新老路基不均匀沉降问题及处理方法

新老路基不均匀沉降问题及处理方法
摘要：随着交通事业的迅速发展，改扩建项目越来越多。

为降低加宽路基不
均匀沉降，增强路基强度和稳定性，需采取合理、有效的措施加固路基。

铺设土
工格栅等材料，可大幅提升新旧路基的衔接能力，减小路基不均匀沉降。

该文结
合具体案例，采取铺设土工格栅的方法来有效控制路基不均匀沉降，并结合铺设
层数和位置建模分析，以期为提高路基质量提供可靠的依据。

关键词：加宽路基；不均匀沉降；土工格栅
1工程概况
在公路地基处理过程中，可以将其分为低路堤处理和高路堤处理两部分内容。

前者在应用过程中，如果遇到了地基质地较硬，那么并不需要对其进行特殊处理，这是因为在低路堤路段，地基填土厚度相对较小，在路面的保护作用下，可以降
低地基受到的外界应力，维持地基结构的稳固性。

通常情况下，低路堤的素土填
充高度在1.5m以下，在回填中可以适当添加石渣、砂砾等材料，以提升地基结
构的稳固性。

后者在应用中的复杂程度相对较高，这也是地基沉降高发的区域。

在对其进行处理时，如果遇到地质强度较差的土层，可以借助碎石桩、砂桩等工
艺来提高地基结构硬度，降低不均匀沉降问题的发生概率。

某改扩建公路工程地
处丘陵地带，地形复杂，沿线具有丰富的水资源，河流较多。

全年降雨量最多月
份为8月，最少为2月，汛期为6月~9月，为全年径流量的主要提供对象。

根据
该次路基加宽情况，决定采用双侧加宽方法。

然而，在加宽施工中，时常会遇到
新旧路基不均匀沉降等问题，基于多种因素考虑，认为可采用土工格栅加筋的方
法控制路基不均匀沉降。

2土工格栅的概述和应用优势
2.1土工格栅的概述
作为一种常用的土工合成材料，土工格栅相比其他材料，类型较多，有塑料
类型、钢塑类型和玻璃纤维类型等，是一种利用高分子聚合物如聚丙烯等，通过
热塑、模压等一系列工序构成的网格屏栅，在土木工程施工中多称之为土工格栅。

土工格栅力学性能良好，具有良好的拉伸强度，可用于加筋土结构施工。

2.2土工格栅的应用优势
在公路工程施工中，多采用土工格栅加筋的方法控制路基沉降问题，其应用
优势主要包括以下5点。

1）摩擦后，往往不会出现静电现象。

2）具有良好的阻
燃性能。

3）抗老化及腐蚀能力优异。

4）在施工与运输过程中较为方便，尤其是
塑料土工格栅，比重轻，可以大大提升便捷性。

5）无论是纵向还是横向，土工
格栅均具有较强承载能力。

3土工格栅控制效果分析
待原路台阶开挖后，便可顺着台阶走向进行土工格栅的铺设，从而增强新旧
路基之间的衔接能力，避免加宽路基产生不均匀沉降。

该工程采用的格栅型号为EGA2×2（50×50），40Gpa为土工格栅弹性模量，1.5×10-4m2为横截面面积。

3.1建立模型
为了解土工格栅铺设情况，该文决定建模分析，即二维有限元模型。

选取一
维线弹性单元模拟土工格栅，基于路基为两侧对称结构，在模拟时采取路基横截
面的一半即可。

13m为原路基宽度，8m为新建路基宽度，6m为路基填高。

在台阶
开挖过程中，仅第一层台阶略高，为1.33m，其他台阶高度一致，均为0.67m。

所有台阶的宽度均为1m。

根据施工要求，可顺着新建路基宽度方向将土工格栅铺满。

3.2不均匀沉降控制效果
据相关研究表明，在路基铺设土工格栅时，仅可起到改善路基横向位移的作用，在竖向沉降方面作用不大。

因此，该文仅对路基横向位移改善效果进行分析。

据试验结果分析可知，当土工格栅只铺设一层时，越靠上铺设，则路基表面的水
平向变形值将随之减小，此时，地基顶面水平位移越大。

也就是说，越靠上铺设
土工格栅，则改善路基顶面水平变形的效果越好，反之，则对地基顶面水平变形
影响较大。

据相关数据显示，1.94cm为格栅未铺设时路基路肩位置的水平位移值，1.33cm为土工格栅未铺设时坡脚位置的水平位移值。

经检测，第七层铺设时，
1.78cm为路基路肩位置的水平位移值。

第一层铺设时，1.07cm为坡脚位置的水
平向位移值，由此说明通过铺设土工格栅，可有效减小路基的水平位移值。

当铺
设土工格栅二层时，在第一、七层铺设的应用效果最好，1.71cm为路基路肩位置
的水平位移值，1.06cm为坡脚位置的水平位移值。

当铺设土工格栅三层时，在第
一、四、七层铺设的应用效果最好。

1.69cm为路基路肩位置的水平位移值，
1.03cm为坡脚位置的水平位移值，相比铺设二层，改善效果并不是很显著。

当铺
设土工格栅四层时，在第一、三、五、七层的应用效果最好。

1.68cm为路基路肩
位置的水平位移值，1.01cm为坡脚位置的水平位移值。

全铺时，具有良好的改善
效果，1.66cm为路基路肩位置的水平位移值，0.97cm为坡脚位置的水平位移值。

3.3不同层数控制效果分析
为确定铺设多少层时改善水平位移效果最佳，该文对不同层数时的铺设效果
进行了对比分析当增加土工格栅铺设层数时，则改善水平位移值的效果越明显。

基于经济性原则，认为铺设2层效果最好。

4土工格栅施工要点
4.1施工准备
土工格栅铺设前，先清理干净杂物，尤其是坚硬凸出物，如碎石、块石等。

待检测质量满足施工要求后，才能按照规定测量放线，并将土工格栅铺设位置准
确标注出来。

4.2铺设土工格栅
在指定位置铺设土工格栅，根据设计要求合理控制铺设宽度，通常情况下，
需在50cm以上控制搭接宽度。

整个铺设过程中，一定要拉紧，不得出现褶皱等
情况，同时还要保证与其他面层紧贴，保证施工质量。

4.3填筑底基层
铺设土工格栅后，需快速进行路面底基层填筑，不得出现长期暴晒等现象。

采取专用设备施工底基层时，必须在土工格栅上摊铺底基层混合料，并保证格栅
平整，无褶皱等情况。

4.4固定格栅
采取“U”型钉固定格栅，“U”型钉长度需控制在10cm以上。

4.5工后检测
完成铺设后，在未达到通行标准规定时，不允许碾压，或其他设备通行。

该
工程完工后一段时间，对加宽路基不均匀沉降情况进行检测。

经检测可知，土工
格栅加筋控制后，路基工后总沉降量较小，符合相关规定要求。

整体来讲，土工
格栅加筋控制路基工后沉降量不大，且路基基底压力、沉降量逐步趋向稳定，路
基整体状况良好，路面平整。

由此表明，在路基不均匀沉降处理中土工格栅应用
效果良好。

在台阶开挖过程中，还需要适当增加台阶数量，虽然该阶段施工工
期会有所延长，但是新旧路基咬合度的提升，能够提升路基的整体性，降低病
害问题的发生概率。

结语
综上所述，公路改扩建施工中，极易出现加宽路基不均匀变形现象，或变形
后未及时处理，通车运营后，在车辆荷载长期作用下，加宽路基段出现侧向变形
的问题，从而引发路面下陷、开裂等病害，严重影响公路使用寿命和行车安全。

因此，必须重视加宽路基沉降处理。

土工栅格作为一种性能良好的土工合成材料，相比其他材料，具有良好的阻燃性能、抗老化及腐蚀能力，承载能力强及便于施
工等特点，将其用于加宽路基不均匀沉降控制施工，可有效提高地基承载力，减
少地基沉降变形。

为此，必须重视土工格栅的施工应用，提高施工技术水平，增
强工程施工质量。

对此在进行处理时，需要对待扩建高等级公路的沉降规律进行
计算，明确该区域的沉降标准，随后按照该施工标准对新路基进行填筑、压实
等处理，使其可以贴近于原路基目前的状态，以此来合理管控新旧路基沉降差，
提升地基结构的整体性。

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