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摘要:路基产生不均匀沉降会造成路面局部裂纹、沉陷的现象,通过路基来了解沉降问题治理不均匀沉降这一通病,才能从根本上解决路面不均匀局部沉降、早期破损的问题。
关键词:路基;不均匀沉降;成因;措施
近年来我国的交通基础设施建设迅猛发展,已建成投入运营的公路里程不断增加,但公路的损坏养护问题日益凸显。一些新建成的公路包括高速公路在通车运营后较短的时间内,出现了诸如路面局部裂纹、不平,行车颠簸等现象,一定程度上影响了公路的通行效果,同时也增加了公路的维护费用。通过仔细分析研究,其根本原因都是由于路基产生不均匀沉降引起的。造成路基不均匀沉降的原因很多,本文就主要通过设计和施工两方面简要分析路基不均匀沉降产生的原因及预防措施。
一、路基路面不均匀沉降的危害
路基不均匀沉降对道路的危害巨大,主要表现在两方面:填土裂缝及路面病害。路堤是有散粒材料填筑而成,在自重及其它因素影响下,会产生一定程度的竖向和水平方向的变形。由于路堤各部位见变形量不同而造成不均匀沉降。因此,在路堤的不同部位形成拉伸应变区和压缩应变区,在拉伸应变区内,容易产生变形裂缝。裂缝有横向分布也有纵向分布,路基裂缝逐渐的发展最终会体现到路面上。由于路基产生不均匀沉降变形,路面会产生相应的变形。对于沥青混凝土柔性路面,会出现裂缝、车辙、沉陷隆起等形式,对于水泥混凝土路面,则会导致路面板底脱空,开裂、变形及接缝损坏等病害,影响道路正常使用。
二、路基路面不均匀沉降的成因分析
(一)工程地质不良,地形复杂多变
道路是一条带状构造物,占地广,里程长,路线可能通过不同的地质段,当工程地质不良,原地面结构比较脆弱,特别是在泥沼地段、流砂、垃圾以及其他劣质土地段,填筑前未经换土或很好压实,填筑完成后原地面土壤易产生压缩下沉或挤压移位。山区地段穿过沟谷时,中间为填方段,两头为挖方地段,填方纵断面为倒三角形,填方底部压实机械难以到达,多数对填方底部采用片石填筑,分层支砌,在机械可及的位置进行压路机碾压,碾压不到的位置则要用人工夯实,压实度或击实功均难以达到设计及规范要求。
(二)填土速度过快
在目前公路的施工过程中,由于填土速度过快以及工作人员对于路基的填土要求不够全面,进而造成了在工作中存在着种种的质量缺陷与不足,从而引起了在工作的过程中存在着一定的隐患和不足。其次,在工作的过程中由于土壤地基的整体性接近与临界点状态,以致于在工程施工的过程中稍不留神极容易出现路基的承载力不足,导致路基产生失稳现象,进而出现沉降或者纵向沉陷问题的产生。
(三)填土压实度不够导致的沉降
第一,分层压实厚度控制不严,导致压实度不足。在路基施工中,填土路基松铺厚度须控制在30cm内,填石路堤松铺厚度须控制在50cm内。但由于施工单位现场管理疏松和监理方把关不严等原因均可造成超厚碾压致使压实不足。第二,施工条件受限,导致压实度不足。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;某些加减速道与行车道没有同步施工,当拼接处理得不当时,其拼接处也产生压实度不足的情况;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的问题。
(四)路基填料控制不当
第一,填料常常是路堑的挖方、隧道掘进产生的废方,这些填料发生差异大、级配也相差甚远;第二,同一填方采用不同的填料填筑;第三,施工中如不注意填料进场布设,有时出现同一层填方中出现多种填料,给试验检测及路基不均匀沉降留下隐患,造成不均匀沉降。
(五)排水系统不够完善
路基排水系统不够完善时,很容易导致整个路基出现排水不畅的情况,路基长期受到积水浸泡,路堤很容易出现变形。首先,排水系统不够完善,路基及地基中的气态水会上升,由于路面密闭性较好,水汽无法通过面层散到大气层中,而在路基中或结构层中形成自由水,水分在路基中积聚,路基强度降低,路面承载力也明显下降;其次,排水系统不够完善,排水会对填方边坡形成一定程度的冲刷作用,路基容易出现开裂或者下沉情况;最后,排水系统不够完善,施工时很难控制,会导致雨水进入到路基或路面中去,从而出现不均匀沉降。
(六)施工技术原因
施工工艺不完善,不考虑夏季高温或多雨的影响。高温天气会影响填土含水率,低含水率的填土不易夯实,影响路基质量,施工时应洒水补充水分。雨水过多会增加土壤的含水量,需要晒黑。但在实际施工过程中,洒水和日晒的量很大,难以保证洒水和日晒的质量,这些因素都可能造成路基的不均匀沉降。
三、公路路基路面不均匀沉降的预防措施
(一)设计方面
第一,做好地质勘探调查。对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细勘察,对于特殊路基段落提供详细的设计资料。对地表不良路段,设计时应采取有效措施进行处理。第二、确保路基最小填筑高度。为防止地下水、毛细水及冻胀作用的影响,应根据路基设计规范,确保路基达到最小填筑高度。都受地形条件限制达不到设计标准时,采取相应的处治措施,如换填砂砾、石渣等透水性材料,设置隔离层或修筑地下渗沟等,避免地面积水和地下水浸入路基,影响路基工作区内的土基强度与稳定性。第三,明确路基填料质量标准要求。根据道路等级,必须明确不同填高内路基填料的CBR值及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及膨胀土等劣质土,严禁直接用于填筑路基。第四,完善路基综合排水设计。为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须将影响路基稳定的地面水予以拦截。并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。同时,对于影响路基稳定的地下水,应予以截断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
(二)施工方面
第一,清除表土,如果为特殊地基,根据设计要求对原地基进行处理。第二,严格控制填土含水量,将填土含水量控制在最佳含水量±2%范围内。第三,严格选取填料用土。路基填筑前,要根据设计进行施工放样,要求清除路基范围内的杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度需达到规范要求。旧路改扩建、半填半挖段应做好向内倾斜的台阶。第四,做好路基填筑碾压工作,土质路基施工时必须分层填筑,分层碾压,一般路段压实厚度不得大于20cm。不同性质的土不能混填。碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工。第五,做好路基施工中的排水工作及施工后的养护工作。
结束语
减小路基不均匀沉降,提高道路的质量,相关工程人员就必须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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