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[摘要]:路基工程是高速公路施工中最为重要的单项工程,如何防治公路地基的不均匀沉降成为公路建设的最为关键的技术问题之一。本文通过路基产生沉降和失稳的定性分析,阐述路基产生沉降与失稳的影响因素,并针对各种影响因素加强施工过程控制,探讨了公路路基沉降特性与施工质量控制。
[关键词]:沉降稳定固结压实度控制
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
随着我国经济的飞速发展以及人民生活水平的不断提高,高速公路如雨后春笋般蓬勃发展,尤其是在“十一五规划”实施以来,我国高速公路建设更是到达了快速发展的扩张时期,即我国高速公路建设由中部平原地区建设转向中西部山岭地区建设,高速公路建设过程所面临的地形地质条件以及气候条件都更加复杂化。因此在施工中通过加强过程控制,尽量减少工后沉降和不均匀沉降,提高道路工程使用品质和增长道路工程的使用寿命。
一、路基沉降与失稳产生的原因
1、地基对路基横向不均匀沉降的影响路堤地基处理不当。伐树除根及表土处理不彻底或是路基基底的压实度不够,致使路堤形成后,一旦杂质腐烂变质,地基将会发生松软和不均匀沉降。
2、路基本身引起的路基横向不均匀沉降路堤填料不均匀:在路基施工过程中,我们若想有效地控制填料和级配是相当困难的。路基填土压实不足:由于压实度不足往往导致填方路基的横向不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝。
3、水文气候引起的路基横向不均匀沉降气候对路基横向不均匀沉降的影响,气候也是引起路基的横向不均匀沉降的一个重要因素。降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或温差过大,都可能使高路堤产生横向不均匀下沉。地下水对路基横向不均匀沉降的影响:在地下水的交替作用下,路基土体内水含量反复变化。
4、施工方面的原因填筑顺序不当,未在全宽范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定,填料质量不符合要求,填料水稳性差,不同性质的填料混填,因不同土类的可压缩性和抗水性差异,形成不均匀沉降。路基填料含水量控制不严,又无大型整平和碾压设备,使压实达不到要求。施工过程中,未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排水,有的积水浸入路基内部,形成水囊;晴天施工时,未排除积水、控制含水量就继续填筑,以致造成隐患。
二、路基沉降处理措施
路基沉降包括两部分:地基沉降和路堤本身的压缩沉降。地基沉降通过软基处理来达到目的,路堤的压缩通过加强路基施工质量来控制后期的压缩变形。软基处理的目的是使地基的沉降在施工期间大部分完成或基本完成,使地基在工程使用期间不至于发生不利的沉降和沉降差。软基处理的方法软基处理的一般方法分为:换填法、排水固结法、复合地基处理、挤密、加铺加筋材料。
1、换填:以砂石,素土,灰土和矿渣等强度较高的材料,置换地基表层软弱土,提高承载能力,减少沉降量。经常用来处理浅层软土。
2、排水固结法:原理是软土地基在荷载作用下,土中空隙水慢慢排出,空隙比减少,地基发生固结变形,同时土的有效应力增大,地基土的强度增长,可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,使路基在使用期间不至于产生过大的沉降量和沉降差,同时增强地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。
3、挤密法:原理是通过震动,挤压使地基土体空隙比减小,强度提高,达到地基处理的目的,必要时候,在震动挤密的过程中,回填砂砾石,灰土,索土等与地基土组成复合地基,从而提高路基承载力,减少沉降量。
4、加筋法:在地基或者土体中埋设强度较大的加筋材料,使地基或者土体能承受拉应力,防止断裂,保持整体性达到提高地基土的整体抗剪性,提高承载力减少沉降或维持路基稳定。经常用的加筋材料如土工布,土工格栅,刚塑格栅。
三、路基施工中应把握的几个关键问题
路基施工期间由于填土速度过快,导致软土结构破坏加大地基沉降量和沉降速度,甚至路基出现开裂,可见施工控制对路基沉降和稳定重要性。
1、路基压实工艺及质量检测
施工时每填料做一次重型击实试验,准确掌握最佳含水量及最大干容重等控制參数。采用灌砂法检测压实度,当压实度检测合格,并经监理工程师验收后,方可进行下一层的填筑。石方及土方混合料填筑时,必须严格控制石料的最大粒径及松铺厚度。要用推土机和平地机整出一个较密实平整工作面。所有填石孔隙要用小石料和石屑人工填满铺平,填料不得离析。压路机碾过程中,继续用小石料或石屑填隙,一直进行到重轮下,石料不出现松动,表面均匀平整为止,一般需碾压一遍即可。压实质量控制,采用压沉值来确定。压沉值即相邻两遍碾压所产生的相对沉降量。
2、路桥过渡段施工控制
预设过渡段路面,过渡型路面可采用水泥混凝土六棱块、条石铺砌,半刚性过渡层或沥青过渡层等类型。当发生大的沉降出现跳车现象时可及时铺砌新的路面,确保行车顺畅。为了减少地基沉降,采用轻质材料,如聚苯乙烯泡沫塑料,填筑桥头路基,减轻路堤重量,减少路堤对地基的压力,减少地基的沉降。
3、注意防止地表水和地下水对路基的影响
土的水稳定性不好,尤其是素土路基和膨胀土路基对水的敏感性更强。这就要求在路基施工整个过程中都要注意隔离地表水和阻断地下水对路基的不利影响,地表水是通过快排,不积水来达到目的的,如加大路基施工的横坡,保持临时边沟的通畅,如因地形因素导致地表水无法自然排除的时候,必须设置泵站确保路基不被地表水浸泡。阻断地下水是通过工程设计的滤水层,或者是封水层来达到这个目的,滤水层在施工中和施工后要一直保持通畅,防止地下水上升积聚。
4、注意排水防护工程的施工
路基在使用期间的质量隐患大多都与水毁有关,因此加强排水,防护工程的质量控制,是道路工程长期处于干燥的环境中,对延长道路工程的使用寿命,减少质量隐患具有重要的现实意义。排水防护工程施工质量控制要点:理解设计意图,在施工中保证工程满足实际需要;原材料和现场施工质量;因排水防护工程与地形,地貌的关系很大,在施工中最重要的是因地制宜,多与设计沟通,确保排水防护工程能最好的起到保护道路的作用。
软土路基处理措施应非常谨慎,加之工程地质条件千变万化,各个道路工程间路基条件差别很大,具体道路工程对路基的要求也不同,而且机其材料等条件也会因工作部门不同、地面不同而有较大的差别。因此,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。
[关键词]:沉降稳定固结压实度控制
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
随着我国经济的飞速发展以及人民生活水平的不断提高,高速公路如雨后春笋般蓬勃发展,尤其是在“十一五规划”实施以来,我国高速公路建设更是到达了快速发展的扩张时期,即我国高速公路建设由中部平原地区建设转向中西部山岭地区建设,高速公路建设过程所面临的地形地质条件以及气候条件都更加复杂化。因此在施工中通过加强过程控制,尽量减少工后沉降和不均匀沉降,提高道路工程使用品质和增长道路工程的使用寿命。
一、路基沉降与失稳产生的原因
1、地基对路基横向不均匀沉降的影响路堤地基处理不当。伐树除根及表土处理不彻底或是路基基底的压实度不够,致使路堤形成后,一旦杂质腐烂变质,地基将会发生松软和不均匀沉降。
2、路基本身引起的路基横向不均匀沉降路堤填料不均匀:在路基施工过程中,我们若想有效地控制填料和级配是相当困难的。路基填土压实不足:由于压实度不足往往导致填方路基的横向不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝。
3、水文气候引起的路基横向不均匀沉降气候对路基横向不均匀沉降的影响,气候也是引起路基的横向不均匀沉降的一个重要因素。降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或温差过大,都可能使高路堤产生横向不均匀下沉。地下水对路基横向不均匀沉降的影响:在地下水的交替作用下,路基土体内水含量反复变化。
4、施工方面的原因填筑顺序不当,未在全宽范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定,填料质量不符合要求,填料水稳性差,不同性质的填料混填,因不同土类的可压缩性和抗水性差异,形成不均匀沉降。路基填料含水量控制不严,又无大型整平和碾压设备,使压实达不到要求。施工过程中,未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排水,有的积水浸入路基内部,形成水囊;晴天施工时,未排除积水、控制含水量就继续填筑,以致造成隐患。
二、路基沉降处理措施
路基沉降包括两部分:地基沉降和路堤本身的压缩沉降。地基沉降通过软基处理来达到目的,路堤的压缩通过加强路基施工质量来控制后期的压缩变形。软基处理的目的是使地基的沉降在施工期间大部分完成或基本完成,使地基在工程使用期间不至于发生不利的沉降和沉降差。软基处理的方法软基处理的一般方法分为:换填法、排水固结法、复合地基处理、挤密、加铺加筋材料。
1、换填:以砂石,素土,灰土和矿渣等强度较高的材料,置换地基表层软弱土,提高承载能力,减少沉降量。经常用来处理浅层软土。
2、排水固结法:原理是软土地基在荷载作用下,土中空隙水慢慢排出,空隙比减少,地基发生固结变形,同时土的有效应力增大,地基土的强度增长,可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,使路基在使用期间不至于产生过大的沉降量和沉降差,同时增强地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。
3、挤密法:原理是通过震动,挤压使地基土体空隙比减小,强度提高,达到地基处理的目的,必要时候,在震动挤密的过程中,回填砂砾石,灰土,索土等与地基土组成复合地基,从而提高路基承载力,减少沉降量。
4、加筋法:在地基或者土体中埋设强度较大的加筋材料,使地基或者土体能承受拉应力,防止断裂,保持整体性达到提高地基土的整体抗剪性,提高承载力减少沉降或维持路基稳定。经常用的加筋材料如土工布,土工格栅,刚塑格栅。
三、路基施工中应把握的几个关键问题
路基施工期间由于填土速度过快,导致软土结构破坏加大地基沉降量和沉降速度,甚至路基出现开裂,可见施工控制对路基沉降和稳定重要性。
1、路基压实工艺及质量检测
施工时每填料做一次重型击实试验,准确掌握最佳含水量及最大干容重等控制參数。采用灌砂法检测压实度,当压实度检测合格,并经监理工程师验收后,方可进行下一层的填筑。石方及土方混合料填筑时,必须严格控制石料的最大粒径及松铺厚度。要用推土机和平地机整出一个较密实平整工作面。所有填石孔隙要用小石料和石屑人工填满铺平,填料不得离析。压路机碾过程中,继续用小石料或石屑填隙,一直进行到重轮下,石料不出现松动,表面均匀平整为止,一般需碾压一遍即可。压实质量控制,采用压沉值来确定。压沉值即相邻两遍碾压所产生的相对沉降量。
2、路桥过渡段施工控制
预设过渡段路面,过渡型路面可采用水泥混凝土六棱块、条石铺砌,半刚性过渡层或沥青过渡层等类型。当发生大的沉降出现跳车现象时可及时铺砌新的路面,确保行车顺畅。为了减少地基沉降,采用轻质材料,如聚苯乙烯泡沫塑料,填筑桥头路基,减轻路堤重量,减少路堤对地基的压力,减少地基的沉降。
3、注意防止地表水和地下水对路基的影响
土的水稳定性不好,尤其是素土路基和膨胀土路基对水的敏感性更强。这就要求在路基施工整个过程中都要注意隔离地表水和阻断地下水对路基的不利影响,地表水是通过快排,不积水来达到目的的,如加大路基施工的横坡,保持临时边沟的通畅,如因地形因素导致地表水无法自然排除的时候,必须设置泵站确保路基不被地表水浸泡。阻断地下水是通过工程设计的滤水层,或者是封水层来达到这个目的,滤水层在施工中和施工后要一直保持通畅,防止地下水上升积聚。
4、注意排水防护工程的施工
路基在使用期间的质量隐患大多都与水毁有关,因此加强排水,防护工程的质量控制,是道路工程长期处于干燥的环境中,对延长道路工程的使用寿命,减少质量隐患具有重要的现实意义。排水防护工程施工质量控制要点:理解设计意图,在施工中保证工程满足实际需要;原材料和现场施工质量;因排水防护工程与地形,地貌的关系很大,在施工中最重要的是因地制宜,多与设计沟通,确保排水防护工程能最好的起到保护道路的作用。
软土路基处理措施应非常谨慎,加之工程地质条件千变万化,各个道路工程间路基条件差别很大,具体道路工程对路基的要求也不同,而且机其材料等条件也会因工作部门不同、地面不同而有较大的差别。因此,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。