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摘要:市政道路路基沉陷是其常见病害之一,由于设计、施工等因素造成的不均匀沉降、局部沉降与整体下沉对路基造成了严重的危害。针对这些问题,对高填方路段采取分层填筑,对软土基使用换填法,对路基整体加强回填密实处理,并强化路基沉降观测,能够有效控制路基沉陷病害。
关键词:市政道路;路基沉陷;控制措施;压实度
道路路基即路面基础结构,要有足够的稳定性的强度才能够保证路面结构更为稳定实用。我国市政道路路基中存在着一些不稳定因素,造成各种路基病害,其中路基沉降病害由于其危害性大,产生原因较为复杂,成为市政道路路基防治和质量控制的主要方向。不同的路基,其沉陷病害产生原因,应对措施有一定的差异,采取各种措施,保证其压实度是关键所在。
一、市政道路路基沉陷病害类型及其成因
(一)路基沉陷病害类型
路基沉陷存在于市政道路路基施工期以及建成后,是一种常见性病害。在高填土路基完工后,因使用时间与荷载的增加,会使路基垂直向出现较大变形与沉陷,一般表现为三种类型:路基的不均匀沉降、路基的局部沉陷与路基的整体下沉。同时,从沉陷发生段的不同上,又分为地基沉陷与路堤沉陷两种情况。当高填土路基发生沉陷后,路基纵向与横向上往往会出现开裂或者边坡滑动等病害。
(二)路基沉陷成因分析
路基沉陷成因包括了各个方面的因素,第一,设计方面,路基沉陷有来自于路基段水文、土质、施工方案、边坡情况、路基填料等方面的因素,复杂地区的市政道路路基设计,会对高填土路基做特殊设计,这需要对软土基、采空区等各种特殊地质进行详细的勘察,对高填方路段进行各种稳定性与变形验算,并对施工工艺和路基填料进行特殊要求,并对压实工艺和特殊处理做出要求。这些工作都需要在设计阶段进行处理,当设计阶段未进行详细勘察与特殊要求时,就容易造成路基压实质量不足,并引发沉陷问题。第二,施工因素。由于高填方路段需要采取分层填筑法进行施工,对于相应的技术规范、施工设备都有严格的要求,铺筑厚度、压实机具不符合相应规定,都会导致压实度不足,当出现重复荷载时,与填料的自重作用会形成一种累积效应,并引发路基沉降变形。施工过程中的施工人员技术能力、责任心、施工现场管理等,都对施工质量有严重影响,对于填料的处理、台阶的设置、接茬部的处理、路基填土高度、路基沉降观测等,都有严格的技术规范,处理不严格,就会使路基出现裂缝与沉降。第三,土基含水量。路基范围内土基的含水量对于路基沉陷有严重影响,含水量过大,就可能会使土质过于松软,降低路基强度,导致连起坍塌,使路基出现沉降与滑动。路基、路面以及中央分隔带的排水不流畅,也会使路基出现进水问题,进而导致路基局部沉陷。路基压实时,含水量未达到最佳状态,也会影响到路基压实度。第四,路基刚度不足,即路基在抗变形能力上存在不足。路基接茬处、挖填结合部位、填地厚度变化明显部位、路基中构筑物埋设处以及地基性质差别较大的部位等,在处理不当时,容易造成路基刚度差距过大。此外,在路基沉降观测不严格,沉降数据计算控制不严时,会导致路基实际沉降速度以及工后沉降量与预期沉降量差距过大,使路基沉降速度过快、变形较大。
二、市政道路路基沉陷病害的控制措施
(一)高填方下沉控制
第一,使用分层填筑技术,使用该施工技术时,填土高度及虚铺厚度要控制在30cm之内;在保证设计宽度的基础上,将填土与压实的施工宽度适当提升。如果路基有水淹部位存在,还需要使用水稳性较强的填料。填土性质不同时,要分别填筑,严格禁止混填,每一种填料层的总厚度要高于50cm;控制好填挖结合处的施工质量。填挖结合处以及分层接茬处需要预留台阶;对于大型机械无法压实的区域,要注意用小型设备,或者人工有效补充与夯实;要保证无压实死角,避免漏夯或者夯实度不足;不得使用倾填法填筑,填土层要避免厚度过大;严格控制压实质量。回填料超过一种以上时,所有填料不能用某一种填土击实试验所获得的密度标准为统一标准,需要对各种填土根据其特征,分别进行若干组的击实试验后,再按照相应规定取值。根据作业实际情况,严格选择压实设备,控制其重量。压实设备要满足压实要求,不能用吨位太轻的设备,若有必要,可以选择强夯设备。压实过程中,横向接头的重叠取值要控制在40-50cm范围内,使用三轮压路机时,接头重叠处一般是其轮宽的50%,前后相邻的两个区段处的纵向重叠要控制在1-1.5m内。施工前,要对路基试验段进行严格的试验,根据其土质和场地情况,严格选择施工设备,严格根据试验所得出的结论对其余路基段进行指导施工。
(二)软土路基沉陷控制措施
软土路基的沉陷一般采取换填法进行处理。换填时使用的土料要具有良好的渗水性,并且要加固基底。可以通过抛石挤淤的措施处理以下情况:池塘、沼泽以及河流等积水较多的洼地;常年处于积水状态,不易使用抽干处理;表面没有硬壳;有较大软地液限指数以及片石下沉到下卧层等情况。当处理区域不属于这些情况时,就需要采取挤密桩的措施来处理沉陷问题,这一方法适用于各种湿陷性黄土、砂性土和各种非饱和粘性土等超限情况的处理中。在桩体结构成孔过程中,沉管与周边土体会产生一种相对的横向挤密效果,运用此效果,将碎石夯实到挤密桩中,形成碎石桩,挤密桩就会和土体结构产生一种复合效应,进而加固地基,有效控制路基沉陷。
(三)对路基进行回填密实处理
路基范围内的各种盐渍土和膨胀土等不良土质、地表的各种植被、树根与垃圾等要全部清除,再用透水性材料进行换填处理,低填方路段尤其要严格注意工作区要求,在必要时,要注意布置砂砾隔层,确保路基的深度、宽度和长度都能够达到相应标准,不能留下任何隐患。在路堤填筑前,要先整理原路基地面,如果路堤填筑高度在1m以下时,要全部清除路基范围内的各种垃圾杂物与树根。如果路基基底表层土属于腐殖土性质时,要使用挖掘机或者人工全部换填表层土,根据具体情况确定换填厚度。如果路基范围内有草炭层、裂缝以及树洞时,要注意根据条件选择合适性质的回填土,并严格压实。如果路堤需要通过耕地时,在填筑前,要先清除30cm的表土层,因剥离表土后,路基基底含水量较高,为保证压实度,需要对基底进行翻松、晾晒处理,并检测含水量,当含水量达到最佳状态时,再进行压实,能够更好地保证压实质量。
(四)重视对路基沉陷情况的观测
要达到最佳沉陷防治效果,要跟踪观测路基沉陷情况,确定路基沉陷处理效果。市政道路路基沉陷观测方法包括地面沉降观测、深层沉降观测与分层沉降观测等。在施工段进行地表沉降观测时,通常是在原地面埋设沉降板,再实施高程观测。无论是横向路堤还是纵向路堤,都需要更多的沉降板布点,来保证观测结果的真实度。针对土体内部,可以使用分层沉降观测,以观察软土层沿深度方向上各个层次的具体压缩情况。对于路基主体内部,可以在土体内部布置分层沉降标,由导管及加套感应线圈的波纹管组合而成,以开展分层沉降观测。
结语
市政道路路基沉陷病害是常见病害之一,设计、施工、含水量、路基刚度等处理不当时,会导致路基的不均匀沉降、局部沉陷与整体下沉。针对这些问题,在高填方路基段进行分层填筑,对软土基进行换填,对路基进行整体回填密实性处理,加强对路沉降的观测,能够有效控制路基沉陷,保证路基压实度,平衡路基综合刚度,保证市政道路的稳定性。
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