公路路基沉降的形成原因及施工技术.doc

1、公路路基沉降的形成原因及施工技术摘要：地基产生的不均匀沉降将导致路面结构和功能损坏从而是路面使用品质下降：在与涵等结构物连接处产生差异沉降，不仅会直接影响结构物的安全，而且车辆的激烈跳动严重影响行车的平顺性和乘客的舒适性，甚至引起事故。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，防止路基失稳。 关键词：公路路基 压实 沉降 中图分类号：U4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） Abstract: the foundation uneven settlement will cause pavement structural and functional da

2、mage from pavement quality decline: but the differential settlement at the connecting point and the culvert structure, will not only directly affect the safety of structure, and the vehicle beating seriously affect the driving smoothness and passenger comfort, and even caused the accident. Therefore

3、, by strengthening the process control in the construction, reduce the post-construction settlement and uneven settlement of subgrade, prevent instability. Keywords: Highway Subgrade Settlement 公路工程路面引发损害的因素丰富多样，而不均匀的路基沉降则是令路面破坏变形的重要成因。倘若任凭填方路基一直处于不均匀沉降状态，不仅会破坏路基本身，同时还会由于不平整的路基顶面形成结构内部的附加应力， 并令其基于车载

4、作用引发路面结构的不良破坏。具体的路基沉降表现形式体现为，填方裂缝与路面病害等。前者主体由内部填方体发展而来，基于不同部位引发的不同变形量形成不均匀沉降并产生压缩与拉伸应变区。拉伸区域中基于填方具有较低的拉伸强度，进而引发了裂缝形成。不均匀的填方路基沉降会令路面形成严重损害，例如路面变形、横向、纵向裂缝、水泥面板断裂、边坡失稳现象等。 一、路基沉降的形成原因 引起路基沉降的因素有很多。主要的原因有如下几种 、对路基和填土的临界高度认识不足，填土速度过快，导致软土地基强度接近临界状态 地基出现承载力不足，以致基层失稳，出现沉陷或者纵向开裂。 、没有进行沉降观测或者沉降观测控制不严， 仅依赖于沉降

5、计算的数据进行施工控制， 实际的沉降速率、沉降曲线、工后沉降的数据均没有严格的统计分析，预测，导致工后仍有很大的沉降速率和沉降量。 、地质资料不够完善， 对存在有暗沟，暗塘等影响路基长期稳定的地质结构不清楚， 导致在施工期间出现路基沉降较大等问题。 、路基填土压实控制不严，导致路基施工完成后，路基填土出现部分变形，尤其是填土高度较大的路基，塑性变形不断增加，出现路面沉陷。 二、影响路基压实的因素 1、填筑路基的材料，由于不同填料的性质存在较大的差异，须根据要求因地制宜地选择。 2、填筑材料的含水量是影响路基压实的重要因素。在填筑材料中，除填石及含石量大于的土石混填料外，其它各种材料均与含水量有

6、密切的关系，只有在最佳含水量时压实，方可得到最大密实度。 3、狭窄面积和一些特殊部位的压实。所谓“特殊部位”是指施工段的交界处，构筑物的台背、墙背，施工机具不可达到的薄弱环节。在施工中一定要引起重视，在填筑时，要选择适宜填料。一般采用小型设备进行碾压，如平板振动夯实机、手扶双轮压路机等，压实时严格控制含水量。 4、碾压机具和方法是保证压实质量的重要因素。必须根据填料性质和要求达到的密实度，选用和配置碾压机具。然后根据机具性能，确定适宜的松铺厚度。 三、路基沉降的处治方法 1、换土复填法 因填筑土质不符合要求，路基出现下沉但面积不大且深度不深，采用换土复填法是一种快捷的方法。此法是将原路基出现病

7、害部分的土挖去，更换新的且符合规范要求的土。 2、固化剂法 在处理高填土路基的下沉中，如果更换路基填料受到限制，且填筑料数量不大时，可在原填料中掺入一定品种与数量的固化剂处理路基病害。 3、粉喷桩法 对于处理 10m 以内路基下沉病害，采用粉喷桩加固技术是较为理想的一种方法。粉喷桩处理软基土是通过专门的机械将粉体固化剂喷出后在地基深处与软土强制搅拌，利用固化剂和软土之间发生的一系列物理、化学反应，在原地基中形成强度、刚度较大的桩体，同时也使桩周围土体性质得到改善，桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外荷载。 4、干拌混凝土夯扩桩法 对路基浸水变形较大或不稳定地段，采用干拌混凝土夯扩桩加固技术是较

8、为理想的一种方法。采用夯扩桩进行加固路基，材料价格低廉，不需要拆除和修复原有路基，能充分利用原有路面，不仅可以节省工程投资，而且不需要中断交通。 5、压浆法 压浆法是利用液压、气压或电化学原理，通过压浆液均匀地注入地层中，浆液充填、渗透和挤密等方式占据土粒间或岩石裂缝中的空间，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结晶体” 。压浆法施工程序：（1）布孔。根据路基的强度要求，结合固结压浆的特点、路基形态等因素考虑，遵循既要充分发挥压浆孔的效率，又有保证浆液留在路基有效范围以内的原则，布孔时还应视路基实际情况而定。若全

9、幅压浆，应采用等距离梅花形方格网布孔，中间孔浅，边缘孔较深，孔间距以 2.0m 为宜。 （2）成孔。成孔必须是干法钻进，钻进时绝对不允许加水。因此应尽量选用小型潜孔钻，成孔较好，其优点是进度快、易搬动、操作简 单，钻进成本低。尤其对碎石类路基更为显著，宜广泛推广。 （3）压浆。压浆施工主要包 括压浆压力、浆液浓度、压浆量、压浆次序等内容。如何选择和控制压浆压力和浆液浓度等因素，是压浆施工中首要解决的问题。压浆压力是保证压浆质量的重要因素之一。如果压力过小，浆液射流达不到预计范围内，扩散半径小，易形成空白区；如果压力过大，则会破坏路基原结构，抬升路面或冲垮边坡，还会使浆液沿路基薄弱部位冲出路基，

10、达不到灌注目的。因此，在大范围压浆前应先做试验，根据压浆段的路基类型，结合单孔压浆量选择合适压浆压力。浆液浓度通常用水灰比1：1 较为合适。 6、加铺路面法 此方法多用于沥青混凝土路面沉降，路基土经行车荷载重复碾压，路基沉降逐渐稳定，路面基本完好。根据标准进行超载预压，表面铣刨拉毛后直接加铺路面，对沉降引起的裂缝应先采取钻孔压浆处理。 四、施工中应注意的问题 1、 软基处理施工 （1）当软土地基厚度不大的时候常采用抉填适宜材料的方法来处理地基。在采用换填法处理地基的时候要注意将软弱层全部挖除不留隐患，保证换填材料质量和设计规定的压实度。 （2）排水固结法由排水系统和加压系统两部分组成，排水系统

11、主要在于缩短排水距离， 加快排水速度。该系统有水平排水垫层和竖向排水系统，当软土层较薄，或者土的渗透性较好而工期较长时，可以不专门设置竖向排水系统。加压系统即起固结作用的荷载。排水固结法施工中应该注意的问题： 保证排水系统的施工质量：其中包括竖向排水系统的深度， 竖向排水系统的材料质量，确保竖向排水系统畅通。横向排水系统(一般为沙垫层，碎石垫层)厚度，材料的透水性(含泥量不超标)，在路基施工期间(固结期间)保证横向排水系统的畅通。加压系统：加压是固结排水的必要条件，为了保证地基的固结速度，在施工时候要保证加压系统的荷载，就是等载或者超载预压的时候要保证预压土的填土高度。在预压土的顶部要设置一定

12、的横坡便于排水，防止地表水下渗进入路基，危害路基。沉降和稳定的监控：在采用固结排水法处理软土地基的时候要密切监控路基的沉降和路基的横向偏移，确保路基在满足设计要求的情况下才可以进行路面的施工，防止工后沉降过大，造成路面悬空而发生断裂。工期的合理安排。采用排水固结方法处理软土基础，排水固结的速度一般较慢，路基稳定需要很长时间，尽量提早安排，加快施工为路基稳定留出足够预压时间。复合地基处理。最常用的为浆喷水泥搅拌桩，主要控制水灰比及每米的水泥用量。 2、路基施工 （1）选择良好的路基填筑材料，必要时候对填料进行改性处置。确保路基达到设计所需求的整体强度。采取正确的填筑方法，充分压实路基保证达到规定

13、的压实度。主要控制：机械设备、碾压工艺、含水量、填土厚度。路基施工速度对沉降的影响：对于有结构性的软粘土地基而言，确定合理的填筑速度至观重要，过快的填筑速率会破坏软土结构性，加大沉降量，甚至会造成路基失稳，要控制外在荷载的加载速度，尽量减少附加沉降。 （2）加强对地质资料的调查。在路基施工中由于设计地质调查不细致，经常会发现暗沟和暗塘，施工中要加强对地质的补充调查，防止因地质隐患给整体路基的沉降和稳定性带来危害。 （3）加强对结构物回填等零星壤土的质量控制。结构物回填和一些零星壤土因为回填量少，作业环境限制，有时候大型机械无法作业，经常是路基施工的薄弱环节。由于结构物回填经常是在结构物结束后才

14、施工，导致这些部位的填筑速度，固结时间与正常路段有所差异。而这些部位因为结构物与路基的基础处理方法不同导致的沉降差异是引起结构物与道路衔接处跳车的基本原因，但该处路基自身的因施工质量原因导致的固结沉降也是原因之一，因此对这些部位加强施工质量控制具有重要的意义。 （4）在施工中质量控制要点：在结构物强度达到设计要求后回填；保证每层填筑厚度不超标；采用一些人工手动碾压工具，确保碾压到位，不留死角；一般采取对称回填，以防对已完工结构物产生较大的侧向不平衡压力导致结构物的损坏；在施工中加强质量检测，确保施工质量。 （5）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

15、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。 （6）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。 （7）排水防护工程施工质量

16、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。 从管理角度来讲，预防沉降病害应在每一个环节进行控制。设计勘察阶段应对线路地质情况详细掌握，对存在有暗沟，暗塘等地段制定合理的处理方案。施工单位在地基处理、路基填筑过程中应加强质量管理，对施工人员，技术人员和质量管理人员进行培训，明确责任到人对各个不同的施工部位分别制定详细的施工方案，并严格按照方案执行。在原材料的选择上也要慎重负责，按照施工进度分批次采样检测坚，决不能使用不合格的填料。除了上述防治措施外，施工单位还要完善自检体系，严格进行过程控制，及时发现并解决问题。制定完善的质量管理制度固然重要。但惟有对制度不折不扣的执行才能真正起到作用，保证路基品质。 参考文献 1 公路路基施工技术规范 JTG F102006s北京： 人民交通出版社， 2006.