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路基沉陷的原因及防治对策分析

文章来源:水泥路面裂缝修补公司砼佳路桥 发布时间:2019-8-19 23:14:39

1. 路基沉陷的原因

路基层位不同,承受载荷情况及受外界气候变化影响就不同,因此路基沉陷的原因也是多方面的。一般认为路基沉陷由以下原因造成:

(1) 地质地形自身的缺陷。公路沿线所在地域往往地质条件恶劣,承载力达不到要求, 特别是在流沙、泥沼等劣质土壤地段。填料土壤中混入这些腐殖土、泥沼土、冻土等,容 易导致填料的规格不一,填料间的空隙大,最终使得填料约束能力有限,地基压实程度达 不到工程质量要求,在外界因素的刺激下,原公路路基土壤易下沉和移位,造成路基的 沉陷。

(2) 气候或天气的影响。公路所在地区的气候条件、降水量大小、洪涝干旱、季节温差 等都会对路基造成不同程度的影响。极端的天气,不是造成了路面下毛细水上升,就是温 差过大,造成土壤结构的破坏、强度降低,使得公路路堤产生不均匀下沉,导致路基沉陷。

(3) 荷载车辆的影响。公路在建成通车后,车流量会随着交通的完善,比原设计中预计的 流量有所增加;在我国,车辆超载现象也比较常见,无疑会给公路路基造成超负荷影响。渗 透性材料一般选用公路路基填土材料,这种材料的空隙率很大,在大量的超载车辆和公路自 身的重量作用下,填料的密实度会逐渐增大,而空隙率会逐渐减小,从而造成公路路基沉陷。

(4) 公路设计中存在的缺陷。公路路基的设计质量是其日后稳固支撑的关键,设计不合 理或设计缺陷都会直接导致日后路基的沉陷。在公路的勘察设计阶段,对地质资料的审査 不周密,对外界环境迫害力估计不足,或对路基的防护措施不到位,最终将导致路基在环 境因素的干扰下,出现不同程度的沉陷或其他路基灾害。在设计中,路基的排水设计也应 该充分考虑到当地降水量的影响,一旦有过多的水分侵入路基,就会使得路基填料的含水 量增加,降低路基的强度和稳定性。排水不畅通极易造成路基的下沉,形成路基沉陷。 常见公路路基的沉陷形式有路基沉陷、边坡滑塌等。

2. 路基沉陷的防治对策分析

路基沉陷的成因决定了其具有很多不确定性,因此对路基的危害防治应从公路工程的 设计中就予以充分考虑,并在工程施工中严格按照设计要求来实现质量达标,还要在公路 路基养护中制定科学合理的养护方案,使路基始终保持健康的状态,从而避免路基灾害的 发生或降低路基灾害带来的损失。为防治路基沉陷常采用以下对策:

(1) 勘察设计阶段重视路基的灾害预防。公路勘察设计中的不规范和不到位是路基沉陷的 重要原因。在公路的勘察设计阶段,不能仅依靠设计者的经验和设计原则来确定路基的施工 标准;还要结合路基所处地质环境和所承受的车辆载荷情况,来实际分析路基应当具备的抗 压迫和承载能力,再进一步做出优化设计方案。部分业主往往在施工中只注重工程成本的控 制,在公路设计阶段忽视或放弃了地质资料的整理,也没有给设计单位提供必要的路基所 处地质环境资料,导致设计人员在设计过程中对路基沉陷没有做出必要的考虑,引起后期 公路通行中发生路基灾害事故。因此,在工程设计过程中有必要对公路沿线的地质资料进 行有效的审视,并在公路纵横断面设计时,有目的地选取典型的区段进行沉陷技术设计。

(2) 路基加固技术措施。公路施工质量是保证路基良好的关键环节,施工队伍的管理水 平、技术水平和作业水平都是工程质量的内在核心。其中技术管理和技术措施的采用十分 关键。为了保证公路通车后的安全稳定性,对公路路基的沉陷危害必须采用科学、合理、 有效的技术措施进行加固防治。

1) 换填法。填土换填法主要是针对路基沉陷不深且面积较小时采用。它将原受损路基 中的填料挖除,更换成符合规范的填料重新整平压实。所用换填土宜选择塑性指数优良的 粉质黏土或砂砾土;挖除病害的路基时面积应适当扩大,并呈台阶形状,填土时由下往上 逐层填筑,碾压密实,压实度应较之原来的基础高出1%〜2%。这种方法简便易行,没有 太多的技术要求,在实际中应用较为广泛。

2) 固化剂法。固化剂分为液态和固态两类。液态的固化剂主要是水玻璃;固态的固化 剂有石膏、石灰、水泥等。作为一种特殊的建筑材料,固化剂可以在多种场合发挥作用。 当路基沉陷发生时,假若路基填料受限,且要求数量较小时,可以在原填料中混合一些固 化剂进行加固处理。液态的固化剂的使用,往往是通过将浆液打入填料使填料产生凝结达 到固化效果,适用于深层土的固化凝结;固态固化剂的使用是与填料混合加压来形成固结 硬化,主要适用于浅层填料的固化。固化剂的种类和用途不同,在公路工程施工中应根据 不同的需求及填料图的性质来选择固化剂。

3) 成桩加固法。成桩加固法主要有粉喷桩法,生石灰桩及灰土、碎石和干拌水泥碎石桩挤 密法等。对于处理10 m以内路基下沉的病害,采用粉喷桩加固技术是十分有效的。粉喷桩是通 过固体固化剂的注入,在软基之间进行一定的物理和化学变化,形成具有一定强度和硬度的桩 体;同时,在桩体周围的土质也随之发生变化,并与桩体仪器承担载荷,起到加固的作用。采用 这种方法时,应仔细分析路基沉陷的状况,严格按照规范要求进行粉喷桩的施工设计和施工作 业。粉喷桩的处理过程属于隐蔽工程,因此.应特别注意施工中的质量控制和检验。

4) 压力注浆法。压力注浆法通过注浆管使浆液在一定压力的作用下渗透、充填进路基 的空隙或砂石间的空间,在经过一段时间的人工控制,使原本松散的路基变成强度高、结构 成一体的新路基实体,实现路基强度的提高。这种方法适用于路基沉陷面积大、深度大的情 况,注浆的扩散情况受到灌浆压力的影响,实际应用中可以根据填料的种类、受损形状及路 基的密实度、强度等因素,具体确定注浆的形式和灌浆压力,必要时还应进行现场试验。