摘要:高速公路路基沉降会导行车过程中的颠簸现象发生,从而影响了车辆在高速公路上的行驶速度,不能保证其舒适运行,严重的甚至关系到交通运输的安全问题,因此,解决路基沉降的问题颇为重要,在控制高速公路路基沉降时,要做好全面的地质勘查,保证路基填筑材料质量,同时加大公路路基压实度,设置完善的排水系统,从自然因素和人为因素两方面入手,加强监控力度,不断减少和避免路基沉降现象的发生。
关键词:高速公路;路基沉降;控制措施;分析
1造成高速公路路基沉降的成因
工后沉降产生的原因很多,主要由于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。路基下部深处的地基土在施工期间没有完全完成固结沉降,在铺轨工程开始后以及运营过程中由于列车动荷载和轨道及路基上部结构荷载的共同作用下,使下部深处地基土继续固结沉降产生新的压缩变形,从而使其上的路基继续沉降。
1.1工程地质条件的原因。工程地质条件不良,原地面比较软弱,若填筑前未进行清淤换填或者其它软基处治方法,就容易形成压缩下沉或挤压位移;工程地质条件复杂,当路堤穿过沟谷时,沟谷中心填土量最大,向两端逐渐减低,由于填土高度不同而产生不均匀下沉。
1.2当地水文气候的原因。如果道路处于的地段降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或者温差过大,都可能使高填路堤产生不均匀沉降。
1.3路基填料的原因。路基填土中如果混入种植土、腐殖土、淤泥等劣质土,或土中含有未经打碎的大块土或冻土等;路基填石中石料规格不一,性质不匀,乱石中空隙过大,一旦雨水侵入后冲刷掏空,这些因素在较短期限内都可能产生局部明显下沉。
1.4设计方面的原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计方面的原因包括断面尺寸不合理,边坡取值不当,排水、防护与加固不妥,未对高填方路堤进行稳定性验算,且施工工艺、填料未做特别要求说明等等。
1.5施工方面的原因。施工方面的原因有很多。如: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,水稳定性差;原边坡没有去除植被、树根,未做台阶处理。
2路基填料选择不当
路基填料的好坏直接决定路基质量的好坏,所以在路基填料的选择上一定要慎之又慎。在实际施工中,由于地方材料的限制,很多时候没有选择材料的可能,所以高液限黏土或土石混合料也常常会作为路基填料。下面就高液限黏土与土石混合料作为路基填料的受力特征及其产生的路基病害作一分析:
2.1土石混合料作为路基填料,其颗粒组成差异较大。以不均匀系数为例,有的较小,有的较大,所以压实模量、空隙比、压缩系数都随颗粒含量的变化而变化。土石混合料的石料如果是膨胀岩石、易溶性岩石、崩解性岩石等就会直接影响路基的填筑质量。在规范中,严格要求路基填筑材料的最小强度(CBR),从路基顶部算起0~0.3m区域的CBR值为8%,0.3~0.8m区域的CBR值为5%,0.8~1.5m区域的CBR值为4%,>1.5m区域的CBR值为3%。但往往在实际施工中,由于现场控制方法不当或试验手段的原因不能达到规范要求,所以会出现路基沉降。
3路基排水不畅的原因
3.1在路基填筑时,要求完善排水设施,特别是每一层路基的表面要设置横、纵坡,确保路基排水顺畅,但在实际施工过程中,往往不注意横、纵坡的设置,造成排水不畅,这样就使路基整体含水量增加,到冬、春季节交替时出现冻融,膨胀、收缩变形较大,路基出现裂缝等病害。
3.2当路基施工完成后,中央分隔带的排水系统应及时完善,一般由横、纵向排水管组成,填方段横向排水管应对应于急流槽的位置设置,挖方段设置的横向排水管应通向路基两侧的排水沟。中央分隔带的渗沟开挖后在基坑周围铺设一布一膜的土工膜,土工膜的铺设应拉直平顺,接缝搭接不小于0.1m;纵向排水管与横向排水管接头部位应设置胶泥隔水层,最后进行碎石回填,并在碎石上部铺设无纺土工布隔离过滤,在无纺土工布与土工膜连接处必须做好防漏水处理,最后填筑素土。但在实际施工中,施工人员一般不按施工要求进行作业,导致中央分隔带的积水渗入路基,出现路基含水量增大,当季节变换时就会出现冻融,从而造成路基病害的出现。
4、高速公路路基沉降控制措施
4.1更换填土材料进行复填
若路基下降的范围和幅度都比较小,且主要由于填筑土质所导致,可通过更换填土材料,重复填筑处理路面沉降。该处理方法较简便,只需挖去下降部位,采用质量较好的新材料进行填筑即可。通常采用砂砾土进行复填,应选择配级良好、塑性指数较高的砂砾土质,最好是亚粘土,在进行复填时,挖补的范围应比沉降范围要大,分层进行挖掘,并挖成阶梯状,从下到上,一层层进行填筑,并对填筑完毕的层面进行碾压密实,且要求压实度必须高于原路路基的压实度,高出范围为1%~2%。
结语
我国立志于将交通建设事业推向一个新的阶段。在不断避免现实障碍的同时,努力学习外国的现今技术,借鉴与创新相结合,走出一条具有“中国特色”的交通建设道路。高速公路路基沉降与失稳产生的原因是多方面的,需要我们认真的分析与总结,在施工的过程中就做好预防措施,做好路桥过渡段施工控制和路基压实工艺及质量检测,注意防止地表水和地下水对路基的影响,注意排水防护工程的施工和软土地基的处理,确保工程质量。在工程实际施工中,造成路基病害的原因有很多,希望在今后的公路施工过程中,把好工程质量关,为提高高速公路的使用性能与使用寿命作出贡献。
参考文献:
[1]姚甫昌,王冰,王世琪.对路基沉降观测方法及观测成果的分析[J].湖北农机化,2015,(6):18-19.
[2]何兆益,杨锡武.路基路面[M].北京:人民交通出版社,2013.
论文作者:袁芳芳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/21
标签:路基论文; 填料论文; 土层论文; 原因论文; 高速公路论文; 排水管论文; 土石论文; 《防护工程》2017年第17期论文;