使其不符合设计要求。由于未充分控制填方土体中的最佳水分含量,压实效果可能无法满足施工要求[1]。
        (3)压路机等机器不符合实际设计要求,由于压路机的吨位不足,致使压力不足,导致路基压实度不足。在万寿水坝的建造过程中,如果将水坝建造在一定的高度上,那么水坝附近的路堤边缘土体的压实度将变得不足,并且建筑工程的填方土体通常也将不足。结果,土地的前期压力小于自负载应力和附加应力的总和,这导致了由于自身重量引起的变形,发生不均匀下沉现象。当前的计算路基沉降的方法完全只限于竖向变形,并且假定条件具有局限性,并且现实情况中具有侧向变形的情况,而侧向变形也会引起沉降。
        1.3路堤填料不均匀,控制不当
        在公路施工过程中,很难有效地控制填筑物量。在公路建设和隧道建设期间经常挖掘到填料,但这些填料在功能和级配上有很大的不同。另一方面,在施工过程中,难以通过将各层滚动而有效地将细颗粒和小材料的负载压缩成冷凝厚度。在长期载荷的情况下,路基会发生不协调沉降,路面不平整,并可能导致公路产生裂缝。另一方面,填料的性质不同,特别是某些填料的性能具有膨胀性,使得当路基排水系统局部无效后,水的渗透导致路基发生膨胀,从而影响车辆驾驶的舒适性并且可能造成严重伤害。选择错误的填料,导致路堤局部変形。由于填筑土壤的特性不同,因此使用了不同填筑方法来填筑。如果填筑方法错误,则很容易使得路基变得不均匀。
        1.4地下水的影响
        在地下水的影响下,路基土体含水量发生波动。更重要的是,由于毛细管的张力引起的负孔隙水压力,其水压可以达到很高的值,另外,水的软化和流平效果会使得土体沉降变形。地下水的动态特性对路基的不均匀沉降有很大的影响。

路堤及其地基的地下水主要补给有三种来源,即地下水补给、雨水补给和地表水补给。地表水的动态变化和侵蚀会影响土体载荷的有效应力分布、土壤的结构特性及其强度,从而导致路基的不均匀沉降。
        2公路路基路面不均匀沉降的预防措施
        2.1换填土处理措施
        在填筑阶段不遵守相关要求将不可避免地导致路基路面不均匀沉降。因此,可以科学地使用换填土复填施工处理方式。该方法较为经济合理、施工快捷方便,可用于填筑不平整的路基,清除疏松的填方土体。经过良好的轧制和矫直后,根据紧凑型的要求完成了良好的回填填料处理。通常,必须使用符合指标标准的优质砂土和粘土。在填筑阶段,增加每一层的钻孔面积并增加钻孔深度,为了使填土紧凑,需要从上到下逐层填筑,并且需要检查具体的填筑程度,保证其路基的压实度。
        2.2路堤填筑前原地面处理
        (1)路堤填筑前应该首先进行原地面处理。当路堤填筑的高度小于一米时,路基旁的所有的树根和杂草都会被挖掉。如果基底的表层土系腐殖土,则必须使用机械或人工进行清理,然后进行换填。在某些条件下,根据要求进行压实。路堤通过地面后,在正式施工前将表面的30厘米土地清除,由于表土排干后的含水量很高,因此应及时进行砂浆干燥和含水量测试,以确保压土地实度符合设计要求。(2)坡面处理。如果坡度较小(水平坡度小于1:5),则仅应除去坡度以上的土层,并且处理方法与上述相同。但是,如果坡度较大(侧拉力大于1:5),则需要一步处理坡面以避免路堤发生滑移。台阶的大小取决于土壤的质量、地形和构造方法。根据经验,台阶的宽度至少为2米,台阶的顶部应向堤内倾斜3%至5%,并进行多次压实。每层的厚度、压实度和平面度都必须经过严格的控制和测试,完成所有步骤后,再按照一般的填土操作进行施工。
        2.3路堤填料处理
        路堤填料通常使用延性等级和水分含量在规格范围内的沙子、砾石和泥浆组成。由于缺乏回填,屈服强度大于50且可塑性指数大于26的土壤通常不适合。在技术条件受限制下使用时,可以进行以下处理。(1)为了获得最佳的水含量,可以选择洒水的形式以使土壤含量达到最佳。(2)使用不同类型的回填技术时,请注意以下几点。尽可能的减少层次。每一层的总厚度不小于0.5 m,不允许混合浇筑。在填筑低渗透性底部土壤的情况下,可能需要固定坡度(通常是两个4%的横向坡度),以使顶层可渗透的填筑水及时流出。并且,合理安排不同土质,一般情况下,上层选择优良土填,下层则选择强度较小的土填。
        2.4强夯法及粉喷桩处理措施
        强夯法及粉喷桩处理的主要目的是产生强烈的振动和冲击力,以使重锤从任何高度的位置掉落,以达到降低填土压缩性的目的。使用这种处理方法来加固路基可以有效地提高路基的承载力,这种处理方法适用于所有类型的砂性土壤,也可以应用与大体积的碎石土和填方土。对于10m以下的路基不均匀沉降情况的出现,我们可以科学地使用粉末喷射来进行处理。这种技术基本上需要使用专用设备来喷洒药物,并通过深层基础与软土栽培区之间的化学和物理反应,充分改善地基和桩周围的土壤特性,以便可以整个地基拥有更大的承载能力。当使用强夯法及粉喷桩处理措施来进行路基加固时,必须仔细研究路基不均匀沉降的具体情况。完成粉喷桩施工设计,规划施工内容和步骤并且明确桩身的强度。同时,在施工阶段,对硬化剂混合物的总量、土壤样品的水分含量、喷粉器的比龄和工艺混合物的均质性都提出严格的要求[2]。
        3结语
        总而言之,为了减少路基不均匀沉降情况的出现,提高公路质量,就要求技术人员采取有效措施来及时预测、预防、发现和解决问题,并不断总结经验。在施工过程中,应注重现场勘查,根据教育部发布的技术规范,开展结构加固,加强研究和测试,以减少路基不均匀沉降情况的出现,确保公路的稳定性和耐久性以及承载能力,并加强与各种自然因素作斗争的能力,为社会的道路发展做出贡献。
        参考文献:
        [1]曾志兵.公路路基路面不均匀沉降的成因及预防措施[J].中国公路,2021(07):105-106.
        [2]范敏.公路路基沉降计算及不均匀沉降对路面结构的影响[J].交通世界,2020(19):66-67.
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