公路路基不均勻沉降病害分析及處理措施

公路路基不均勻沉降病害分析及處理措施公路路基不均勻沉降對路面結(jié)構(gòu)、路面性能和路面壽命有著重要影響,是道路工程中的重要究課題之一。我國公路建設(shè)中的不均勻沉降現(xiàn)象非常普遍。有文獻(xiàn)指出,某高速公路經(jīng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn),線路縱向路基沉降的變異系數(shù)最高達(dá)67.4%。在公路工程施工中,很多情況下都可能造成路基的不均勻沉降:如軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面沉陷或橋頭跳車;路基壓實(shí)度不夠?qū)е侣坊访婢植砍料葑冃位蚩v向裂縫;基層質(zhì)量不好造成的塊狀裂縫或網(wǎng)裂。公路工程中,填挖過渡段是不均勻沉降的多發(fā)地段?？v向路基產(chǎn)生不均勻沉降,會(huì)導(dǎo)致路面產(chǎn)生波浪式的不平整,在行車荷載作用下可能使路面產(chǎn)生應(yīng)力重分布和應(yīng)力集中,從而使路基路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞?，F(xiàn)行瀝青路面多采用波密斯特（Burmister）線彈性層狀體系理論,不能分析由于路面不均勻沉降引起的附加響應(yīng),因此不均勻沉降也有可能引起路面早期損壞。一、公路路基產(chǎn)生不均勻沉降病害的原因1、路堤填料不均勻在公路施工過程中,對填料、級配很難得到有效的控制,填料常常是路塹的挖方、隧道掘進(jìn)產(chǎn)生的廢方。這些填料差異大、級配也相差很遠(yuǎn)。一方面,在施工過程中,如果分層碾壓厚度過大,小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實(shí),在荷載的長期作用下,回填料會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)沉降變形,路面會(huì)產(chǎn)生局部沉陷,剛性路面還可能產(chǎn)生裂紋或縫隙。另一方面,由于回填料的性質(zhì)不一樣,特別是有的回填料具有膨脹性,在路基排水系統(tǒng)局部失效后,水的滲入會(huì)使路面局部隆起,影響行車舒適度,嚴(yán)重的會(huì)使路面破壞。2、路基填土壓實(shí)度不足由于壓實(shí)度不足,往往導(dǎo)致填方路基的不均勻沉降變形,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):（1）施工受實(shí)際條件的限制。路基施工時(shí),天氣太干燥,局部路堤填料粘土土塊粉碎不足,致使路基壓實(shí)度不均勻;暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓,致使路基邊緣壓實(shí)不好,其拼接處也會(huì)產(chǎn)生壓實(shí)度不足的情況。（2）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)度不足的問題。對于較高的填方路基,通常都要做相應(yīng)的處治。（3）由于填方土體的最佳含水量控制不好,壓實(shí)效果達(dá)不到要求。（4）考慮到施工安全和進(jìn)度,使得壓實(shí)或壓實(shí)作用時(shí)間不足,路基壓實(shí)不充分。（5）路基壓實(shí)過程中產(chǎn)生漏壓區(qū)。由于一些人為因素和特殊部位施工方法不當(dāng)導(dǎo)致局部路基未充分壓實(shí)。這些路基漏壓區(qū)的存在是造成路基不均勻下沉的最大隱患。3、地下水的影響在地下水的交替作用下,路基土體內(nèi)含水量反復(fù)變化。土體容重在一定范圍內(nèi)波動(dòng),更為重要的是,由毛細(xì)管張力引起負(fù)孔隙水壓力可以達(dá)到相當(dāng)?shù)臄?shù)值,再加上水的軟化、潤滑效應(yīng),使土體產(chǎn)生沉降變形。4、地質(zhì)不良對地質(zhì)不良路段的處治不徹底造成該路段路基變形。5、施工組織不當(dāng)先施工低填路基后施工高填路基;路橋過渡段施工中,橋先成型,過渡段后填筑,這些都易因壓實(shí)度不足而發(fā)生沉降。二、路基不均勻沉降的控制措施1、設(shè)計(jì)方面。做好地質(zhì)勘探調(diào)查：我們要詳細(xì)的勘察路線通過的地形和水文地質(zhì)條件，對于不同一般的路段，我們要有具體的設(shè)計(jì)材料。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。完善路基綜合排水設(shè)計(jì):縣級以上公路工程設(shè)計(jì)中，必須遵循因地制宜、整體規(guī)劃、綜合考慮的原則，進(jìn)行路基縱、橫向排水設(shè)計(jì)，避免造成兩側(cè)長期積水浸泡路基，使路基承載力下降而發(fā)生沉降變形。2、加強(qiáng)質(zhì)量管理。路基是公路工程的重要組成部分，所以在路基工程施工時(shí)，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制的力度：一是要嚴(yán)格選擇施工隊(duì)伍，要選擇具有相應(yīng)資質(zhì)的土方施工隊(duì)伍;二是要對施工人員、質(zhì)量管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，明確質(zhì)量責(zé)任，明確土方施工過程質(zhì)量控制的方法和目標(biāo);三是要針對土方不同的施工部位、不同的施工段落分別制定詳細(xì)的施工工藝，并做好技術(shù)交底工作;四是加強(qiáng)施工過程控制，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。3、防治土方不均勻沉降的具體措施（1）對橋頭部位產(chǎn)生的不均勻沉降;臺背回填采用透水性較好的材料，回填范圍嚴(yán)格按規(guī)定要求，并安20cm一層進(jìn)行分層壓實(shí)，臺背墻邊緣用小型機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)。嚴(yán)格保證壓實(shí)度。（2）對縱向半填半挖或地面橫破較陡段落產(chǎn)生的不均勻沉降的控制：一是按規(guī)范要求做出縱向臺階，然后對臺階進(jìn)行充分壓實(shí)（每填完一層，在壓另一個(gè)臺階）;二是從地向高出分層填筑，填筑高度達(dá)到距路基頂1.5m的層面的壓實(shí)度按94區(qū)控制;三是將挖方段下挖至150cm以下的路基沉降值，又保證了路基不產(chǎn)生不均勻沉降。（3）對路基橫向填挖結(jié)合部位不均勻沉降的控制：將結(jié)合處挖方段下挖150cm，并依次做臺階，臺階寬1m，高為一個(gè)土方填筑厚層。每個(gè)臺階與填方整體填筑碾壓。150cm層面按94控制壓實(shí)度，150以上按96控制壓實(shí)度。（4）路基填高小于1.2m的地段，對這樣的段落應(yīng)將該段路基范圍內(nèi)挖除50-80cm，整平后進(jìn)行碾壓處理，對挖除的部分進(jìn)行換填滲水性較好的材料，這樣提高了原地基的承載能力，同時(shí)減少了地下水對路基的侵害，解決了因地基承載力不足而產(chǎn)生的路基不均勻沉降。（5）對正常部位的路基施工中，不同材料混填、土石混填、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)或現(xiàn)場填料不一致等因素造成路基不均勻沉降問題的控制：首先應(yīng)杜絕不同材料混填，要求同一段落相同填筑層，必須到同一取土場取料;土方施工時(shí)推土機(jī)粗平后，要人工清除超粒徑石塊，如有人工挖除，必須回填;施工過程中要嚴(yán)格控制土方分層厚度、含水量、平整度、碾壓遍數(shù)，并加強(qiáng)壓實(shí)度的檢測;要加大標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)頻數(shù)，并與監(jiān)理中心實(shí)驗(yàn)室復(fù)試結(jié)果對比，若差值較大，必須重新做試驗(yàn)。（6）縱向陡坡段控制。由于縱向坡度較大，造成路基填筑高度變化較大，應(yīng)進(jìn)行整體的縱向填前碾壓，再按規(guī)范作出臺階，然后橫向?qū)ε_階進(jìn)行二次碾壓。再由低向高處分層填筑，填筑的高度為使地面縱坡接近于設(shè)計(jì)縱坡。（7）挖方段不均勻沉降的控制：當(dāng)挖至設(shè)計(jì)路基標(biāo)高時(shí)，應(yīng)對路基土質(zhì)及地下水情況進(jìn)行觀察。如發(fā)現(xiàn)地下水活躍，且為粘性土，則必須對其進(jìn)行換填至150cm.土質(zhì)挖方段應(yīng)下至80cm，再分層回填碾壓至標(biāo)高。（8）路基基底不平的處理：如基底高低不平且高差小于150cm，施工時(shí)全部將基底推平，整體填筑。如高差大于150cm，則按“半填半挖”處理。4、強(qiáng)化質(zhì)量自檢的作用有了良好的防治措施，還應(yīng)有完善的質(zhì)量自檢體系，并充分發(fā)揮自檢體系的作用。在施工過程要嚴(yán)格執(zhí)行過程“三檢制”，加強(qiáng)質(zhì)量管理與控制。進(jìn)行施工過程控制時(shí)，要從原材實(shí)控、工序質(zhì)量控制入手，全過程全方位地做好路基施工的質(zhì)量控制工作。工序自檢頻率要達(dá)到100%，不得漏檢每一項(xiàng)試驗(yàn)檢測指標(biāo)。及時(shí)糾正不良的工藝操作。絕不允許不合格的工序轉(zhuǎn)序。只有這樣才能在施工中防治路基不均勻沉降問題，保證路基整體質(zhì)量。路基是公路的重要組成部分,作為線型建筑物,路基是線型建筑物的主體,它貫穿公路全線,與橋梁、隧道相連,因此,它的質(zhì)量好壞直