摘要:近些年我國交通量快速提升,舊有道路很難滿足快速發展的車輛行駛要求,急需進行道路的拓寬改造。在拓寬道路過程中,新老路基的不均勻沉降是最為重要的問題之一,在很大程度上影響著拓寬道路的質量,需要對其進行有效處理。本文主要以某公路建設為例分析新老路基不均勻沉降的原因,在此基礎上提出相應的處理措施,希望能夠對相關人士有所幫助。
關鍵詞:拓寬道路;新老路基;不均勻沉降;處理技術
1 案例基本概況
S228、S339衡陽縣界牌至西渡公路屬湖南省“十三五”國省干線公路建設規劃,線路起于衡陽縣界牌鎮與衡山縣馬跡鎮交界的老路X034上(對應X034 樁號K18+804),途經界牌、石市、渣江、臺源、西渡等5個鄉鎮,終點在西渡鎮三垅村接衡西快線。實際路段長42.763公里。本項目設計路基寬度15m,路基標準橫斷面為1.5m土路肩+2.5m硬路肩+3.5m行車道+3.5m行車道+2.5m硬路肩+1.5m土路肩。
2 新老路基不均勻沉降原因分析
2.1 新老路基條件存在較大差異
在進行拓寬道路過程中,原有道路經過一定時間的使用已經發生了相應的沉降,地基土的密實性相對較高,特別是對于軟土地基來說,就算是某些區域還沒有全部固結,但是地基土的強度有了非常大的提升。但是新路的地基土并沒有受到外部載荷影響,所以一旦新老路基同時承受外部載荷,再加上受力位置的差異就會引發沉降之間的差異。
2.2 新老路基的特性有所差異
在進行舊有道路拓寬之后,在結合位置的路基材質以及路面結構層厚度、強度存在較大差異,新老路基在質量方面有所不同,所以新老道路結合位置的界面非常容易造成縱向開裂。老路基長時間承受載荷后已經形成了非常緊密的狀態,路基相對穩定。但是對于新路基來說,就算是嚴格遵照設計以及施工標準進行操作,但是想要確保新路基壓實也需要時間積累,新老路基在特性方面有所差異。除此之外,新老路基所用填筑材料之間的差異也是引發不均勻沉降的重要原因。
2.3 外部載荷的影響
老道路受到長時間外部載荷的影響地基大體上處于穩定狀態,路堤和地基土結合性較強,剛度較高。但是在其兩側進行拓寬時,這些新拓寬的路基受到偏心載荷的影響會產生偏載,從而造成不均勻沉降問題。若是新拓寬兩側路基產生的沉降增量通過反盆性作用在老路基中心,那么對于老路基中心的作用相對較小,兩側加寬的斷面形心垂線處較大。隨著對老道路的拓寬,外部載荷也會逐漸的向外延伸,這些外部載荷會作用在新拓寬路基之處,特別是外部載荷較大的情況下,絕大部分都會作用在拓寬路基上??偟膩碚f,新拓寬道路的路基受到的載荷會超出老路基,從而引發不均勻沉降問題。
2.4 新老路基結合位置的施工問題
新老路基結合位置的質量直接影響著最終道路拓寬的質量,但是結合區域的施工難度較高,需要非常高的施工技術規范來進行,所以在此過程中也容易產生質量問題,例如密實度相對較低、老路兩側存在大量草皮或者樹根等雜物、高填方路基沒有開挖或者開挖不夠合理、新老路基結合穩定性不足、不符合壓實標準等等。除此之外,壓路機錯輪較困難,對于每層土的壓實程度不足,一旦受到雨水影響就會造成根部密實度降低,若是排水設施不夠完善就會造成較嚴重的滲水,影響路基的沉降。
3拓寬道路新老路基不均勻沉降治理技術
3.1 首先要對新老路基所在區域的地質情況進行分析,一旦新老路基結合位置地質情況較差或者拓寬的道路處在相對陡峭的區域,容易造成路基強度不足,穩定性較差,從而引發變形問題。對于這些問題需要按照新老路基結合位置的具體情況選定針對性的治理技術。
第一,灌漿法。一旦路基發生較為嚴重、面積較大的的下沉時可以采用灌漿法進行治理。此種方法主要是按照具體情況利用不同方式(包括液壓、氣壓、電化學等方式)對于下沉路基實施鉆孔,確保其打通薄膜層。之后通過注漿管將漿液注入到地層內部,通過一定的壓力使得漿液滲入到地層的填料空隙當中,從而使得相對松散的沙土更加緊密的粘結到一起而形成整體,進一步增加路基的穩定性。要按照多種因素來設定灌漿時的壓力,包括:地基形態、填料的差異、路基密實度、強度、初始壓力、鉆孔深度、灌漿位置等等。
第二,固化劑法。對于高填方路基來說,在進行不均勻沉降治理時常常會受到路基填料方面的影響,若是所需填筑數量相對較少,那么就可以在已有填料當中摻入一定量的固化劑,能夠有效控制路基病害的出現。固化劑屬于較為特殊的建筑材料之一,其具有的物理性質和化學性質確保其可以應用在多種固化方式中,在應用時要按照具體情況來進行。固化劑和軟土之間進行攪拌時會產生對應的物理、化學反應,能夠有效提升原有地基樁體的強度以及剛度,可以大大優化樁周邊土體所具有的性質。
第三,粉噴樁法。此種方法主要應用于地基下沉在10cm之內的治理,在進行軟土地基處理過程中,粉噴樁方法通過專用的機械設備噴出粉體固化劑,同時在較深地基位置對其進行攪拌。采用此種方法實施路基加固處理過程中,一方面要認真查看路基的病害情況,保證粉噴樁施工設計的合理性,施工過程中一定要控制好相應參數,包括固化劑的摻入量、粉噴樁齡期、土樣含水率等等,確保粉噴樁施工嚴格遵照相應標準規范來進行,最大程度確保粉噴樁質量。
3.2 在拓寬道路施工過程中,對于老路進行消坡以及臺階的開挖都會造成新老路基的不均勻沉降。一般情況下臺階開挖主要包括“直接開挖”以及“先消坡再挖臺階”等方式。在進行消坡過程中一定要確保后次的坡度大于前次坡度,此種方式能夠確保舊有路基的穩定性。完成消坡后要實施臺階開挖,挖臺階段在臺階上鋪筑土工格柵、格石等土工材料,有效提升新老道路接觸面,確保其能夠穩定的銜接。
3.3 在實施新老路基拼接時,要最大程度確保老路中心附加沉降和新老路基之間不會出現比較大的偏差,盡量將老路基中心附加沉降控制在30mm之內,控制路拱橫坡度的增加值≤0.5%;對于軟土路基來說,在進行路基拓寬過程中一定要控制好原有路基的地下水位,避免其發生嚴重下降。路基壓實度比普通道路路基提高一個百分比,3/嚴格控制路基填筑材料,盡量用透水性砂性土進行回填,加寬部分路基增加一層30~50CM厚的級配碎石層緩解不均勻沉降。同時,在排水清淤過程中也要采取針對性的防滲以及隔水措施。除此之外,新老路基最好單獨進行處置,若是兩者之間距離較近就需要通過必要的隔離措施來處理新建路基,這樣可以有效降低新建路基施工過程中對于老路基的影響,避免發生不均勻沉降問題。
4 結語
經過多年的發展,很多舊有道路在承載能力、道路質量等方面都已經無法滿足現代社會發展需要,需要對舊有道路進行拓寬。拓寬道路過程中新老路基不均勻沉降是最為嚴重的問題之一,本文在分析其原因的基礎上提出了相應的處理措施,能夠對路基沉降控制提供一定參考和幫助。
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作者簡介:傅小強(1986—),男,本科,工程師,主要從事路橋工程項目經理和技術負責人的崗位工作。