淺談路基橫向不均勻沉降產(chǎn)生的原因及防治措施

辛育澤

【摘 要】隨著我國(guó)的交通狀況正發(fā)生著日新月異的變化交通的高速發(fā)展已成為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)版圖中最引人注目的心篇章，數(shù)字化交通征打造著我國(guó)交通的新理念。橋梁的大量建設(shè)造成路基與橋梁想接處產(chǎn)生不均勻沉降，這一難題始終困擾著我們的工程技術(shù)人員，阻擾在公路工程的發(fā)展和完善。

【關(guān)鍵詞】高速公路；路基橫向鏈接；不均勻沉降；發(fā)展和完善

路基是路面的基礎(chǔ)，路基不均勻沉降必然會(huì)引起路面的不平整，導(dǎo)致路面產(chǎn)生許多病害，主要表現(xiàn)為坑凹、起拱、波浪、接縫臺(tái)階、碾壓車轍、橋頭或涵洞兩端路面沉降、橋梁伸縮縫的跳車等，不僅難以滿足汽車高速行駛的要求，而且還會(huì)增加汽車的燃料消耗和輪胎磨損，加大運(yùn)輸成本，增加運(yùn)輸時(shí)間，降低社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益甚至危及行車安全。

1、路基施工

路基填筑按技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行，先施工軟基路段，然后按四區(qū)段（填、平、碾、檢），八流程（施工準(zhǔn)備測(cè)量放樣、基底填前處理、分層填筑、攤鋪平整、碾壓夯實(shí)、檢測(cè)簽證、路基整形、邊坡修整）施工程序組織，選擇有代表性的地段，作為填土試驗(yàn)區(qū)段，根據(jù)填料性質(zhì)和壓路機(jī)型號(hào)，通過(guò)試驗(yàn)確定施工參數(shù)。

2、路基橫向不均勻沉降原因

路基橫向不均勻沉降的發(fā)生是多方面因素綜合作用的結(jié)果。其中，內(nèi)因在于地基及路基本身；外因是車載、地下水及自重等作用。

2.1地基對(duì)路基橫向不均勻沉降的影響

2.1.1路堤地基處理不當(dāng)伐樹(shù)除根及表土處理不徹底或是路基基底的壓實(shí)度不夠，致使路堤形成后，一旦雜質(zhì)腐爛變質(zhì)，地基將會(huì)發(fā)生松軟和不均勻沉降。

2.1.2地面橫坡大于1：5的路段，路堤填筑前地基未按規(guī)定要求挖成臺(tái)階，填料與地基結(jié)合不良，在荷載作用下填料極易失穩(wěn)而沿坡面發(fā)生滑移，從而產(chǎn)生橫向不均勻沉降。

2.2路基本身引起的路基橫向不均勻沉降。

2.2.1路堤填料不均勻

在公路施工過(guò)程中，對(duì)填料、級(jí)配很難得到有效的控制。若填料中混入種植土、腐殖土或泥沼等劣質(zhì)土，或土中含有未經(jīng)打碎的大塊土或凍土等，或在填石路堤中石料規(guī)格不一，性質(zhì)不勻，亂石中空隙很大，在一定期限（例如雨季）可能產(chǎn)生局部明顯橫向下沉。另外，填料常常是路塹的挖方、隧道掘進(jìn)產(chǎn)生的廢方。這些填料性質(zhì)差異大、級(jí)配也相差很遠(yuǎn)。在施工過(guò)程中，如果分層碾壓厚度過(guò)大，小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實(shí)，在荷載的長(zhǎng)期作用下，回填料會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)沉降變形。

2.2.2路基填土壓實(shí)不足

由于壓實(shí)度不足往往導(dǎo)致填方路基的橫向不均勻沉降變形，路基兩側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫。路基土體壓實(shí)度不足的主要原因有以下幾點(diǎn)。

路基施工受實(shí)際條件的限制時(shí)，如天氣太干燥，局部路堤填料含水量低，土塊粉碎不足，致使路基壓實(shí)度不均勻；暗埋式構(gòu)造物因其長(zhǎng)度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實(shí)度不夠；某些加減速道與行車道沒(méi)有同步施工，當(dāng)拼接處理得不好時(shí)，其拼接處也產(chǎn)生壓實(shí)度不足的情況。

在填方路堤施工中，當(dāng)路堤施工到一定高度以后，路堤邊緣土體往往存在壓實(shí)度不足問(wèn)題。對(duì)于較高的填方路基，通常都要作相應(yīng)的處治。填方土體壓實(shí)度不足，其結(jié)果是土體前期固結(jié)壓力小于自重應(yīng)力和各種附加應(yīng)力之和，在自重作用下就會(huì)發(fā)生沉降變形。這些附加應(yīng)力主要來(lái)自以下幾個(gè)方面：車載，尤其超載情況；含水量變化造成土體重度的改變；地下水位升降而導(dǎo)致浮力作用改變；土體飽和度改變，引起負(fù)孔隙水壓力改變。這些附加應(yīng)力引起土體中有效應(yīng)力改變，從而導(dǎo)致土體發(fā)生壓縮變形。土體壓實(shí)度不足還會(huì)導(dǎo)致填土路基的側(cè)向完全受限，僅有豎向變形。實(shí)際路基土中存在有側(cè)向變形，這種側(cè)向變形會(huì)引起沉降。

2.3施工方面的原因

填筑順序不當(dāng)，未在全寬范圍內(nèi)分層填筑，填筑厚度不符合規(guī)定，填料質(zhì)量不符合要求，填料水穩(wěn)性差，不同性質(zhì)的填料混填，因不同土類的可壓縮性和抗水性差異，形成不均勻沉降。路基填料含水量控制不嚴(yán)，又無(wú)大型整平和碾壓設(shè)備，使壓實(shí)達(dá)不到要求。施工過(guò)程中，未注意排水，遇雨天時(shí)，路基積水嚴(yán)重，無(wú)法自行排水，有的積水浸入路基內(nèi)部，形成水囊；晴天施工時(shí)，未排除積水、控制含水量就繼續(xù)填筑，以致造成隱患。

3、路基橫向不均勻沉降防治措施

3.1設(shè)計(jì)防止路基橫向不均衡沉降

3.1.1做好地質(zhì)勘探調(diào)查

對(duì)路線經(jīng)過(guò)的地形、地貌、水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，對(duì)特殊路基段應(yīng)提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)資料。對(duì)于地表不良路段，設(shè)計(jì)可考慮換土或摻石灰、水泥及鋪設(shè)土工合成材料等措施。

3.1.2確保路基最小填筑高度

路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響而降低其穩(wěn)定性。按照路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求，根據(jù)土基干濕類型及毛細(xì)水位高度確保路基最小填筑高度。當(dāng)路基填筑高度受限制而不能達(dá)到規(guī)范規(guī)定時(shí)，則應(yīng)采取相應(yīng)的處治措施，如換填砂礫、石渣等透水性材料，設(shè)置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基，影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強(qiáng)度與穩(wěn)定性。土質(zhì)挖方路基，需換填不少于60cm砂礫；石質(zhì)挖方路基，需設(shè)置30cm砂礫墊層，橫向排水不暢路段要加設(shè)盲溝。

3.1.3明確路基填料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要

在各級(jí)公路工程施工圖設(shè)計(jì)中，必須明確不同填高內(nèi)路基填料的CBR值（最小強(qiáng)度）及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強(qiáng)膨脹土等劣質(zhì)土，嚴(yán)禁直接用于填筑路基。礫（角礫）類土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料，土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路堤底部。

3.2施工方面防止路基橫向不均衡沉降

3.2.1做好施工前的準(zhǔn)備工作

開(kāi)工前要認(rèn)真審閱設(shè)計(jì)文件，詳細(xì)了解各段的填、挖情況，地質(zhì)情況，填、挖土質(zhì)和調(diào)配情況。對(duì)重要地段要作重點(diǎn)勘察，進(jìn)一步核對(duì)設(shè)計(jì)資料，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件中有誤應(yīng)及時(shí)上報(bào)業(yè)主，妥善處理。

3.2.2嚴(yán)格控制填土含水量

施工時(shí)含水量要高于最佳含水量的1%～2%壓實(shí)為宜，避免出現(xiàn)小于最佳含水量的壓實(shí)情況。含水量偏小時(shí)，土粒間的潤(rùn)滑作用不足，即壓力不足以克服土粒間的摩擦力，土中的空氣不能排除、土粒間無(wú)法靠攏，因而難以達(dá)到最大密實(shí)度。如果含水量偏大，又會(huì)產(chǎn)生由于水分過(guò)多，土粒被水膜包圍而分散得過(guò)遠(yuǎn)，不能達(dá)到最大密實(shí)度。填筑路基前，疏通路基兩側(cè)縱橫向排水系統(tǒng)，避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、黏土等細(xì)粒土，在干燥狀態(tài)下（最佳含水量）結(jié)構(gòu)比較強(qiáng)，有較強(qiáng)承載能力，一旦受水浸泡，易形成翻漿或路基沉降。因此，做好路基施工前排水暢通尤為重要，工程監(jiān)理和施工質(zhì)量自檢人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)督。

3.2.3處理好特殊地段施工

填石路基與雞爪形地段路基施工，可利用重型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)夯處理，或?qū)⑼凉じ駯牛ㄍ凉げ迹┧椒謱硬贾迷谔钍返虄?nèi)，防止或減緩細(xì)料在填料空隙中的流動(dòng)。

3.2.4做好路基填筑碾壓工作

路基施工必須分層填筑，分層碾壓，一般路段壓實(shí)厚度不得大于30cm。不同性質(zhì)的土不能混填，同一種土填筑厚度不能小于50cm（兩層）。路基填筑須全幅填筑，一次到位，嚴(yán)禁幫寬。碾壓過(guò)程中，要控制好含水量，壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求后，方可進(jìn)行后續(xù)施工，壓實(shí)度檢測(cè)每層2 000m2不少于4點(diǎn)。根據(jù)不同填土類型和壓實(shí)厚度，選擇好壓實(shí)設(shè)備。對(duì)于砂礫土，振動(dòng)壓路機(jī)具有滾壓和振動(dòng)雙重作用，效果較好。

4、結(jié)束語(yǔ)

路基的不均勻沉降引起的公路工程危害是公路質(zhì)量通病之一，影響路基路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性的一個(gè)十分重要問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)質(zhì)量通病產(chǎn)生的原因進(jìn)行認(rèn)真的研究與分析，對(duì)設(shè)計(jì)，施工，監(jiān)理單位有針對(duì)性的提出治理工作要點(diǎn)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的對(duì)策與措施。這對(duì)實(shí)行全過(guò)程的質(zhì)量管理具有極其很總要的現(xiàn)實(shí)意義。公路工程建設(shè)匯總應(yīng)以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)為目的，以提高質(zhì)量意識(shí)和強(qiáng)化質(zhì)量措施為重點(diǎn)，以嚴(yán)格管理手段，以強(qiáng)化責(zé)任制為關(guān)鍵，以綜合治理質(zhì)量通病為突破口，確保工程質(zhì)量。對(duì)工程質(zhì)量的綜合治理工作要點(diǎn)及措施應(yīng)逐步修正與完善，最終使之成為制度化，規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化的操作規(guī)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭建平《公路建設(shè)中路基橫向不均勻沉降的原因與預(yù)防》《建材技術(shù)與應(yīng)用》2008年8月35-36期

[2]《科技風(fēng)》2009年12期《淺析路基不均勻沉降》