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高填方路基的常见病害及防治措施

日期:2016-3-17 14:16:30 来源:转载 浏览数:
 
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    近年来,高填方路基工程在完工通车后,随着交通的载荷压力和使用时间的增加,其病害现象也不断增多,这对公路设计单位和工程施工单位都提出了新要求,如何保证高填方路基的施工质量,防止病害的发生,以此来保证公路的使用质量和寿命,这个课题的研究意义重大。
    1· 高填方路基的常见病害
    路基是路面的基础, 路基的质量程度直接影响到路面的建设质量,所以控制高填方路基的施工质量,对于减少公路病害有着重要影响。在以往的施工中发现,高填方路基的病害主要有路基下沉、裂缝和路基滑塌等。
    1.1 路基下沉
    路基下沉有整体下沉和局部下沉两种类型,一般在填挖方的接头处较为常见。
    1.2 路基纵、横向开裂
    路基纵横开裂是指沿着路堤的走向开裂,或者横向开裂。一般发生在不同土质的填挖接头处。路基开裂使得路基稳定性降低,特别是在雨天裂缝进水之后路基下沉造成路面平整度超限, 给行车带来危险。
    1.3 路基滑动
    路基滑动最常见的是路基沿着斜坡基底滑动,一般是由位于陡坡上的路基,在没有采取合理的防滑措施或者受水影响而引起。
    1.4 边坡滑塌   边坡滑塌有可能导致路基功能的全部丧失,一般是由于路堤坡势太陡,或者施工填料选择不当等原因造成边坡失稳而滑塌。
    2· 高填方路基病害产生的原因
    2.1 地质、地形条件的影响
    如果原地面较软,特别是在泥沼、流沙或垃圾地段填筑路基,填前未换土或没有很好的压实,都可能导致填完后,原地面土壤的压缩下沉和挤压位移;如路基经过不同的地质段修筑时,由于地基土和筑路填料的性质不同,表现出不同的强度和压缩沉降量,也会出现不均匀沉降;另外,不同地形条件的变化对路基填方不均匀沉降影响最直接,当路线经过冲沟、谷底、台地时,路基的纵断面会在零到几十米范围内变化, 填挖交界处的土和原地面的土有不同的密度和不同的沉降量,在行车载荷压力下,出现不均匀沉降。
    2.2 水文条件影响
    水对于路基的危害很大,无论是洪水、降雨量过大,或是太过干旱、冬冻春融都会对路基沉降产生影响,当水渗入到路基中后,会使得填料中含水量增大,强度、稳定性降低,最终导致路基下沉或者边坡滑塌等病害。
    2.3 设计影响
    高填方路基在设计时应首先进行稳定性试算, 并对路基断面尺寸、边坡取值进行特别计算,对排水、防护设施应该重点设计,如果只按照一般路基进行设计,并不对施工工艺、填料进行特殊要求,在工程施工或者完工后, 高填方路基就会出现较大的整体下沉或者局部沉陷,影响公路的使用。
    2.4 施工方法的影响
    1)填筑顺序有误或填筑厚度不合规。高填方路基在填筑过程中,要严格按照《公路路基施工技术规范》的要求,在全宽范围内分层填筑。
    2)压实度不足。高填方路基未能按照规定要求选择压实机械,操作不规范,压实度不达标。
    3)填挖交接未挖台阶。填挖交接处容易发生不均匀沉降,是因为原地面和填料性质结构不同,密度和承载力也不同,所以必须要彻底清除填挖交界处的软土、腐殖土,确保压实度。
    4)结构物和填土结合部处理不当。在柔性的填土和刚性的结构衔接处,两者在强度、稳定性方面都有差异,如果填土压实度不足时,容易引起交界处下沉。
    5)路基填料不好。填料中混入种植土、腐殖土或者泥沼土,或者土中含有未粉碎的大块土、冻土,都会影响路基的稳定性和强度,导致路基下沉和滑动。
    3· 预防高填方路基病害的技术措施
    3.1 控制填料质量,制定合理的填筑方案
    应选择水稳定性好、压缩性小的路基填料,不但要考虑料源和经济性,还要考虑填料的性质是否适宜。一般来说,砾石、石块渗水性强,水稳定性好,是比较好的填料种类。填料中黏土含量增多时,水稳定性就相应下降。当路基填料的最弱强度CBR 不能达标时,可以掺入石灰或者其他稳定材料进行填筑。
    路基填筑前应该根据地质、工地实际情况,制定合理的填筑方案,在施工中注意检查,发现问题应及时解决。一般以20~50cm 为一层分层填筑,具体的分层厚度应该根据压实机械的功能确定,填一层要压实一层,直到路基顶面为止。不同性质的填料种类要分层填筑,不能混填,并根据车辆载荷的作用影响,安排填筑次序,一般把水稳定性好的土填筑在路基上层,注意每层填料间的排水和斜面衔接处理。
    3.2 严格控制压实过程,确保压实度
    路基压实施工是保证路基工程成败的关键环节,所以必须通过铺筑试验获得相应的技术参数来指导施工过程, 严格控制松铺厚度,超厚时要及时调整,达不到最佳含水率时,过湿要晾干,过干则要通过计算控制洒水量均匀撒湿。压实直线段时,要按照“先边后中”操作,形成路拱横坡,压实曲线段时,要“先内后外”以利形成超高横坡。压实过程中要按照“先慢后快”、“先轻后重”、“轮迹重叠”组织压实,确保压实质量,及时检查,不合格及时补救或返工。
    3.3 台背、沟壕和边角的压实方法
    桥台背的填筑方法:桥台背的路堤填筑,应该水平分层填料压实,不能用松软土壤一次铺到顶部,以避免桥台承受过大的土压力,并保证压实标准,避免沉降出现桥头跳车现象或造成对桥台的损坏。沟壕的填筑方法:地下管线埋设后的沟壕覆土,不应该一次回填,应分层夯实,并不能在积水情况下填土,如果沟壕具有板桩支撑,也要待填土沉实后拔除。
    涵管处的填筑方法:应该在涵管两侧平行分层填筑,不但要保证填土夯实,还要保证涵管不受到损坏,因此,填土初期要轻击,到管顶60cm 后再压实。
    4 ·治理高填方路基病害的基本方法
    治理高填方路基病害的方法有多种,在工程中,应该根据路基下沉受损的原因、面积大小、深度及填料情况进行具体分析,选择最合理,最经济的处理方法。
    1)换填土法。因为填土土质不合要求,路基下沉但是面积不大时,可以采取此法,是将原路基出现病害的部分土挖除,换填符合要求的土。
    2)固化剂法。如果路基填料收到限制,且填料所需数量不大时,可以在原填料中掺入固化剂进行处理。路用固化剂一般分固态和液态两类,主要由石灰、石膏、水泥、聚丙烯酰胺等高聚合物组成。
    3)粉喷桩法。当路基下沉病害在10cm 以内时,可以通过专门的机械将分体固化剂喷在地基深处,并与软土强制搅拌,利用固化剂和软土间发生的反应形成强度和刚度较大的桩体,同时改善桩体周围的土体,桩体与周围的土体形成复合地基,来承担外力载荷。
    4)灌浆法。如果路基下沉面积较大,深度较深时,可以用此法。它是利用液压、气压或者电化学原理,通过注浆管把浆液注入地层中,浆液填充进土壤和岩石的缝隙中,将原来松散的土壤和裂缝胶合成一个整体,形成一个强度大、防水性高、稳定性高的结合体。
    5· 结语
    高填方路基的病害严重影响到路基的稳定性和耐久性,设计和施工单位必须要重视高填方路基的每个工程环节, 以预防为主要措施,消除路基病害,保证公路的“长治久安”。

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