所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2012-12-03 09:20 熱度:
摘要: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,它的質量好壞直接關系到整個公路的質量。本文分析了公路路基產生不均勻沉降病害的原因,探討了路基不均勻沉降在設計及施工過程中的控制措施。
關鍵詞:公路,路基,不均勻沉降,病害原因,控制措施
公路路基不均勻沉降對路面結構、 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。我國公路建設中的不均勻沉降現象非常普遍。有文獻指出,某高速公路經實地調查發現,線路縱向路基沉降的變異系數最高達 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:如軟土地基繼續沉降產生的路面沉陷或橋頭跳車;路基壓實度不夠導致路基路面局部沉陷變形或縱向裂縫; 基層質量不好造成的塊狀裂縫或網裂。公路工程中,填挖過渡段是不均勻沉降的多發地段。縱向路基產生不均勻沉降, 會導致路面產生波浪式的不平整,在行車荷載作用下可能使路面產生應力重分布和應力集中, 從而使路基路面發生結構性破壞。現行瀝青路面多采用波密斯特( Bur m ister)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,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、隧道掘進產生的廢方。這些填料差異大、 級配也相差很遠。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很難得到有效壓實, 在荷載的長期作用下,回填料會產生不協調沉降變形, 路面會產生局部沉陷,剛性路面還可能產生裂紋或縫隙。另一方面, 由于回填料的性質不一樣,特別是有的回填料具有膨脹性,在路基排水系統局部失效后, 水的滲入會使路面局部隆起, 影響行車舒適度,嚴重的會使路面破壞。
2、路基填土壓實度不足
由于壓實度不足, 往往導致填方路基的不均勻沉降變形,路基兩側出現縱向裂縫。路基土體壓實度不足的主要原因有以下幾點:
( 1)施工受實際條件的限制。路基施工時,天氣太干燥,局部路堤填料粘土土塊粉碎不足,致使路基壓實度不均勻;暗埋式構造物處因構造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓, 致使路基邊緣壓實不好, 其拼接處也會產生壓實度不足的情況。
( 2)在填方路堤施工中,當路堤施工到一定高度以后,路堤邊緣土體往往存在壓實度不足的問題。對于較高的填方路基,通常都要做相應的處治。
( 3)由于填方土體的最佳含水量控制不好,壓實效果達不到要求。
( 4)考慮到施工安全和進度,使得壓實或壓實作用時間不足,路基壓實不充分。
( 5)路基壓實過程中產生漏壓區。由于一些人為因素和特殊部位施工方法不當導致局部路基未充分壓實。這些路基漏壓區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,路基土體內含水量反復變化。土體容重在一定范圍內波動,更為重要的是,由毛細管張力引起負孔隙水壓力可以達到相當的數值,再加上水的軟化、 潤滑效應,使土體產生沉降變形。
4、 地質不良
對地質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
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, 這些都易因壓實度不足而發生沉降。
二、路基不均勻沉降的控制措施
1、設計方面。 做好地質勘探調查:我們要詳細的勘察路線通過的地形和水文地質條件,對于不同一般的路段,我們要有具體的設計材料。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 、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性。 按照路基設計規范要求,根據土基干濕類型及毛細水位高度確保路基最小填筑高度土質挖方路基,需換填不少于 60cm 砂礫;石質挖方路基,需設置30cm 砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設盲溝。完善路基綜合排水設計:縣級以上公路工程設計中,必須遵循因地制宜、 整體規劃、 綜合考慮的原則,進行路基縱、 橫向排水設計,避免造成兩側長期積水浸泡路基,使路基承載力下降而發生沉降變形。
2、加強質量管理。
路基是公路工程的重要組成部分, 所以在路基工程施工時, 必須加強質量控制的力度: 一是要嚴格選擇施工隊伍,要選擇具有相應資質的土方施工隊伍; 二是要對施工人員、質量管理人員進行培訓, 明確質量責任, 明確土方施工過程質量控制的方法和目標;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的施工工藝, 并做好技術交底工作;四是加強施工過程控制, 嚴把質量關。
3、 防治土方不均勻沉降的具體措施
(1) 對橋頭部位產生的不均勻沉降; 臺背回填采用透水性較好的材料,回填范圍嚴格按規定要求, 并安 20cm一層進行分層壓實,臺背墻邊緣用小型機械進行壓實。嚴格保證壓實度。
(2) 對縱向半填半挖或地面橫破較陡段落產生的不均勻沉降的控制:一是按規范要求做出縱向臺階, 然后對臺階進行充分壓實(每填完一層, 在壓另一個臺階) ; 二是從地向高出分層填筑, 填筑高度達到距路基頂 1.5m的層面的壓實度按 94 區控制;三是將挖方段下挖至150cm以下的路基沉降值,又保證了路基不產生不均勻沉降。
(3)對路基橫向填挖結合部位不均勻沉降的控制: 將結合處挖方段下挖 150cm, 并依次做臺階, 臺階寬1m, 高為一個土方填筑厚層。 每個臺階與填方整體填筑碾壓。150cm層面按94控制壓實度, 150以上按96控制壓實度。
(4) 路基填高小于 1.2m的地段, 對這樣的段落應將該段路基范圍內挖除 50-80cm, 整平后進行碾壓處理,對挖除的部分進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、 標準擊實數據不準或現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; 土方施工時推土機粗平后, 要人工清除超粒徑石塊, 如有人工挖除, 必須回填; 施工過程中要嚴格控制土方分層厚度、含水量、 平整度、 碾壓遍數, 并加強壓實度的檢測; 要加大標準擊實試驗頻數, 并與監理中心實驗室復試結果對比, 若差值較大, 必須重新做試驗。
(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, 應進行整體的縱向填前碾壓, 再按規范作出臺階,然后橫向對臺階進行二次碾壓。 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計縱坡。
(7)挖方段不均勻沉降的控制:當挖至設計路基標高時,應對路基土質及地下水情況進行觀察。如發現地下水活躍,且為粘性土, 則必須對其進行換填至 150cm. 土質挖方段應下至80cm,再分層回填碾壓至標高。
(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、強化質量自檢的作用
有了良好的防治措施, 還應有完善的質量自檢體系, 并充分發揮自檢體系的作用。 在施工過程要嚴格執行過程 “三檢制” , 加強質量管理與控制。進行施工過程控制時,要從原材實控、工序質量控制入手,全過程全方位地做好路基施工的質量控制工作。工序自檢頻率要達到100%, 不得漏檢每一項試驗檢測指標。及時糾正不良的工藝操作。絕不允許不合格的工序轉序。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,它的質量好壞直接關系到整個公路的質量。路基又是路面的基礎,它與路面共同承受行車荷載的作用。實踐證明, 沒有堅固、 穩定的路基,就沒有穩定的路面。路基長期處在大自然環境中, 其穩定性受當地自然條件影響很大。因此,在進行設計、 施工、養護時,需要深入調查公路沿線的自然條件, 從整體(地區)和局部( 具體路線)去分析研究, 掌握各自然因素的變化規律及水溫情況、 人為因素對路基穩定性的影響,因地制宜地采取有效工程措施,確保路基工程質量。
參考文獻:
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文章標題:淺議公路路基不均勻沉降病害分析及處理措施
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