3文獻(xiàn)綜述（張承高速公路二期工程獅子溝路段路基沉降的分析）

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述系別：工程技術(shù)系專(zhuān)業(yè)：土木工程 姓名：楊春雷學(xué)號(hào)：051118222015年4月5日文獻(xiàn)綜述摘要：高速公路路基沉降問(wèn)題是高速公路施工建設(shè)屮的一大技術(shù)難題，倘若發(fā)生過(guò)大沉降 或者沉降不均勻，都會(huì)為高速公路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)不利影響，因此，對(duì)于高速公路路基沉 降有必要分析其產(chǎn)生原因并提出合理的控制措施。關(guān)鍵詞：高速公路；施工工藝；施工工藝；控制措施1引言從高速公路路基沉降的成因、造成的危害及處理措施等方面對(duì)路基沉降問(wèn)題研究的現(xiàn)狀、存在的問(wèn) 題做出簡(jiǎn)要評(píng)述。所謂的路基沉降，是指道路的某礎(chǔ)由于受到外界的力或是自身的重力作用而下沉的現(xiàn)象。對(duì)于高速 公路而言，由

2、于橋涵、通道等構(gòu)造物較為密集，加z設(shè)計(jì)車(chē)速較高，為避免出現(xiàn)后續(xù)事故，預(yù)防路基沉 降就顯的尤為重要，所以要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)各種因索分析沉降出現(xiàn)的原因并提出合理處理方案，用來(lái)預(yù)防 或整修。2沉降類(lèi)型及原因分析2.1縱向不均勻沉降路基縱向不均勻沉降主要表現(xiàn)為橋頭跳車(chē)和縱向填挖交界處不均勻沉降，致使路、橋過(guò)渡段出現(xiàn)不 同程度的臺(tái)階，h路面平整性受損，嚴(yán)重影響了公路的使用功能。2.2縱向不均勻沉降的原因分析路基縱向不均勻沉降主要表現(xiàn)為橋頭跳車(chē)和縱向填挖交界處不均勻沉降，致使路、橋過(guò)渡段出現(xiàn)不 同程度的臺(tái)階，且路血平整性受損，嚴(yán)重影響了公路的使用功能，故路基的縱向不均勻沉降的主要表現(xiàn) 形式便是橋頭跳車(chē)囚。橋頭

3、跳車(chē)的產(chǎn)生和形成是多方面的，包括地基地血條件、填料、施工材料以及設(shè)計(jì)、施工等諸多方 面原因，主耍原因如下：2.2.1地基強(qiáng)度不同橋頭跳車(chē)產(chǎn)生的基木原因是橋臺(tái)與路基間的材料彈性模量不一致而引起的沉降差超過(guò)某個(gè)限值時(shí)所 致。i大1為橋臺(tái)基礎(chǔ)一般都作了加固處理，例如采用樁基礎(chǔ)等，其沉降量很小，何路基填土所固有的壓縮 徐變性能需待通車(chē)后一段較長(zhǎng)時(shí)間才能趨于穩(wěn)定，二者在結(jié)構(gòu)剛度上產(chǎn)生了很人的差異。222設(shè)計(jì)方面原因設(shè)計(jì)人員若對(duì)碾壓方式方法考慮不周、填料要求不嚴(yán)格、臺(tái)背排水考慮欠佳、路堤填土處理不當(dāng)?shù)? 必然產(chǎn)生較大沉降。2.2.3施工方面原因臺(tái)后填料不當(dāng)、壓實(shí)不足等致使填料壓實(shí)度滿(mǎn)足不了設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，

4、產(chǎn)生較大的工后沉降。2.2.4地基浸水軟化軟土、黃土地基浸水造成路基沉降。225橋臺(tái)伸縮縫的破損，形成臺(tái)階川2.3橫向不均勻沉降由于車(chē)載、地下水及自重等作川，路慕橫向不均勻沉降引起的公路工程病害已成為公路工程質(zhì)量通病之一。2.4橫向不均勻沉降的原因分析路基橫向不均勻沉降的發(fā)生是多方面因索綜合作用的結(jié)果。其中，內(nèi)因在于地基及路基木身；外因 是車(chē)載、地下水及自重等作用。2.4.1地基對(duì)路基橫向不均勻沉降的影響1路堤地基處理不當(dāng) 伐樹(shù)除根及表土處理不徹底或是路基基底的壓實(shí)度不夠，致使路堤形成后，一旦雜質(zhì)腐爛變質(zhì), 地基將會(huì)發(fā)生松軟和不均勻沉降。 地面橫坡大于1： 5的路段，路堤填筑前地基未按規(guī)定要求

5、挖成臺(tái)階，填料與地基結(jié)合不良，在 荷載作用下填料極易失穩(wěn)而沿坡面發(fā)生滑移，從而產(chǎn)生橫向不均勻沉降。2.4.2特殊地基地段 軟土地基對(duì)路基橫向不均勻沉降的彫響當(dāng)路基修筑在軟土地段時(shí)，軟土層本身力學(xué)性能差，在附加應(yīng)力作用卜"，會(huì)發(fā)生固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降 和側(cè)向敎性擠出，導(dǎo)致明顯的沉降變形。有些河谷、水塘地段雖作了清淤處理，但是處理不徹底或冋填 材料控制得不好，從而形成人為的相對(duì)軟土層，造成路基的不均勻沉降。在高填方填筑后，地基出現(xiàn)不 均勻沉降，共至路而開(kāi)裂。在一些地表水和地下水自然排泄困難的地方，地基土屮的軟土層在固結(jié)過(guò)程 屮的較大沉降變形，也是產(chǎn)牛過(guò)人沉降和沉降差的重要原因。有些路段所

6、處地基不屈于軟土地基，但處 于低洼、河谷處，長(zhǎng)期受水沖蝕，天然含水量較高，在設(shè)計(jì)時(shí)未發(fā)現(xiàn)或未作特殊處理，在施工時(shí)也未做 等載或超載預(yù)壓，也會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。 巖溶地基對(duì)路基橫向不均勻沉降的影響在碳酸鹽巖地區(qū)，路基下有時(shí)分布有巖溶洼地或漏斗，其中的沉積物松軟，在行車(chē)動(dòng)載的作用下, 沉積物壓實(shí)、側(cè)向流動(dòng)和下陷，造成路基沉陷。比較有代表性的丄程實(shí)例是在昆明至瑞麗公路，有一處 屬這種類(lèi)型。該公路通過(guò)處為灰?guī)r地區(qū)的凹狀地形區(qū)，自1991年開(kāi)始，路面每年下沉約1.5m, 1993 年79個(gè)月，每月墊高路面0.5m,側(cè)向變形作用不明顯。其原因主要是路基以下為巖溶洼地，洼地內(nèi) 風(fēng)化殘積物疏松軟弱，該處在地貌上

7、易于地下水的匯集。在交通荷載作用下，殘積物壓密和側(cè)向流動(dòng), 使路基近于垂直下沉。一般說(shuō)來(lái)，土層的天然含水量越高、天然孔隙比越大,則壓縮系數(shù)越大、承載 力越低，則路基的沉降址和沉降差越人；抗剪強(qiáng)度和承載力越低，則側(cè)向贈(zèng)性擠岀其至局部坍滑的可能 性越人。故地基小存在巖溶，容易導(dǎo)致路基的橫向不均勻沉降。2.4.3路基本身引起的路基橫向不均勻沉降1路堤填料不均勻在公路施工過(guò)程中，對(duì)填料、級(jí)配很難得到冇效的控制。若填料中混入種植土、腐殖土或泥沼等劣 質(zhì)土，或土中含有未經(jīng)打碎的人塊土或凍土等，或在填石路堤中石料規(guī)格不一，性質(zhì)不勻，亂石中空隙 很大，在一定期限（例如雨季）可能產(chǎn)生局部明顯橫向下沉。另外，填料

8、常常是路塹的挖方、隧道掘進(jìn)產(chǎn) 生的廢方。這些填料性質(zhì)差異大、級(jí)配也相差很遠(yuǎn)。在施工過(guò)程屮，如果分層碾壓厚度過(guò)大，小顆粒 填料和軟弱物質(zhì)很難得到冇效壓實(shí)，在荷載的長(zhǎng)期作川下，回填料會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)沉降變形。2路基填土壓實(shí)不足由于壓實(shí)度不足往往導(dǎo)致填方路基的橫向不均勻沉降變形，路基兩側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫。路基土體壓實(shí) 度不足的主要原因冇以下幾點(diǎn)。 路基施工受實(shí)際條件的限制時(shí)，如犬氣太干燥，局部路堤填料含水量低，土塊粉碎不足，致使 路基壓實(shí)度不均勻；暗埋式構(gòu)造物因其長(zhǎng)度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實(shí)度不夠; 某些加減速道與行車(chē)道沒(méi)有同步施工，當(dāng)拼接處理得不好時(shí)，其拼接處也產(chǎn)牛壓實(shí)度不足的情況。

9、在填方路堤施工中，當(dāng)路堤施工到一定高度以后，路堤邊緣土體往往存在壓實(shí)度不足問(wèn)題。對(duì) 于較高的填方路基，通常都要作相應(yīng)的處治。填方土休壓實(shí)度不足，其結(jié)果是土體前期固結(jié)壓力小于自 重應(yīng)力和各種附加應(yīng)力z和，在自重作用下就會(huì)發(fā)生沉降變形。這些附加應(yīng)力主要來(lái)自以下幾個(gè)方面: 車(chē)載，尤其超載情況；含水量變化造成土體垂度的改變；地下水位升降而導(dǎo)致浮力作川改變；土體飽和 度改變，引起負(fù)孔隙水壓力改變。這些附加應(yīng)力引起土體中冇效應(yīng)力改變，從而導(dǎo)致土體發(fā)生壓縮變 形。土休壓實(shí)度不足還會(huì)導(dǎo)致填土路基的側(cè)向完全受限，僅有豎向變形。實(shí)際路基土小存在有側(cè)向變形, 這種側(cè)向變形會(huì)引起沉降。 市于填方土體的最佳含水量控制不

10、力，壓實(shí)效果達(dá)不到要求。 考慮到施工安全和進(jìn)度，使得壓實(shí)或壓實(shí)作用時(shí)間不足，路棊壓實(shí)不充分，致使路基壓實(shí)度達(dá) 不到要求。 其他原因：如路基填料的含水量、壓實(shí)時(shí)的松鋪厚度、碾壓機(jī)貝選擇不當(dāng)?shù)?，都易造成路棊?實(shí)不足，使路基土的密實(shí)度達(dá)不到耍求，這樣土體仍會(huì)發(fā)牛積水，造成水分積聚和侵蝕路基使路基土 軟化或因凍脹而產(chǎn)生不均勻沉降。3半填半挖部位產(chǎn)生的不均勻沉降由于填方的沉降系數(shù)與挖方的沉降系數(shù)不同，在行車(chē)荷載的作用下，隨看時(shí)間的推移，填方與挖方 的沉降差值越來(lái)越大，易在交界處出現(xiàn)土基不均勻沉降，路慕產(chǎn)生縱向裂紋3。2.4.4水文氣候引起的路基橫向不均勻沉降1氣候?qū)β坊鶛M向不均勻沉降的影響氣候也是引起

11、路基的橫向不均勻沉降的一個(gè)重要因素。降雨量過(guò)人、洪水、冰凍、積雪或溫差過(guò)大, 都可能使高路堤產(chǎn)生橫向不均勻下沉。2地下水對(duì)路基橫向不均勻沉降的影響在地下水的交替作用下，路慕土體內(nèi)水含雖反復(fù)變化。土體重度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，更為重要的是, 由毛細(xì)管張力引起負(fù)孔隙水壓力可以達(dá)到和當(dāng)?shù)臄?shù)值，再加上水的軟化、潤(rùn)滑效應(yīng)，有可能使路基產(chǎn)生橫向沉降變形。路基或地基中地卜水的動(dòng)態(tài)性對(duì)路基不均勻沉降有很大影響。路堤及其地阜中的地下水 主要補(bǔ)給來(lái)源有三種類(lèi)型，即地下水側(cè)向補(bǔ)給、降用補(bǔ)給和地表水側(cè)向補(bǔ)給巴 具動(dòng)態(tài)變化及侵蝕作用 影響到土體中的冇效應(yīng)力分布、土體的結(jié)構(gòu)特征和土體強(qiáng)度，從而導(dǎo)致路棊的橫向不均勻沉降。2.4

12、.5施工方面的原因填筑順序不當(dāng)，未在全寬范圍內(nèi)分層填筑，填筑厚度不符合規(guī)定，填料質(zhì)量不符合要求，填料水穩(wěn) 性差，不同性質(zhì)的填料混填，因不同土類(lèi)的可壓縮性和抗水性差兄形成不均勻沉降。路基填料含水量 控制不嚴(yán)，又無(wú)大型整平和碾壓設(shè)備，使壓實(shí)達(dá)不到要求。施工過(guò)程中，未注意排水，遇雨天時(shí)，路壟 積水嚴(yán)重，無(wú)法自行排水，有的積水浸入路基內(nèi)部，形成水囊；晴天施工時(shí)，未排除積水、控制含水量 就繼續(xù)填筑，以致造成隱患3沉降的危害長(zhǎng)期以來(lái)，在高速公路建設(shè)的建設(shè)中形成了比鮫成熟的地基處理設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)，積累了一定 的經(jīng)驗(yàn)，但是，路基長(zhǎng)期變形問(wèn)題依然未得到完全解決，主要是工后沉降過(guò)人，導(dǎo)致公路路而平整度差 和橋

13、頭跳車(chē)現(xiàn)象嚴(yán)重。往往隔不了多長(zhǎng)時(shí)間就需要重修路面，造成巨人的經(jīng)濟(jì)損失。地基工后沉降問(wèn)題 的研究，對(duì)保證高速公路建設(shè)質(zhì)量、正常運(yùn)營(yíng)以及延長(zhǎng)公路的使用壽命具有重要意義。為使高速公路建 成通車(chē)后，確保路面的使用質(zhì)量，必須重視特殊路段地基的處治，而地基沉降計(jì)算是判斷路基是否需要 處理的重耍依據(jù)。4小結(jié)路基的丄后沉降問(wèn)題的研究，對(duì)保證鬲速公路建設(shè)質(zhì)量、正常運(yùn)營(yíng)以及延長(zhǎng)公路的使用壽命具有重 人意義。為使高速公路建成通車(chē)示，確保路而的使用質(zhì)量，必須重視特殊路段地基的處理，而地基沉降 計(jì)算是路基是否需要處理的重要步驟。本文著重介紹路基不均勻沉降的成因，但實(shí)際上，仍然是個(gè)十 分復(fù)雜的過(guò)程。參考文獻(xiàn)1聶忠權(quán).路基病害整治m.北京：人民交通岀版社，2010.2張志祥，趙體昌，徐文遠(yuǎn).如何避免路基不均勻沉降問(wèn)題的探究j森林工程，2000, (5): 57-5&3陳忠達(dá).路基路面工程m.北京：人