1.地基對路基橫向不均勻沉降的影響
(1)路堤地基處理不當(dāng)
①伐樹除根及表土處理不******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),地基將會發(fā)生松軟和不均勻沉降。
②地面橫坡大于1:5的路段,路堤填筑前地基未按規(guī)定要求挖成臺階,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)特殊地基地段
①軟土地基對路基橫向不均勻沉降的影響
當(dāng)路基修筑在軟土地段時,軟土層本身力學(xué)性能差,在附加應(yīng)力作用下,會發(fā)生固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降和側(cè)向塑性擠出,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******或回填材料控制得不好,從而形成人為的相對軟土層。在高填方填筑后,地基出現(xiàn)不均勻沉降,造成路基的不均勻沉降,甚至路面開裂。在一些地表水和地下水自然排泄困難的地方,地基土中的軟土層在固結(jié)過程中的較大沉降變形,也是產(chǎn)生過大沉降和沉降差的重要原因。有些路段所處地基不屬于軟土地基,但處于低洼、河谷處,長期受水沖蝕,天然含水量較高,在設(shè)計(jì)時未發(fā)現(xiàn)或未作特殊處理,在施工時也未做等載或超載預(yù)壓,也會產(chǎn)生不均勻沉降。軟土地基是公路路基產(chǎn)生不均勻沉降的重要原因之一,其中,比較有代表性的工程實(shí)例如沈大高速公路改擴(kuò)建工程,由于沈大高速公路部分路段位于軟土地基上,路堤設(shè)計(jì)與施工必須控制新路堤的橫向穩(wěn)定性及由于新老路堤橫向不均勻沉降而形成的橫向錯臺,以避免影響到行車安全。因此,軟土地基處理是本項(xiàng)工程的一個******和難點(diǎn)。
②巖溶地基對路基橫向不均勻沉降的影響
在碳酸鹽巖地區(qū),路基下有時分布有巖溶洼地或漏斗,其中的沉積物松軟,在行車動載的作用下,沉積物壓實(shí)、側(cè)向流動和下陷,造成路基沉陷。比較有代表性的工程實(shí)例是在昆明至瑞麗公路,有一處屬這種類型。該公路通過處為灰?guī)r地區(qū)的凹狀地形區(qū),自1991年開始,路面每年下沉約1.5m,1993年7~9個月,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,使路基近于垂直下沉。一般說來,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,則路基的沉降量和沉降差越大;抗剪強(qiáng)度和承載力越低,則側(cè)向塑性擠出甚至局部坍滑的可能性越大。故地基中存在巖溶,容易導(dǎo)致路基的橫向不均勻沉降。
2.路基本身引起的路基橫向不均勻沉降
(1)路堤填料不均勻
在公路施工過程中,對填料、級配很難得到有效的控制。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)打碎的大塊土或凍土等,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、級配也相差很遠(yuǎn)。在施工過程中,如果分層碾壓厚度過大,小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實(shí),在荷載的長期作用下,回填料會產(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)度不足的主要原因有以下幾點(diǎn)。
①路基施工受實(shí)際條件的限制時,如天氣太干燥,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道沒有同步施工,當(dāng)拼接處理得不好時,其拼接處也產(chǎn)生壓實(shí)度不足的情況。
②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)度不足問題。對于較高的填方路基,通常都要作相應(yīng)的處治。填方土體壓實(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)力之和,在自重作用下***會發(fā)生沉降變形。這些附加應(yīng)力主要來自以下幾個方面:車載,尤其超載情況;含水量變化造成土體重度的改變;地下水位升降而導(dǎo)致浮力作用改變;土體飽和度改變,引起負(fù)孔隙水壓力改變。這些附加應(yīng)力引起土體中有效應(yīng)力改變,從而導(dǎo)致土體發(fā)生壓縮變形。土體壓實(shí)度不足還會導(dǎo)致填土路基的側(cè)向******受限,僅有豎向變形。實(shí)際路基土中存在有側(cè)向變形,這種側(cè)向變形會引起沉降。
③由于填方土體的******含水量控制不力,壓實(shí)效果達(dá)不到要求。
④考慮到施工安全和進(jìn)度,使得壓實(shí)或壓實(shí)作用時間不足,路基壓實(shí)不充分,致使路基壓實(shí)度達(dá)不到要求。
⑤其他原因:如路基填料的含水量、壓實(shí)時的松鋪厚度、碾壓機(jī)具選擇不當(dāng)?shù)龋家自斐陕坊鶋簩?shí)不足,使路基土的密實(shí)度達(dá)不到要求,這樣土體仍會發(fā)生積水,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,在行車荷載的作用下,隨著時間的推移,填方與挖方的沉降差值越來越大,易在交界處出現(xiàn)土基不均勻沉降,路基產(chǎn)生縱向裂紋。
3.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
氣候也是引起路基的橫向不均勻沉降的一個重要因素。降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或溫差過大,都可能使高路堤產(chǎn)生橫向不均勻下沉。
(2)地下水對路基橫向不均勻沉降的影響
在地下水的交替作用下,路基土體內(nèi)水含量反復(fù)變化。土體重度在一定范圍內(nèi)波動,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)到相當(dāng)?shù)臄?shù)值,再加上水的軟化、潤滑效應(yīng),有可能使路基產(chǎn)生橫向沉降變形。路基或地基中地下水的動態(tài)性對路基不均勻沉降有很大影響。路堤及其地基中的地下水主要補(bǔ)給來源有三種類型,即地下水側(cè)向補(bǔ)給、降雨補(bǔ)給和地表水側(cè)向補(bǔ)給,其動態(tài)變化及侵蝕作用影響到土體中的有效應(yīng)力分布、土體的結(jié)構(gòu)特征和土體強(qiáng)度,從而導(dǎo)致路基的橫向不均勻沉降。
4.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,因不同土類的可壓縮性和抗水性差異,形成不均勻沉降。路基填料含水量控制不嚴(yán),又無大型整平和碾壓設(shè)備,使壓實(shí)達(dá)不到要求。施工過程中,未注意排水,遇雨天時,路基積水嚴(yán)重,無法自行排水,有的積水浸入路基內(nèi)部,形成水囊;晴天施工時,未排除積水、控制含水量***繼續(xù)填筑,以致造成隱患。










