路基不均勻沉降及防治措施分析與探討

景殿杰

(沈陽市公路規(guī)劃設(shè)計院)

1 引 言

在我國公路工程中路基不均勻沉降問題不僅是設(shè)計人員面臨的重大問題同時也是施工人員面臨的主要問題，道路中由于路線較長受到線性的影響路線會經(jīng)過各種類型的地質(zhì)地貌條件，包括高填方和深路塹，橋梁和隧道等，路基的穩(wěn)定性是確保道路工程具有使用性能的前提，路基不均勻沉降不但會引起路基本身損壞還會在車輛荷載作用下有余路基不平整導致路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，長期車輛荷載作用會導致層間粘結(jié)力逐步減小，最終導致路基路面破壞。

2 路基不均勻沉降產(chǎn)生危害分析

2.1 不均勻路基對瀝青路面影響分析

瀝青路面屬于柔性路面，瀝青路面的破壞與基層強度和穩(wěn)定性具有直接因果關(guān)系，如果路基出現(xiàn)沉降、開裂都會在路面相應(yīng)位置出現(xiàn)不同程度的破壞現(xiàn)象，由于路基出現(xiàn)不均勻沉降，在車輛荷載作用下會出現(xiàn)坑槽、沉陷等，路基在施工中出現(xiàn)壓實度不均勻、漏壓，瀝青路面由于不均勻沉降出現(xiàn)凹凸不平，平整度下降會加劇路面龜裂、搓板、沉陷、坑槽病害現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 不均勻路基對水泥路面影響分析

水泥路面屬于剛性路面，特點是強度高、抗彎拉能力相對較弱，適應(yīng)路基不均勻下沉能力較低，在路基填方漏壓區(qū)會出現(xiàn)局部不均勻下沉，導致下沉部位水泥板出現(xiàn)底部懸空狀態(tài)。在行車荷載作用下底面受拉，當拉應(yīng)力超過混凝土抗彎拉強度時面板出現(xiàn)斷板、錯位、下沉、跳車等病害，導致水泥混凝土路面發(fā)生嚴重損壞。增加水泥路面維修費用的同時給行車帶來安全隱患。

2.3 不均勻路基沉降對橋涵結(jié)構(gòu)物影響分析

對于橋涵，在路基與橋涵連接部位即臺背回填，由于路基壓實后的剛度與橋涵剛度差別較大，采用土進行回填很難滿足壓實度的要求，容易產(chǎn)生局部不均勻沉降，因此在橋臺處經(jīng)常出現(xiàn)橋頭跳車，施工過程中結(jié)構(gòu)物附近填土很難充分壓實，容易產(chǎn)生局部沉降引起行車不適。橋臺處由于是兩種剛度不一樣材料連接在一起，不協(xié)調(diào)沉降造成行車不適，甚至發(fā)生橋頭跳車現(xiàn)象。

3 路基不均勻沉降處理措施

3.1 土工格柵進行加筋處理分析

土工格柵作用機理表現(xiàn)在土工格柵具有較大剛度，使上部行車荷載和自重荷載能夠充分擴散，保證荷載在路面與路基間荷載傳遞與消散，提高路基承載能力，路基均勻變形，減小不均勻沉降等優(yōu)點;土工格柵由于具有抗拉強度大的優(yōu)點可以加強路基縱橫向連接，減少路基在縱向和橫向方向的開裂，同時增強路基整體穩(wěn)定性;由于土工格柵網(wǎng)眼制約路基中顆粒材料發(fā)生移動，因此形成良好嵌鎖作用使土體具有較高抗剪能力。土工合成材料處治不均勻沉降做過試驗，重慶交通科研設(shè)計院采用土工合成材料處理公路沉降獲得較好效果。

3.2 壓力灌漿法處理分析

壓力灌漿法是利用機械進行高壓將固化漿液壓入土體空隙中，漿液固化后在壓力加固區(qū)范圍內(nèi)土體發(fā)生固結(jié)使土中松散顆粒能夠形成整體，從而控制沉降、減少不均勻沉降的狀態(tài)，在路基局部存在軟弱下臥層時路基處理可以直接改善土體結(jié)構(gòu)，將軟弱下臥層土體進行加固處理，加速下臥層土體固結(jié)，控制沉降，但該方法也存在一定的問題，在施工現(xiàn)場是否可以進行該方法施工、如何進行壓漿、選用什么材料進行壓漿、土質(zhì)情況是否符合該種方法等，需要進一步研究來解決。

3.3 強夯法處理分析

強夯法處治是利用大能量重錘經(jīng)過一定高度進行自由落體，產(chǎn)生巨大沖擊能量作用在被處治范圍土上，通過沖擊作用將土體顆粒擠密，減小土中顆粒之間的空隙，提高密實度減少不均勻沉降變形。作用效果比較明顯，施工速度快，目前強夯法多種土質(zhì)中進行應(yīng)用并取得良好技術(shù)、經(jīng)濟效益。由于不同土質(zhì)、不同含水量及工程項目特殊性，采用強夯加固進行評價、加固機理、設(shè)計參數(shù)、夯點布置及施工工藝及施工管理存在較大的差異，每個工程評價、加固機理、設(shè)計參數(shù)、夯點布置及施工工藝及施工管理都需要在施工前進行試夯試驗取得相應(yīng)施工參數(shù)。

4 路基不均勻沉降防治措施分析

4.1 設(shè)計過程中防治措施

設(shè)計方面對路基不均勻沉降防治措施主要有采用措施:提倡利用長短樁處理路基不均勻沉降，

由于各個工程不同，設(shè)計中采用多種樁型進行復合地基處理，工程實踐表明不同樁型差異沉降中當樁基彈性模量達到一定程度時對基礎(chǔ)沉降影響很小。利用長短樁處理路基不均勻沉降是一種行之有效方法;土工合成材料，將土工合成材料設(shè)置到路基中進行加筋或?qū)⒙坊攲有纬勺冃稳嵝匀靿|層使路基調(diào)節(jié)和控制不均勻沉降問題。工程實踐表明土工合成材料處理路基不均勻沉降問題行之有效。對路基不僅有加筋效果同時還有排水、防護、濾層、隔離、防滲等作用。

4.2 施工過程中防治措施

(1)填筑過程影響

路堤填筑時按規(guī)范要求對原地面進行處理。當填筑路堤高度小于1 m 時將路基影響范圍內(nèi)所包含有機質(zhì)挖除。當路堤土屬于耕植土時，施工前應(yīng)該先清除表土不小于0.3 m。填筑前需要對原地面進行碾壓，壓實度不應(yīng)該小于路床壓實度要求，同時對填筑材料不僅要滿足強度要求，而且還要滿足良好的級配及剔除最大粒徑要求。填筑時保證填筑材料處于最佳含水量狀態(tài)。為保證填料最佳壓實，通過灑水或翻曬等措施不斷進行獲得最佳含水量達到最佳壓實效果。當受到外界條件制約采用不同土質(zhì)對路堤進行填筑時，填筑層次盡可能減少，每一個結(jié)構(gòu)層壓實后總厚度不小于0.5 m，填筑均勻不得進行混雜亂填現(xiàn)象，混雜亂填導致路基不均勻沉降;合理安排不同土質(zhì)所處層位，優(yōu)良土質(zhì)填筑在上層，抗剪強度較小土質(zhì)填筑在下層，利用優(yōu)良土質(zhì)承載能力更好為路面服務(wù)，當不同地質(zhì)路堤填筑時將透水性差土填在斜面下部。

(2)壓實過程影響

路基施工時在整平混合料后采用推土機進行初平，在用平地機按照路拱橫坡進行精平，在混合料處于最佳含水量情況下按照試驗路段確定的壓路機組合、碾壓遍數(shù)、碾壓順序進行碾壓，既能節(jié)約道路施工成本又能使路基碾壓達到規(guī)范規(guī)定壓實度。

(3)老路加寬改建工程

改擴建工程，首先對原地面進行處理，對原地面進行碾壓，新舊路基結(jié)合面強夯對新路基與舊路基進行處理，通過強烈振動舊路基土質(zhì)使其密實，與拓寬路段土質(zhì)具有相似密實度，減少不均勻沉降.對于新建填筑材料含水量與壓實進行控制，控制指標要滿足公路等級上一個級別，采用輕質(zhì)路基材料(石灰粉煤灰)進行分層填筑分層碾壓，有條件情況下進行路基加筋處理，加筋處理采用土工網(wǎng)和土工格柵進行。

對于高路堤新拓寬工程，需要對高路堤拓寬采取打砂樁、粉噴、碎石樁、塑料排水體等處理措施確保路基強度、穩(wěn)定性達到設(shè)計標準。

5 結(jié) 論

通過對我國公路工程路基出現(xiàn)不均勻沉降產(chǎn)生危害進行了分析，同時針對危害進行了土工格柵進行加筋處理、壓力灌漿法處理、強夯法分析處理，最后提出路基不均勻沉降防治措施，為道路設(shè)計及施工人員提供參考。

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