新旧路基不均匀沉降分析与控制技术研究

新旧路基不均匀沉降分析与控制技术研究

张晓颖

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摘要：随着社会经济发展速度不断加快，高速公路工程建设面积进一步扩大，实际施工期间遇到的新旧路基不均匀沉降问题更为突出。从根本上降低扩建路基沉降不均匀问题发生概率，还要结合工程具体建设要求，分析导致新旧路基不均匀沉降的机理，积极引进更先进的不均匀沉降控制技术，切实延长全生命周期。基于此，本篇文章对新旧路基不均匀沉降分析与控制技术进行研究，以供参考。

关键词：新旧路基；不均匀沉降分析；控制技术研究

引言

随着我国经济的迅速发展，交通量也随之快速增长，早期修建的一些高速公路已不满足当前的需求，所以道路拓宽成为一种方便快捷又经济的方法。但是在道路拓宽施工完成后，由于新旧路基的填筑材料、厚度、固结程度等方面差异，引起路基路面的变形，开裂特别是拓宽软土路基后路面经常出现横向、纵向裂缝的病害，这是由于新旧路基的不均匀沉降。在道路的拓宽建设中，如何控制新旧路基的不均匀沉降成为主要技术难题之一。

1新旧公路不均匀沉降分析与控制工作的重要意义

当前公路工程交通量呈现出逐年递增的发展态势。早期公路建设受技术与经济等因素限制，建设规模较小，无法满足现阶段城市化建设要求，导致公路自身具有的便捷、高速的服务优势难以充分发挥出来。由此可见，对原有道路进行扩建与加宽处理已经成为现有公路建设行业重要任务之一。公路扩建工程需要涉及路基拓宽工作，但在新旧路基连接过程中，经常会出现开裂与滑移等现象，引发不均匀沉降病害问题。由于国内在路基拓宽等方面的实践经验较少，相应的设计方式与计算理论不够成熟，导致部分拓宽工程的建设效果不理想，通车后不久就会出现纵向开裂情况。为确保公路工程路基扩建工作高质高效开展，需要注重研究新旧路基结构衔接关键技术，分析导致新旧路基不均匀沉降问题的机理，制定出专项可行的不均匀沉降解决方案，为以后类似加宽改造工程提供更加科学的设计与施工依据。

2新旧路基不均匀沉降原因分析

（1）公路改扩建工程是对原有旧路路基进行加宽、整修以形成整体，但是，路基加宽经填筑压实投入使用后，路基的沉降量会随时间推移而增加，旧路基长时间运行后，沉降量基本不再增加，但加宽的新路基，随长时间运行会出现沉降，从而导致公路出现病害。（2）路基加宽往往是在原有的公路排水沟槽上进行，经常会出现软土、泥沙等问题，如处理不当，就会引起新路基的不均匀沉降。（3）加宽处理后的路基，其厚度和强度不一致，特别是新旧路基结合处，存在质量差异。通车运行后，由于车辆荷载的作用，易造成一定的沉降，从而造成路面交界处出现裂缝，严重影响公路的正常运行。

3新旧路基不均匀沉降控制技术

3.1优化施工设计方案

为加强旧路拓宽改造工程项目的总体建设质量，施工单位在统筹规划设计路基施工方案中，需兼顾各类实际情况。注重将严谨、科学、合规原则贯穿于方案设计作业中，对该领域施工提出的质量、标准、要求等规定规章严格遵守。并对创新研发的施工机械设备根据项目成本实情考虑采购引入，对单位内部参与路桥工程建设的工作人员展开定期专业培训，主动吸纳高素质施工人才。多角度保证施工方案的实施，增强工程项目施工质量，全方位控制沉降问题。

3.2填料选择

（1）为确保工程新、旧路基结构的整体性，保证新旧路基衔接处的施工质量，应根据相关的设计规定，严格控制填料的质量，尽量采用与旧路基相同的填料。（2）工程使用的砂砾石含水率应控制在10%～15%，回弹模量应控制在30～40MPa，且在填土前应进行塑限、液限、密实度和强度的测试，以确保砂砾石的各项性能指标达到规范的要求。（3）工程轻质填料应使用粉煤灰或EPS，该材料的主要特点是轻质、高强、力学性能好，减少施工中的压缩变形，同时可有效地控制路基拼接过程中的塑性累积变形，从而大幅改善加宽路基的不均匀沉降问题。

 3.3不同新旧路基不均匀沉降处理

在轻质路基结构不均匀沉降问题处理过程中，可以首先构建二维模型，计算出新路基与旧路基结构的摩擦系数。通过对比分析采用轻质路堤与未采用轻质路基结构的沉降差值，发现轻质路基结构的使用可以最大限度减小沉降差值。在使用台阶开挖拼接技术过程中，需要结合工程新旧路基扩建具体要求，选择适宜的台阶开挖形式。如标准式台阶主要就是在旧路基结构削坡后，通过边坡确定台阶的高度与宽度，具有开挖便捷优势，但实际高度与宽度数值往往无法同时满足设计要求；内倾式台阶主要就是在标准台阶基础上，在台阶水平面布设内倾角，可以切实满足新旧路基衔接填筑要求。由于引发新旧路基不均匀沉降问题的因素较多，在选择沉降控制技术过程中，还应当将多技术结合在一起，细化实际控制方案内容，降低不均匀沉降问题发生概率。

3.4新旧路基拼接处理

开挖台阶可以使路基沉降在每个台阶被消除，增加抗路基下滑的抵抗力。先清除旧路基边坡表层土，然后沿原有路基边坡坡脚向上开挖台阶。开挖的深度要适当深一些，开挖到路基密实的层位，同时也可以把一些生长较深的树根给清理干净。但是其开挖的最大高度要符合规范及设计要求，保证台阶的稳定性。路基台阶施工要边挖边填，当一个台阶填筑到规定高度后才能对下一个台阶进行开挖，这样可以保证旧路边坡的稳定性。将土工合成材料运用到路基路面结合部处治施工工作中，对整个结合部分强度性能的提升具有重大作用。土工合成材料具有较高的强度，以及较小的延伸率，受到外力作用，填充物会逐渐移动到两侧，进而使得路基土层的稳定性大幅增强。随着路基填筑高度增加，铺设土工合成材料，通过加强其与被加固材料间形成的摩擦力，提高路基纵、横向极限抗拉强度，实现对新旧路基差异化沉降程度的有效控制，可一定范围内减小不均匀沉降。根据以往改扩建项目的建设经验，适当提高路基压实度，可以在增加造价不多的条件下，有效地提高路基整体强度，减少不均匀沉降。为减少新旧路基之间的不均匀沉降，需对新建路基进行补强作业。在新建填方路基正常碾压完成后，可采用液压式压路机碾压补强工艺进行加强压实。在压实度达到要求的基础上,采用液压式压路机先内侧后外侧进行碾压补强。

结束语

总而言之，为有效分析新旧路基不均匀沉降机理，探索出能够造成不均匀沉降问题的各类影响因素，需要配合使用先进的有限元计算方式，计算出扩建路基期间的各类技术参数，探索新旧路基不均匀沉降变化规律。结合工程具体施工要求，对现有不均匀沉降控制技术进行进一步优化，确保公路工程能够始终朝向高质高效化方向建设。

参考文献

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