软土地区道路路基沉降控制与处理方案研究

祝鸿坤

辽宁万纳建筑工程有限公司 118000

摘要: 一、摘要软土地区因软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性强、承载力低等不良工程特性,道路路基沉降问题频发,不仅影响道路通行舒适性和使用寿命,还可能引发路基开裂、路面破损、边坡失稳等病害,威胁道路运营安全。本文结合软土工程特性相关理论,分析软土地区道路路基...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

一、摘要

软土地区因软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性强、承载力低等不良工程特性,道路路基沉降问题频发,不仅影响道路通行舒适性和使用寿命,还可能引发路基开裂、路面破损、边坡失稳等病害,威胁道路运营安全。本文结合软土工程特性相关理论,分析软土地区道路路基沉降的现状、沉降类型及核心成因,结合工程实践,提出针对性的沉降控制措施与科学的处理方案,通过优化设计、规范施工、强化管控,有效控制路基沉降量,提升路基稳定性和承载力,为软土地区道路路基工程的设计、施工及养护提供理论参考与实践指导。

关键词:软土地区;道路路基;沉降控制;处理方案;路基稳定性

二、引言

我国软土分布广泛,主要集中在沿海平原、江河三角洲、湖泊周边等区域,此类地区道路建设过程中,软土路基的处理与沉降控制是工程建设的核心难点。软土自身工程特性较差,在道路荷载、车辆碾压及自然环境影响下,极易发生不均匀沉降,导致路面出现裂缝、沉陷、桥头跳车等问题,严重影响道路的使用功能和运营安全。

当前,随着我国公路、市政道路建设向软土地区延伸,软土路基沉降问题日益突出。部分工程因沉降控制措施不合理、处理方案不到位,导致路基沉降量超出规范允许范围,不仅增加后期维修整改成本,还可能引发安全事故,制约区域交通建设的高质量发展。同时,现有沉降处理技术在复杂软土环境下的适配性不足,部分方案存在施工复杂、成本偏高、效果不佳等问题。

三、软土地区道路路基沉降现状及成因分析

3.1 沉降现状及常见类型

当前,软土地区道路路基沉降呈现普遍性、不均匀性特点,多数道路在通车后1-3年内出现明显沉降,沉降量普遍在5-20cm,部分复杂软土路段沉降量超过30cm,远超规范允许范围。根据沉降产生的时间、原因及形态,常见沉降类型主要分为三类:一是瞬时沉降,发生在路基填筑过程中,主要因软土受荷载瞬时挤压,孔隙水快速排出引发,沉降量较小但发生迅速;二是固结沉降,是软土路基最主要的沉降类型,发生在路基填筑后一段时间内,因软土颗粒缓慢压缩、孔隙水逐渐排出引发,沉降持续时间长、沉降量大;三是不均匀沉降,因软土分布不均、路基填筑厚度不一致、荷载分布不均引发,表现为路基局部沉降过大,易导致路面开裂、破损。

3.2 沉降产生的核心成因

一是软土自身特性因素。软土含水量高、孔隙比大,颗粒间联结力弱,压缩性强、承载力低,在道路荷载作用下,易发生颗粒压缩和孔隙水排出,引发沉降;部分软土存在触变性、流变性,受扰动后强度急剧下降,进一步加剧沉降。二是设计因素。设计方案不合理,未充分勘察软土分布范围、厚度及工程特性,路基填筑高度、压实标准确定不当;未结合软土特性选择合适的处理方案,或处理方案设计参数不合理,无法有效提升路基承载力;桥头、涵洞等过渡段设计衔接不当,未采取针对性的防沉降措施,导致不均匀沉降。三是施工因素。路基填筑材料不合格,选用含水量过高、级配不良的填料,压实度达不到规范要求;填筑速度过快,未给软土足够的固结时间,导致孔隙水无法及时排出,引发后期沉降;软土处理施工工艺不规范,如换填不彻底、排水系统设置不合理,影响处理效果;施工过程中对软土扰动过大,破坏软土结构,降低其承载力。四是运营与环境因素。道路通车后长期超负荷运营,车辆超载现象频发,超出路基承载能力,加剧沉降;自然环境影响,雨水浸泡路基、地下水位上升,导致软土含水量增加,强度下降,引发沉降;季节温度变化导致软土冻融循环,破坏路基结构,加速沉降发展。

四、软土地区道路路基沉降控制措施及处理方案

4.1 沉降控制措施

优化设计方案,施工前开展详细的地质勘察,全面掌握软土分布、厚度、含水量、孔隙比等工程特性,结合勘察结果确定合理的路基填筑高度、压实标准及处理方案;桥头、涵洞等过渡段,采用渐变式填筑、设置搭板等措施,减少不均匀沉降;合理设置排水系统,降低地下水位,排出软土孔隙水,提升路基稳定性。

规范施工工艺,严格控制路基填筑材料质量,选用级配良好、含水量适宜的填料,严禁使用不合格填料;控制填筑速度,分层填筑、分层压实,压实度需达到规范要求,确保路基密实度;软土处理施工中,严格按照设计方案执行,确保处理工艺规范、处理彻底;施工过程中减少对软土的扰动,避免破坏软土结构,提升路基承载力。

强化运营管控,限制车辆超载,避免路基长期超负荷受力;建立路基沉降监测机制,采用沉降计、位移计等仪器,实时监测路基沉降量,一旦发现沉降量超出预警值,及时采取处置措施;加强路基后期养护,定期排查路基病害,及时修补路面破损,避免雨水浸泡路基,延缓沉降发展。

4.2 沉降处理方案

针对不同软土厚度、沉降程度及工程需求,采用针对性的沉降处理方案,兼顾经济性、实用性和有效性。一是换填法,适用于软土厚度较薄(小于3m)的路段,挖除不良软土,换填强度高、稳定性好的填料(如灰土、砂石、素混凝土等),分层压实,提升路基承载力,控制沉降,施工简单、成本较低。二是排水固结法,适用于软土厚度较大、含水量高的路段,通过设置排水井、排水垫层等排水系统,加速软土孔隙水排出,促进软土固结,提升路基强度和稳定性,减少沉降量,适用于大面积软土路基处理。

三是复合地基法,适用于软土承载力极低、沉降量较大的路段,采用水泥搅拌桩、粉喷桩、碎石桩等方式,将软土与增强体结合形成复合地基,提升路基承载力,抑制沉降,适用于复杂软土路段;其中水泥搅拌桩法施工便捷、成本适中,应用最为广泛。四是夯实法,适用于软土厚度较薄、表层松软的路段,通过重锤夯实、强夯等方式,压实软土表层,提升表层承载力,减少瞬时沉降,施工效率高、成本较低。

五、结论与参考文献

5.1 结论

本文围绕软土地区道路路基沉降控制与处理方案展开研究,结合软土工程特性相关理论与工程实践,分析了路基沉降的现状、常见类型及核心成因,提出了针对性的沉降控制措施与处理方案。研究表明,瞬时沉降、固结沉降、不均匀沉降是软土地区道路路基最常见的沉降类型,其产生与软土自身特性、设计、施工、运营及环境因素密切相关;通过优化设计方案、规范施工工艺、强化运营管控,能够有效控制路基沉降;针对不同软土条件,采用换填法、排水固结法、复合地基法等处理方案,能够提升路基承载力和稳定性,妥善处置沉降问题。

由于不同软土地区的软土特性、道路等级、施工条件存在差异,沉降的具体表现与成因也有所不同,在实际工程中,需结合工程实际情况,灵活选用沉降控制措施与处理方案,提升措施的针对性与可操作性。未来,应进一步研发新型软土处理材料和技术,引入智能化监测手段,加强软土路基全过程沉降管控,推动软土地区道路工程高质量发展,提升道路运营安全性和舒适性。

5.2 参考文献

[1] 王廷春. 软土地区道路路基沉降控制技术[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2022.

[2] 张宏, 李娟. 软土路基沉降成因及处理方案研究[J]. 公路交通科技, 2022, 39(06): 89-95.

[3] 刘敏. 排水固结法在软土路基沉降处理中的应用研究[J]. 施工技术, 2021, 50(11): 145-148.

[4] 中华人民共和国交通运输部. JTG/T 31-02-2013 公路软土地基路堤设计与施工技术细则[S]. 北京: 人民交通出版社, 2013.

[5] 王浩. 软土地区桥头路基不均匀沉降控制技术应用[J]. 中国公路, 2022(11): 93-95.

[6] 陈峰. 复合地基法处理软土路基沉降的效果分析[J]. 工程质量, 2021, 39(11): 84-87.

 



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