如何避免公路路基不均匀沉降

2025-03-01 11:12:06

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回答1：

1公路路基产生不均匀沉降的原因1.1路堤填料不均匀在公路施工过程中,对填料、级配很难得到有效的控制,填料常常是路堑的挖方、隧道掘进产生的废方。这些填料差异大、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或缝隙。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部隆起,影响行车舒适度,严重的会使路面破坏。1.2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,致使路基边缘压实不好,其拼接处也会产生压实度不足的情况。

回答2：

1.设计方面
(1)做好地质勘探调查
对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细勘察，对特殊路基段应提供详细的设计资料。对于地表不良路段，设计可考虑换土或掺石灰、水泥及铺设土工合成材料等措施。
(2)确保路基最小填筑高度
路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性。按照路基设计规范要求，根据土基干湿类型及毛细水位高度确保路基最小填筑高度。当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时，则应采取相应的处治措施，如换填砂砾、石渣等透水性材料，设置隔离层或修筑地下渗透沟等以避免地面积水和地下水浸入路基，影响路基工作区内的土基强度与稳定性。土质挖方路基，需换填不少于60cm砂砾；石质挖方路基，需设置30cm砂砾垫层，横向排水不畅路段要加设盲沟。
(3)明确路基填料质量标准要求
在各级公路工程施工图设计中，必须明确不同填高内路基填料的CBR值(最小强度)及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土，严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。
(4)完善路基综合排水设计
县级以上公路工程设计中，必须遵循因地制宜、整体规划、综合考虑的原则，进行路基纵、横向排水设计，避免造成两侧长期积水浸泡路基，使路基承载力下降而发生沉降变形。在居民区路段必须设置排水边沟，平坡路段边沟需设有纵坡，确保排水通畅。高填方路段采用集中排水措施，并与警示桩、防撞墙统筹考虑，要求在每20－40m及主要变坡点处设置简易或永久性泄水槽。挖方段应根据上边坡的汇水面积设计截水沟，并考虑边坡土质和边坡，设置挡土墙防止坍方，路基较低路段可以加设砂砾层及渗水盲沟，并加大、加深边沟等排水措施。
(5)确保路基边坡稳定性
高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等确定，且高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时，可考虑在边坡中部加置边坡平台。
(6)积极采用路基综合防护形式
积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式，在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎(砾)石土的挖方边坡以及受水流侵蚀、植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施，沿河路基、受冰侵害和冲刷路段采用挡土墙、砌石护坡、石笼抛石等直接防护措施。
(7)设计方法方面
①强夯法是目前发展起来的处治路基不均匀沉降的有效措施。强夯法处治是利用大能量直接作用在被处治范围上，通过整体提高被处治体的密实度来减少不均匀沉降变形。其作用效果明显，施工速度快。20世纪90年代末，重庆交通科研设计院曾采用强夯技术成功地处治了重庆渝长高速公路路基沉降问题，但是这种方法对结构物的动力冲击较大，限制了在桥头、涵洞等部位的应用。而且强夯的设计计算方法、质量检测评价方法等还有待进一步研究。
②压力灌浆法是利用机器施加高压，把能固化的浆液压入土体空隙，浆液凝固后把压力区范围内的土体固结，使用松散的土颗粒形成整体，达到控制沉降、减少不均匀沉降的目的。特别是针对公路路基下软土基的处治，可以直接改善土体结构，固结土体，控制沉降。但是这种方法在实践中的可行性及其压浆工艺、材料、适合范围等都还需要进一步研究。
③应用土工合成材料(土工格栅、塑料网格等)进行加筋或制成柔性褥垫层，使之调节和控制不均匀沉降。国内利用土工合成材料处治不均匀沉降也做过尝试和试验，如重庆交通科研设计院在20世纪90年代，采用土工合成材料处理广西南梧公路沉降及重庆渝长高速公路不均匀沉降均获得较好效果。值得注意的是，国际上普遍认为土工合成材料是处理不均匀沉降的有效措施，而且土工合成材料除了对地基有加筋作用外，还有滤层、排水、隔离、防护、防渗等作用。因此，采用土合成材料处治是一种值得推广的处理路基不均匀沉降的有效措施。但对其设置方法、作用效果、设计计算方法等问题尚需深入研究与试验。
2.施工方面
(1)做好施工组织设计
合理安排施工段的先后顺序，明确构造物和路基的衔接关系，以施工组织设计为依据，结合施工现场的实际情况，合理调配人员、设备，是保证路基施工质量的重要环节。
(2)做好施工前的准备工作
开工前要认真审阅设计文件，详细了解各段的填、挖情况，地质情况，填、挖土质和调配情况。对重要地段要作重点勘察，进一步核对设计资料，发现设计文件中有误应及时上报业主，妥善处理。
(3)认真清除地表土
不良土质、地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土，膨胀土等)必须予以清除，然后换填透水性材料，尤其是低填方路段要注意满足路基工作区的要求。有必要时要设置砂砾隔层，路基深度、宽度、长度都必须到位，不留丝毫隐患。填筑路堤前，首先应进行原地面处理。当路堤填筑高度小于1m时，应将路基范围内的树根、杂物全部挖除。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。如发现草炭层、鼠洞、裂缝时，应用符合条件的土回填，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30cm。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，应及时进行翻松、晾晒和含水量检测，在最佳含水量时进行碾压，达到要求的压实标准。
(4)严格控制填土含水量
施工时含水量要高于最佳含水量的1％～2％压实为宜，避免出现小于最佳含水量的压实情况。含水量偏小时，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、土粒间无法靠拢，因而难以达到最大密实度。如果含水量偏大，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。填筑路基前，疏通路基两侧纵横向排水系统，避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、黏土等细粒土，在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强，有较强承载能力，一旦受水浸泡，易形成翻浆或路基沉降。因此，做好路基施工前排水畅通尤为重要，工程监理和施工质量自检人员应认真监督。
(5)严格选取路基填料用土
路基填料确定前，需进行土质分析，做CBR值、标准击实等试验，对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土的CBR值、最大粒径不能满足规范要求的材料，不能用于路基填筑。
(6)做好监测工作
路基填筑前，要根据设计进行施工放样，建立半永久性的临时水准点和坐标点，并作好相应记录。路基坡脚放样一定要准确，确保路基宽度满足设计要求。路基坡角范围内，要求清除杂草、树根、淤泥等，并进行整形碾压，压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段应做好宽度不小于6m的向内倾斜的台阶。
(7)处理好特殊地段施工
填石路基与鸡爪形地段路基施工，可利用重型夯实设备进行强夯处理，或将土工格栅(土工布)水平分层布置在填石路堤内，防止或减缓细料在填料空隙中的流动。
(8)做好路基填筑碾压工作
路基施工必须分层填筑，分层碾压，一般路段压实厚度不得大于30cm。不同性质的土不能混填，同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑，一次到位，严禁帮宽。碾压过程中，要控制好含水量，压实度达到规范要求后，方可进行后续施工，压实度检测每层2 000m2(不足2 000m2按2 000m2计)不少于4点。根据不同填土类型和压实厚度，选择好压实设备。对于砂砾土，振动压路机具有滚压和振动双重作用，效果较好。
(9)做好路基施工中的排水工作
路基施工中，首先按照设计要求，做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施，以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2％～4％横坡，便于表面水及时排出。为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态，必须将影响路基稳定的地面水予以拦截，并排除到路基范围之外，防止浸沉、聚积和下渗。同时，对于影响路基稳定的地下水，应予以截断、疏干、降低水位，并引导到路基范围以外，使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
①一般路段排水：路基排水沟渠(包括边沟、截水沟、排水沟)要注意防潜、防冲。当沟渠纵坡达到或超过3％时，即需采取加固及防止渗漏措施；边沟过长时，应考虑减小纵坡的容许值或做好出口设计，将水引离路基；边沟过于平缓，相反会引起边沟淤塞，一般纵坡不小于0.5％，受限制时不小于0.3％。
②特殊路段排水：在深路堑、高路堤、滑坡、陷穴等地段，应注意结合水土保持进行综合治理。如用挖鱼鳞坑、水平沟、种草、植树等方法对被面径流进行调治与防护；在冲沟头植树，防止冲沟被侵蚀，危害路基；在沟谷布设路线，在沟谷中筑坝淤地，并保护路基坡脚不受水的冲刷破坏；还可做护坡埂、涝地、水窑等。
(10)对半填半挖部位产生的不均匀沉降的控制
将结合处挖方段下挖150cm，并依次做台阶，台阶宽1m，高为一个土方填筑层厚。每个台阶与填方整体填筑混压，150cm层面按94％控制压实度，150cm以上按96％控制压实度。
(11)做好施工后的养护工作
路基土石方施工时或完工后，应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体上施工。防护工程的砂浆、混凝土，应采用机械拌和，随拌随用，并注重做好养生。

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