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1、路基沉降的 原因及处理措施作者：唐勇军 来源：本站原创 发布时间： 点击数： 1275 摘要：文中就路基沉降的 原因进行了 分析,并就路基产生沉降的 处理措施进行了 探讨,指出应从设计方法与施工两个方面着手,分析路基沉降造成的 原因并采取切实有效的 措施,以避免及减小 路基沉降的 发生.关键词：路基沉降 原因 措施路基是路面的 基础,路基不均匀沉降必然会引起路面的 不平整,导致路面产生许多病害,主要表现为坑凹、起拱、波浪、接缝台阶、碾压车辙、桥头或涵洞两端路面沉降、桥梁伸缩缝的 跳车等,不仅难以满足汽车高速行驶的 要求,而且还会增加汽车的 燃料消耗和轮胎磨损,加大 运输成本,增加运输时间,降低
2、社会经济效益甚至危及行车安全.一、路基不均匀沉降的 原因造成路基不均匀沉降的 原因很多,下面笔者从以下几点进行论述：1. 1路基填土压实度 不足由于压实度 不足,往往导致填方路基的 不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝,路基土体压实度 不足的 主要原因有以下几点:(1)施工受实际条件的 限制.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;某些加减速车道与行车道没有同步施工,当拼接处理得不好时,其拼接处也会产生压实度 不足的 情况.(2)考虑到施工安全和进度 ,使得压力或压力作用时间不
3、足,路基压实不充分,致使路基压实度 达不到规范要求.(3)由于填方土体的 最佳含水量控制不好,压实效果达不到规范要求.(4)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 不足问题,对于较高的 填方路基,通常都要做相应的 处治.填方土体压实度 不足,其结果是土体前期固结压力小 于自重应力和各种附加应力之和,在自重作用下就会发生沉降变形,这些附加应力主要来自以下几个方面:车载,尤其超载情况;含水量变化造成土体容重的 改变;地下水位升降而导致浮力作用改变;土体饱和度 改变,引起负孔隙水压力改变.这些附加应力引起土体中有效应力改变,从而导致土体发生压缩变形.土体压实度 不足
4、还会导致填土路基的 侧向变形.目前采用的 地基沉降计算方法是假定侧向完全受限,仅有竖向变形,实际路基土中存在有侧向变形,这种侧向变形会引起沉降.1.2路堤填料不均匀,控制不当在公路施工过程中,对填料、级配很难得到有效的 控制,填料常常是开挖路堑、隧道掘进产生的 废方,这些填料性质差异大 、级配也相差很远.一方面,在施工过程中,如果分层碾压厚度 过大 ,小 颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实,在荷载的 长期作用下,回填料会产生不协调沉降变形,路面会产生局部沉陷,刚性路面还可能产生裂纹.另一方面,由于回填料的 性质不一样,特别是有的 回填料具有膨胀性,在路基排水系统局部失效后,水的 渗入会使路面局
5、部隆起,影响行车舒适度 ,严重的 会使路面破坏.控制不当体现在：1)选用了 稳定性较差的 路堤填料,如采用高液限粘土、粉质土或使用淤泥、腐殖质含量较高的 土料填筑路堤,会使路堤产生整段或局部的 变形.2)采用不同土质填筑路堤时,因土的 性质不同如填筑方法不当,碾压成型后易造成不均匀性沉降.1.3地下水的 影响在地下水的 交替作用下,路基土体内含水量反复变化,土体容重在一定范围内波动,更为重要的 是由毛细管张力引起的 负孔隙水压力可以达到相当的 数值,再加上水的 软化、润滑效应,可以使土体产生沉降变形.路基或地基中地下水的 动态特征对路基不均匀沉降影响很大 ,路堤及其地基中的 地下水主要补给来源
6、有3种类型,即地下水侧向补给、降雨补给、地表水侧向补给.其动态变化及潜蚀作用影响到土体中的 有效应力分布、土体的 结构特征和土体强度 从而导致路基的 不均匀沉降.此外,地基中软土层一般总为饱和软土层,位于地下水位以下,而饱和软土层沉降变形总是以渗透固结和次固结沉降为主,并需要相当长的 时间才能基本完成,路基填土及车载等在软土层中产生附加应力,这个附加应力首先被软土层中的 水承担,如果对软土层没有采取强化排水措施或较长时间的 超载预压,软土层中的 超孔隙水压力消散时间就很长,有效应力增长缓慢,沉降变形就会长时间持续进行.同时研究表明,地下水的 动态变化,将引起土体容重、孔隙水压力等的 变化,尤其
7、是负孔隙水压力,可能对土体产生较大 的 附加压力,这些附加压力,能造成填土的 附加沉降.二、路基产生沉降的 处理措施2. 1路堤填筑前原地面处理1)填筑路堤时首先进行原地面处理.当路堤填筑高度 小 于1米时,将路基范围内的 树根、杂草全部挖除.若基底的 表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将其表层土清除换填,厚度 视具体情况而定,并按规定进行压实.路堤通过耕地时,路堤填筑施工前预先清除表土30厘米,由于在表土剥离后基底的 含水量高,为保证基底压实度 达到设计要求,必须及时进行翻松,晾晒和含水量检测,在最佳含水量时进行碾压,以达到要求的 压实标准.2)坡面基底处理.当坡面较小 (横坡小 于1: 5
8、)时,只需清除坡面上的 表层,其处理方法同上;但坡度 较大 (横坡大 于1: 5)时,应将坡面做成台阶,以防止路堤的 滑移.台阶的 尺寸,依土质、地形和施工方法而不同,一般宽度 不宜小 于1米,而且台阶顶面应做成向堤内倾斜3%一5%的 坡度 ,并分层夯实.每层都严格控制厚度 、压实度 、拱度 和平整度 ,并进行检测,当所有台阶填完之后,可按一般填土进行.2. 2路堤填料处理路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的 土,不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的 土.对于液限大 于50,塑性指数大 于26的 土一般不宜作为路基填土.在特殊情况下,受工程作业现场条
9、件限制,必须使用时,可作如下处理:1)控制最佳含水量,为了 保证土料在最佳含水量时达到最佳压实度 ,可通过翻晒或是洒水来实现.2)采用不同土质填筑路堤时,应注意以下几点：(1)层次应尽量减少,每一结构层总厚度 不小 于0.5米,不得混杂乱填.(2)透水性差的 土填筑在下层时,其表面应做成一定的 横坡(一般为双向4%横坡),以保证来自上层透水性填土的 水分及时排出.(3)合理安排不同土质的 层位一般采用优良土填在上层,强度 较小 的 土填在下层.(4)在不同的 地质填筑的 路堤交换处应做成斜面并将透水性差的 土填在斜面的 下部.2.3其它注意事项1)严格控制填土含水量,施工时要高于最佳含水量1%
10、2%.压实施工时,土方含水量应尽量接近最佳含水量,避免出现压实时含水量小 于最佳含水量,土粒间的 润滑作用不足,即压力不足以克服土粒间的 摩擦力土中的 空气不能排除、土粒间无法靠扰,因而难以达到最大 密实度 ;如果大 于最佳含水量,又会产生由于水分过多,土粒被水膜包围而分散得过远,不能达到最大 密实度 .2)加强路基边部压实在土方路堤的 填筑过程中,往往由于路基边部压实困难,而忽略了 边部压实工作,为保证边部压实强度 ,需采用J型手扶式振动夯,从而保证路基的 整体稳定性.3)注意不良地质段的 施工对于不良地质地段一定要清理软弱层,设计给定不足部分也要清理,然后换填透水性材料,低填方路段要注意满
11、足路基工作区的 要求,有必要时要设置砂砾隔离层、路基深度 、宽度 高度 都必须到位,不留丝毫隐患.严格按照设计的 各种地基加固处理措施方案 和规范要求进行施工,对于设计方案 与实际不符要及时找设计单位提出变更设计,避免在地基处理方面因设计与施工造成的 路基沉降.4)注意挖方段、填挖交界处施工针对这些段必须采用透水性材料换填80厘米,充分压实,在填挖交界处要加长、换填长度 、逐步过渡、不要形成突变使荷载应力分布均匀,并且两侧边沟排水要引至沟底,避免路堤的 浸湿.另外就是通过刚性基础、半刚性基础、柔性基础的 过渡来消除不均匀沉降,但需要增加造价及工程量,这种方法是事后处理方法,一般不宜采用.结语：路基沉降是影响路基路面强度 和稳定性的 一个十分重要的 问题,我们应从设计方法与施工两个方面着手,分析路基沉降造成的 原因并采取切实有效的 措施,以避免及减小 路基沉降的 发生.
