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道路桥梁沉降段路基路面施工技术要点分析

作者

袁建华 张鑫

睢县交通建设技术中心 河南商丘 476900

中图分类号: U445 文献标识码:A

引言

沉降段指的是路基或者桥梁部分由于不均匀沉降或施工质量问题而导致的下沉区域,表现为路面不平、局部沉降等,严重时可能导致路面裂缝、桥梁结构变形等。沉降段的成因通常较为复杂,可能与土质、施工过程、外部气候条件、荷载作用等因素相关。因此,准确分析沉降段的形成原因,并采取有效的施工技术手段进行控制和修复,成为道路桥梁施工中的关键任务。

1 沉降段的成因分析

1.1 土质因素

土质条件是沉降段发生的主要原因之一。不同土壤类型的压缩性差异大,粘土、粉土等易变形的土壤特别容易引发不均匀沉降。若路基处于松软、饱和的土壤层中,施工过程中容易发生不均匀的沉降,导致沉降段的形成。

1.2 施工工艺因素

在施工过程中,施工工艺不当或施工顺序不合理也会导致沉降问题。例如,填土施工过程中填土速度过快、密实度不够,导致土体压实不均,容易产生沉降段。此外,若路基排水不良或施工过程中缺乏有效的监控,也会加剧沉降的发生。

1.3 荷载因素

路面及桥梁的荷载作用对沉降段的形成具有重要影响。重型车辆经过路基或桥梁时,产生的荷载若超过地基承载力,会加剧沉降过程,特别是对于松软土质地基,荷载的作用会导致局部沉降,从而形成沉降段。

1.4 外部环境因素

外部环境条件,如降水、气温变化、地下水位变化等,也会影响沉降段的形成。例如,降水过多会导致土壤水分饱和,地基发生软化,沉降更加明显。此外,温度变化也可能导致土壤膨胀或收缩,从而导致沉降现象的发生。

2 沉降段的施工技术要点

2.1 地基加固技术

地基加固是解决软弱地基问题的关键技术之一。在道路桥梁施工中,软弱地基常导致路基沉降不均、裂缝及不稳定现象,因此地基加固在确保工程稳定性和延长使用寿命方面至关重要。地基加固的目标是提高土壤承载力,减少沉降,提供稳固支持。常见的加固方法中,深层搅拌法通过将水泥、石灰等固化剂混入土体深层,与土壤反应形成水泥土,提高承载力和抗压强度,适用于粘土和粉土等易沉降土壤。振冲法则利用高频振动设备,使土粒重新排列,从而提高密实度并改善排水性能,适用于松软或有机土层。强夯法通过重锤冲击土层,增强土体密实性,适用于粘性土、砂土等,且施工简便,适合大规模应用。不同方法有各自适用范围与局限性,工程设计师需根据土质、地形及施工条件,选择合适方案确保地基稳固。

2.2 路基排水设计

路基的排水设计是确保道路和桥梁长时间使用过程中稳定性和耐久性的关键因素之一。科学合理的排水设计对路基的长期稳定起到至关重要的作用。首先,在排水设计过程中,要合理规划路基的纵横坡度,确保雨水能够顺利排出而不在路基表面积水。排水系统设计应与地形地貌相结合,尤其是在地势较低或经常积水的区域,应考虑设置排水沟渠或渗水管道。排水沟和渗水管道的设计必须具备足够的排水能力,并且避免堵塞和渗漏问题,确保水分能够及时流出。其次,渗透性材料的使用也在路基排水设计中起到重要作用。在一些软土区,采用具有良好渗透性的材料,如透水混凝土、透水砖等,可以有效加速水分排放,防止水分滞留在土体中。透水性材料可以促进水分向下渗透,并有效降低地表水对路基的侵蚀,减少沉降段的发生。另外,采用地下排水系统也是防止水分积聚的有效方法之一。地下排水管道可以通过地基下层将多余水分引导至排水出口,避免水分积聚于路基深处。该系统应与地基加固设计结合使用,在软土和膨胀土等不稳定土层中尤为重要。排水系统的有效设计不仅有助于减少地基土的软化,还能防止冻胀、湿陷等问题的发生,确保路基稳定性。

2.3 填土与压实技术

在道路桥梁路基施工中,填土与压实是关键环节,直接影响路基的稳定性与沉降情况。首先,填土的层厚和材料选择至关重要。每层填土的厚度应根据土质类型和施工条件设计。对于松软土壤,填土层应适当减少,以避免大面积沉降。在材料选择上,宜使用压实性强的砂、碎石、粘土等材料,这些材料有助于提高土体稳定性。其次,压实度是施工中的关键因素。每层填土需充分压实,确保土体的密实度和承载力。压实度直接影响土体稳定性,不同土质有不同要求,通常使用机械化设备如压路机进行压实,避免局部松散区域。水分控制同样重要,土壤含水量影响压实效果,过多或过少水分都会降低密实度。合理控制水分可促进土粒重新排列,提高土体密实度。最后,定期质量检查能确保施工符合标准要求,避免因施工问题导致沉降。

2.4 监测与控制

通过有效的监测系统,可以及时发现沉降异常,采取相应的控制措施,从而确保工程的长期稳定性。沉降监测通常通过在路基和桥梁施工过程中设置多个监测点来实施。监测点的布置应科学合理,确保能够准确反映施工过程中路基和桥梁的沉降情况。通常在每个监测点上安装精密的沉降仪器,定期采集沉降数据,形成动态监测报告。通过监测数据,施工人员可以及时了解施工过程中是否出现沉降异常,以及沉降的速度和范围。沉降监测的关键在于数据的实时性和精度。在施工过程中,监测数据应实时反馈给施工管理人员,确保能够在发现沉降问题的第一时间采取措施。对于严重的沉降段,可能需要暂停施工,进行加固或修复工作,以防止沉降问题对后续施工造成影响。监测与控制技术还可以通过智能化手段进行优化。如今,随着信息技术的发展,越来越多的施工现场开始采用自动化监测系统。这些系统通过传感器和物联网技术,可以实时采集路基和桥梁的沉降数据,并通过云平台进行分析与反馈。智能监测系统的应用大大提高了沉降监测的效率和精度,减少了人工误差,提升了施工过程的安全性和质量控制能力。

2.5 沉降段修复技术

首先,局部填土加固是一种常见的修复方法。对于已经出现局部沉降的区域,可以通过增加填土的厚度和密实度来进行修复。在此过程中,施工人员需要重新评估沉降段的深度和面积,并根据土质的不同选择合适的填土材料。填土时,应严格控制填土的层厚和压实度,确保填土后的路基达到设计要求。其次,地基加固也是沉降段修复的重要手段之一。通过对沉降段所在区域的地基进行加固,可以有效提高土体的承载力,防止继续沉降。常见的地基加固方法有深层搅拌法、振冲法、强夯法等,这些方法可以有效提高软弱地基的稳定性,从而减少沉降段的出现。如果沉降段问题较为严重,可能需要重新铺设路面。在修复过程中,应充分考虑原路基的沉降情况,确保修复后的路基具备足够的稳定性。路面铺设时,应重新进行压实和加固,以保证路面平整、耐久。

结束语

沉降段问题一直是道路桥梁施工中的技术难点,对施工质量和安全性造成了很大的挑战。通过对沉降段成因的分析以及施工技术要点的研究,本文提出了一些有效的技术措施,包括地基加固、排水设计、填土压实、沉降监测和修复技术等。这些技术手段能够有效减少沉降段的形成,提高道路桥梁的施工质量和耐久性。

参考文献

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