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路基横向不均匀沉降病害的成因

文章来源:水泥路面裂缝修补公司砼佳路桥 发布时间:2019-8-26 21:30:58

路基横向不均匀沉降的发生是多方面因素综合作用的结果。其中,内因在于地基及路 基本身;外因是车载、地下水及自重等作用。
1.地基对路基横向不均匀沉降的影响
(1) 路堤地基处理不当
①伐树除根及表土处理不彻底或是路基基底的压实度不够,致使路堤形成后,一旦杂质 腐烂变质,地基将会发生松软和不均匀沉降。
② 地面横坡> 1 :5的路段,路堤填筑前地基未按规定要求挖成台阶,填料与地基接合不 良,在荷载作用下填料极易失稳而沿坡面发生滑移,从而产生横向不均匀沉降。
(2) 特殊地基地段
① 软土地基对路基横向不均匀沉降的影响。当路基修筑在软土地段时,软土层在附加 应力作用下,会发生固结沉降、次固结沉降和侧向塑性挤出,导致明显的沉降变形。河谷、水 塘地段清淤处理过程中,由于处理不彻底或回填材料控制得不好,从而形成人为的相对软土 层,造成路基的不均匀沉降。在高填方填筑后,地基出现不均匀沉降,甚至路面开裂。在地 表水和地下水排泄困难的地方,地基土中的软土层在固结过程中的较大沉降变形,也是产生 过大沉降和沉降差的重要原因。有些路段所处地基不属于软土地基,但处于低洼、河谷处, 长期受水冲蚀,天然含水率较高,在设计时未发现或未作特殊处理,在施工时也未做等载或 超载预压,也会产生不均匀沉降。
② 岩溶地基对路基横向不均匀沉降的影响。在碳酸盐岩地区,路基下有时分布有岩溶 洼地或漏斗,其中的沉积物松软,在行车动载的作用下,沉积物压实、侧向流动和下陷,造成 路基沉陷。一般说来,土层的天然含水率越高、天然孔隙比越大,则压缩系数越大、承载力越 低,则路基的沉降量和沉降差越大;抗剪强度和承载力越低,则侧向塑性挤出甚至局部坍滑 的可能性越大。故地基中存在岩溶,容易导致路基的横向不均匀沉降。
2.路基本身引起的路基横向不均匀沉降
(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。若填料中混入种植土、腐殖土 或泥沼等劣质土,或土中含有未经打碎的大块土或冻土等,或在填石路堤中石料规格不一, 性质不匀,空隙很大,在雨季可能产生局部明显横向下沉。
(2) 路基填土压实不足
由于压实度不足往往导致填方路基的横向不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝。 压实度不足的主要原因有如下几点:
① 路基施工受实际条件的限制时,如天气太干燥,局部路堤填料含水率低,土块粉碎不 足,致使路基压实度不均匀;暗埋式构造物因其长度限制使路基边缘不能超宽碾压,致使路 基边缘压实度不够;加减速道与行车道没有同步施工,当拼接处理得不好时,其拼接处也产 生压实度不足的情况。
② 在填方路堤施工中,当路堤施工到一定高度以后,路堤边缘土体往往存在压实度不 足,其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和,在自重作用下就会发生 沉降变形。这些附加应力引起土体中有效应力改变,从而导致土体发生压缩变形。土体压 实度不足还会导致填土路基的侧向完全受限,仅有竖向变形。实际路基土中存在有侧向变 形,这种侧向变形会引起沉降。
③ 由于填方土体的最佳含水率控制不力,压实效果达不到要求。
④ 考虑到施工安全和进度,使得压实作用时间不足,路基压实不充分,致使路基压实度 达不到要求。
⑤ 其他原因:如路基填料的含水率、压实时的松铺厚度、碾压机具选择不当等,都易造成 路基压实不足,使路基土的密实度达不到要求,这样土体仍会发生积水,造成水分积聚和侵 蚀路基,使路基土软化或因冻胀而产生不均匀沉降。
(3) 半填半挖部位产生的不均匀沉降

由于填方与挖方的沉降系数不同,在行车荷载的作用下,随着时间的推移,填方与挖方 的沉降差值越来越大,易在交界处出现土基不均匀沉降,路基产生纵向裂纹。
3.水文气候引起的路基横向不均匀沉降
(1) 气候对路基横向不均匀沉降的影响
降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或温差过大,都可能使高路堤产生横向不均匀下沉。
(2) 地下水对路基横向不均匀沉降的影响
在地下水的交替作用下,路基土体内含水率反复变化。土体重度在一定范围内波动,由 毛细管张力引起负孔隙水压力可以达到相当的数值,再加上水的软化、润滑效应,有可能使 路基产生横向沉降变形。
4 .施工方面的原因
填筑顺序不当,未在全宽范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定,填料质量不符合要求, 填料水稳性差,不同性质的填料混填,因不同土类的可压缩性和抗水性差异,都会形成不均 匀沉降。路基填料含水率控制不严,又无大型整平和碾压设备,使压实达不到要求。施工过 程中,未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排水,有的积水浸入路基内部,形成水 囊;晴天施工时,未排除积水和控制含水率就继续填筑,以致造成隐患。
5.加宽路基病害机理分析
高等级公路改扩建工程路基加宽出现的各种病害,其产生的原因与地质勘察、设计施工 等有关。按照病害的类型,可以从稳定性和变形两个方面分析其产生机理。
(1)稳定性不足
稳定性不足是指加宽路基自身稳定性不能满足稳定要求,