11.路基不均匀沉降病害的成因讲解.ppt

道路养护与管理湖北交通职业技术学院路基不均匀沉降病害的成因主讲人：刘永金路基不均匀沉降病害的成因CONTENTS路基横向不均匀沉降病害的成因1路基纵向不均匀沉降病害的成因2②路基1、路基横向不均匀沉降病害的成因③水文气候因素④施工方面的原因②路基本身原因①地基原因⑤加宽路基病害机理分析1、路基横向不均匀沉降病害的成因①地基原因地基处理不当特殊地基地段1、路基横向不均匀沉降病害的成因②路基本身原因路堤填料不均路基填土压实不足半填半挖部位1、路基横向不均匀沉降病害的成因③水文气候因素气候地下水1、路基横向不均匀沉降病害的成因④施工方面的原因如前所述：如填筑顺序不当、未在全宽范围内分层填筑、填筑厚度不符合规定、填料质量不符合要求、填料水稳性差、不同性质的填料混填等等。1、路基横向不均匀沉降病害的成因⑤加宽路基病害机理分析a.稳定性不足b.变形不协调⑤加宽路基病害机理分析a.稳定性不足地基坡面过陡地基存在软弱下卧层新老路基结合部强度不足⑤加宽路基病害机理分析◆地基坡面过陡：在山区加宽工程中，地形条件复杂，经常需要在陡坡地基上进行加宽路基的填筑（如下图）。为保证加宽路堤的稳定性，加宽常采用重力式挡墙或者轻型挡墙的支挡结构。当原地基边坡存在潜在破裂面或滑移面时，加宽路基将沿此破裂面或滑移面产生滑移，从而导致整体失稳；地基土的抗剪强度会因雨水浸入湿化，在干湿循环、冻融循环等外界因素的影响下降低；影响支挡结构的稳定性。地基过陡时的道路加宽a)重力式挡墙；b)加筋土挡墙⑤加宽路基病害机理分析◆地基存在软弱下卧层：当地基存在软弱下卧层，如压缩系数大、流变性显著的软土时，新老路基结合部结合强度不足，从而产生自结合面至软弱层顶面的滑动面（如下图）。另外，软弱下卧层具有流变性，侧向变形大，软弱地基土向路堤外侧挤出，加宽路基坡脚出现起拱现象，并伴随塑性区域的开展，最终导致边坡失稳。地基存在软弱下卧层使的道路加宽⑤加宽路基病害机理分析◆新老路基结合部强度不足，主要体现在以下几个方面：※新老路基结合部施工工艺较比复杂，施工难度较大，如密实度达不到标准、开挖台阶没有达到设计要求、老路基边坡没有处理完全等。因此，各种施工原因造成了结合部的强度不足。※在新老路基结合部没有设置土工合成材料，或土工合成材料和填土之间的摩擦力较小，或土工合成材料埋入新老路基的长度不够，致使其未能充分发挥加筋性能。※加宽路基填料较差，抗风化性能、抗侵蚀性能不足。※排水设施不完善，设施布置不合理，导致地表水下渗，形成滞水、积水和渗水。⑤加宽路基病害机理分析b.变形不协调新老路基的自身压缩变形新路基作用下地基的固结沉降新老路基结合部强度不足⑤加宽路基病害机理分析◆新老路基的自身压缩变形产生主要原因是填土的压实度不足、填石路堤咬合状态不好而发生滑移，或者路堤采用压缩性大而固结时间长的黏土层（如下图）。由于老路基已经使用一段时间，在堤身荷载作用下的压缩变形已基本完成，而新路基在加宽施工结束后仍发生较大的压缩变形。⑤加宽路基病害机理分析◆新路基作用下地基的固结沉降主要发生在地基下卧层路段。地基压缩性大、固结时间长，在施工结束后仍然发生很大的沉降。而老路基作用下的地基在老路堤自重荷载作用下固结变形已完成或基本完成，在新路堤自重荷载作用下地表发生不协调变形，并最终反映到路堤顶面，造成路面结构的损坏。⑤加宽路基病害机理分析◆新老路基结合部结合强度不足造成新路基沿结合面的滑移，这种情况下不仅产生变形不协调，甚至可能发生错台及整体失稳（如下图），导致新老路基结合部附近的路面损坏、开裂。由于结合部滑移变形引起的不协调变形2、路基纵向不均匀沉降病害的成因◆地基强度不同：桥头跳车产生的基本原因是桥台与路基间的材料弹性模量不一致而引起的沉降差超过某个限值时所致。◆设计方面原因：设计人员若对碾压方式方法考虑不周、填料要求不严格、台背排水考虑欠佳、路堤填土处理不当等，必然产生较大沉降。◆施工方面原因：台背填料不当、压实不足等致使填料压实度满足不了设计和规范要求，产生较大的工后沉降。◆地基浸水软化：软土、黄土地基浸水造成路基沉降。桥头跳车病害产生的原因◆在山区公路施工中，路基填方与挖方结合处的填方一般处于一个“倒三角”的地形，机械难以在底部展开工作，一般在倾填至机械能及的位置后才进行碾压。而挖方地段地基处于天然密实状态，即使有沉降也是均匀的。因此，在纵向填挖交界处易形成不均匀沉降。◆在高填方地段与挖方地段，由于工后沉降量明显不同，造成高填方与挖方地段易形成不均匀沉降。◆填方时，填挖衔接处如没有按要求采