旧路加宽改建新旧路基不均匀沉降的探析

杜艳军：旧路加宽改建新旧路基不均匀沉降的探析　１２５　旧路加宽改建新旧路基不均匀沉降的探析　杜艳军　（保利房地产（集团）股份有限公司．广州５１０３０８）　【摘要】从旧路加宽改建工程的主要问题人手，阐述了新旧路基不均匀沉降的影响因素、沉降变形机理分　析及主要防治措施。　【关键词】旧路加宽；新旧路基；不均匀沉降　【中图分类号】ＴＵ４７８　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】１００１—６８６４（２００９）１０—０１２５—０２　我国旧路加宽改建工程发展很快，但国内尚无具体的设　较大的差异，极易导致新旧路基在衔接处产生开裂。　计和施工技术规范。与新建道路相比，旧路加宽改造工程具　１．１地基条件　有施工难度大、工艺复杂、质量要求高等特点。旧路改建，由　道路加宽时，原路已经运营了一段时间，在原路堤荷重　于旧路路基已沉降多年，基本稳定，而新路路基沉降时间短，　的作用下，地基土已基本或完全固结，地基的物理力学性质　新旧路基结合处必将产生不均匀沉降，从而产生纵向裂缝，　有极大改变，特别是软土地基，强度明显提高，即使是还未完　导致水泥混凝土面板在荷载作用下产生断板，沥青混凝土路　全固结稳定的段落，地基土的性质也有了较大的改善，在同　面产生反射裂缝，对行车质量带来很大影响，不仅无法满足　等荷载作用下，加上荷载相对位置的影响，加宽地基，将发生　汽车行驶的需要，而且还会增加汽车的燃油消耗和轮胎磨　一定的沉降增量，进而引发新旧路基间差异沉降的产生。　耗，加大运输成本，增加运输时间，降低社会经济效益，甚至　１．２荷载　会危及行车安全，同时也加大道路养护成本。　原有道路经过多年的运营，地基的固结已基本完成，原　１　新旧路基不均匀沉降的影响因素　路堤和地基土之间形成了一个整体，近似可以作为一刚体。　旧路加宽改建工程，由于新旧路基问的施工时间间隔长　由于整体刚度大，若在两侧进行加宽，新加宽的路堤自重，对　达几年甚至十几年，新旧路基下地基土的物理力学性质存在　原路基中心而言，将以偏心荷载的形式作用于老路基，引发　较大差异，随着施工时间间隔的增大，差异沉降更加明显，加　新的附加不均匀沉降增量，其大小与偏心荷载的作用距离有　上荷载的不均匀分布，使得其沉降变形特性与新建道路存在　关，近则影响大。若两侧同时对称拓宽，产生的沉降增量的　模后在已浇筑的混凝土板的内侧壁上涂刷沥青，然后再浇筑　艺的完成过程要及时全面验收，发现问题及时分析原因，研　相邻的混凝土板。注意施工时，纵缝口沿的平整。　究对策加以解决，对后面的施工不留后患，关键工艺应拍照，　（２）横向缩缝的施工：采用不设传力杆假缝型，施工方　记录，以备工程经验的总结。　法采用切缝法，当混凝土强度达到设计强度的２５％～３０％　时，采用切缝机进行切割，切割深度为７—１０ｍｍ。切缝时用　参考文献　水冷却，应防止切缝水渗入基层。冷却水的压力不得低于　［１］沙爱民．半刚性路面材料结构与性能［Ｍ］．北京：人民交通出　０．２ＭＰａ。切缝时间一般控制在晚上２０　２４时。　版社，１９９８．　（３）横向胀缝施工：路面横向施工缝一般与横向胀缝　［２］ＪＩＧ　Ｆ３０—２００３，公路水泥混凝士路面施工技术规范［ｓ］．　重合设置。高温施工可不设胀缝，集料温缩系数和当地年温　［３］邓学钧，陈荣生．刚性路面设计［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　差较小时，可不设胀缝，其他情况，混凝土路面板达到一定长　２ｏｏＳ．　度均应设置胀缝。普通混凝土路面的胀缝应设置胀缝补强　［４］张应立．现代混凝土配合比设计予册［Ｍ］．北京：人民交通出　钢筋支架、胀缝板和传力杆。　版社。２００３．　［５］徐培华，王安玲．公路工程混凝土配合比设计与试验技术手册　３．７混凝土路面板养生和填缝　［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００１．　砾碎石混凝土路面拉毛后立即开始养生，采用覆盖草　［６］王秉钢，郑木莲．水泥混凝土路面设计与施工［Ｍ］．北京：人民　袋、草帘等保湿养生法，并及时洒水，每天均匀洒水数遍，保　交通出版社．２００４．　持混凝土表面始终处于潮湿状态，以防混凝土产生收缩裂　缝，保证混凝土水化过程的进行。养生时间应以混凝土弯拉　强度增长至不小于设计弯拉强度的８０％。应特别注意前７ｄ　的保湿养生，一般养生天数宜为１４—２１ｄ。　［收稿日期］２００９—０８—２０　４结语　［作者简介］占奇（１９８３一），男，合肥人，助理工程师，从市总　砾碎石混凝土路面施工过程中的要点细节应重视，质量　包工程质量验收工作。　控制要严格，各工艺前期准备工作要充分详实，施工中各工　（编辑陈伟）　１２６　低温建筑技术　２０Ｏ９年第１Ｏ期（总第１３６期）　分布，对原地基中心而言，呈反盆形分布，在原路基中心最　小，两侧加宽形成的断面形心垂线处为最大，而自形心垂线　扰动再固结，故应考虑老路基在原荷载作用下的再固结和再　沉降，与新加宽路基以边载形式对老路基产生的附加沉降增　量进行叠加。　四是，在加宽的过程中，常遇到路堤坡脚邻近湿地的情　况，为满足分层填筑时能确保形成干地施工的条件，施工时　位置至加宽后的新路堤堤脚问逐渐减小，如图１中的沉降曲　线所示，原路堤荷载所形成的沉降盆见曲线１，该沉降盆已　部分或全部形成。　由图可见，在加宽荷载的作用下，在新、旧路肩与原路基　常需要抽水清淤，若原地基是塑料排水板处理或地基透水性　能较好时，将会造成旧路基内地下水位和两侧抽水后的基坑　底形成水位差，迫使旧路基下的地下水向路堤外侧形成渗　流，引起了一定范围内地下水位的降低，使原来处于地下水　位以下的地基土变成了水上部分，它的容重则由浮容重变成　中心之间将产生差异沉降，若原地基还未完全固结，新产生　的沉降增量将和继续发生的固结沉降叠加并对原路堤产生　新的不均匀沉降，差异沉降愈大，对路面所产生拉应力愈大。　ｌ一原路基形成的沉降分布　２一加宽形成的沉降分布　图ｌ路基附加沉降分布示意　１．３加宽宽度　加宽的宽度对沉降变形特性亦产生一定的影响。随着　加宽宽度的增加，路堤中心沉降增量及拓宽形心处的最大沉　降增量随着加宽宽度的增加，原路堤中心的沉降增量的变化　率逐渐减小，当达到一定宽度后，随着加宽宽度的增加，原路　中心沉降增量几乎保持不变。拓宽形心的沉降增量，则随着　加宽宽度的增加逐渐增大，当加宽宽度达到一定数值后，拓　宽后形心处的沉降增量与原车道中心沉降增量相同。　１．４压实度　旧路加宽改建工程在新旧路基结合处台阶根部，压实有　一定难度。由于压路机无法错轮。而使每层上土于根部压　实遍数不够，雨后根部因积水下浸而软弱。此外很多加宽用　土为就地取土，土质纷杂不均匀，给压实及质量控制带来难　度，标准击实土样和现场测密点及相邻点之间皆存在土质差　异，这样由于压实度缺乏准确性和代表性，而至局部压实不　足。另外，土含水量大，每层上土过厚，施工压实遍数不够，　也是沉降的原因。　２新旧路基不均匀沉降变形机理分析　新旧路基问不均匀沉降的大小与拉应力有着密切的联　系，当新旧路基间的不均匀沉降达到一定数值时，将使新旧　路基结合处或路基内部的拉应力超过路基路面的抗拉强度，　引起路面的开裂。由此可见，路面纵向裂缝的产生与路堤的　拉应力和差异沉降之间存在应如何量化的问题，即如何控制　不均匀沉降的问题。　沉降控制标准的制定应是个动态过程，应随原有道路的　稳定状况而变化。应从以下四种工况进行分析：　一是，原路的稳定状况较差，现阶段仍存在较大的沉降　变形，在设计中不但应考虑原路自身的沉降变形，还应考虑　新加宽路堤荷载路段以边载形式对旧路产生的附加沉降量　的叠加影响，控制原路加宽后桥头纵坡和横坡的变化，不能　造成新旧路基之间形成反坡和对路面的排水造成危害。　二是，原路的稳定状况较好，其固结沉降变形基本完成，　新旧路基问的差异沉降主要由新加宽路堤的自重引起的。　三是，原路地基处理方法为排水固结法，后加宽路基由　于施工引起对原路基的扰动，在加宽过程中，老路基又发生　湿容重，对路基额外增加了由于地下水位的降低而形成的呈　三角形或梯形分布作用于地基的垂直向偏心荷载，在偏心荷　载的作用下，对原路中心而言，将引发反盆形沉降增量，从而　引起原路基、路面拉应力的产生，当拉应力超过路基路面的　抗拉强度时，将导致路面的开裂。　同时地下水位的降低，又会引起堤脚处地基土壤渗透变　形的发生，对原路造成极大的危害，因此除路堤荷载外，必须　重视施工过程中降低地下水位所引起的差异沉降。　３控制新旧路基不均匀沉降的技术措施　３．１新建路基原地面的处理　新建路基沉降量中原地面的沉降占的比重比较大，特别　是公路通过软土地基路段的沉降问题更加突出。现有的处　理方法一般有三种：塑料排水板法，其原理是通过排水板将　地下水引出，使土体固结加速地基的沉降；以粉喷桩为代表　的复合式地基的处理方法，其原理是通过复合式地基增加地　基承载力防止地基的沉降；抛石填筑，对于软土层较薄的路　段常采用这种简便易行的施工方法。　３．２新建路基本身沉降的处理　通过大吨位振动压路机、冲击式压路机来碾压土体以及　增加碾压遍数来减少土体本身孔隙率，增加路基压实度，减　小路基本身沉降；填筑粗颗粒材料如碎石土、砂砾等。　３．３新旧路基的土体衔接　采用台阶式碾压方式，并铺土工格栅、加锚杆等措施使　新旧路基有效的形成整体。对新修路基采用超载预压３～６　个月时间加速新修路基的沉降。　４结语　旧路加宽最大的技术难题是解决加宽后新旧路基的不　均匀沉降问题，要解决这个问题，在进行路基加宽结构方案　设计过程中，准确地、合理地分析地基沉降和路基稳定性无　疑是非常重要的。进行沉降分析时必须准确掌握加宽路基　部分的最终沉降量及影响因素，并验算其剩余沉降量是否满　足工后沉降量的要求。为提高路基的稳定性，可采取一定的　措施增大新修路基及地基的强度（如使用加筋路堤），提高其　抗剪切变形的能力，减小新修路基与旧路基之间的强度差　异。可延长改建后道路的使用年限。保证原有路基和加宽　部分的整体性。　［收稿日期］２ｏＯ９—０８—２５　［作者简介］杜艳军（１９７７一），男，黑龙江安达人，工程师，从事　铁路工程施Ｅ管理　亡作。　（编辑陈伟）