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摘 要:高填土路基工程是公路施工中非常重要的工程,路基工程的好坏能直接影响到整个工程的质量,高填路基病害及其防治措施必然成为施工人员无法回避的技术难题,本文根据笔者施工实践,浅谈高填土路基病害表现形式和形成原因,提出了防治措施和建议。
关键词:高填土路基;病害;防治措施
盐城地区濒临沿海,地势低洼,道路设计中不可避免会出现高填土路段,工程土方量大,要求高,施工技术难度大,后期高填土路基病害较多,难以处治,不利于道路利用。因此,如何施工高填路路基,尽可能减轻病害带来的影响成为施工中的重中之重。
1 高填土路基病害形式
1.1不均匀下沉和路面不平。由于不均匀下沉,导致路面局部凹陷,行车震颤、颠簸,雨季表面积水,从而导致面层、基层早期损坏。
1.2路基施工排水不畅、影响路面质量。在路基施工中,由于填土深度太深,两侧的水分容易渗透到路槽中,使路基回填土含水量偏大,难以压实成型,从而影响路面工程的质量。
1.3局部下沉,路面开裂损坏。由于原地基未处理好,导致路堤局部下沉,引起基层开裂,裂缝反射到面层,雨水进入,造成面层和基层的损坏。
1.4桥涵和高填土路堤接合部产生不均匀沉降,造成桥头跳车的病害。
1.5高填土路堤,由于不是全防护,裸露部位被暴雨冲刷,冲成很多雨淋沟和深洞,造成路堤和路面的损坏。
2 病害形成原因
形成路面损坏的原因是多方面的。盐城市东绕城公路路基填土有的是粘土、有的是粉砂土,有的是粘土和粉砂土的混合土,其形成原因有:
2.1原地基承载力差、土质天然密实度低,加压时具有较大变形和可压缩性。在我们沿海地区,原地面清除表层可耕植土0.8 m后,其承载力一般为40~80kPa,部分在80~120kPa之间,淤积层土的天然密实度一般为1.35~1.45g/cm3。当路堤平均填土高大于3.0m以上,再加上车辆的换算荷载,使路基外加荷载大于相应地段的地基承载力,从而形成路基变形或下沉。在路基施工中,如果对沟渠、坑塘、淤泥层等软弱地基处理不到位,导致路基和路面完成后,开放交通时,局部位置和路段的路基仍未稳定,发生不均匀沉降,也会导致路面的早期损坏。
2.2填土不均匀,压实指标难以确定,导致施工 压实不匀,造成路基沉降不均匀。盐城市东绕城公路路基填土一般为粉砂土、粉细砂、粘土、亚砂土。土质复杂,压实指标难以确定。对于一个施工路段,用同样的压实机械组合和压实遍数以及确定的同一个最大干密度,压实度随机取样结果不稳定,这给施工和监理均带来一定难度,也给土方施工工期带来影响。虽对不合格点进行处理,仍会造成路基施工压实不匀,最终造成路基沉降不均匀,导致路面损坏。
2.3路基与防护工程不同步及不完善,造成高填土路基和路面的损坏。在高填土路基形成的过程中,由于防护工程和路基施工的不同步,造成土路堤暴露,要经过多次的雨水冲刷。如果遇到很强的暴雨时,毁坏会更严重。对冲刷得残损不全,沟槽较多的高填土路基,如果处理不彻底、不完全,均会给后期施工和使用留下隐患,造成边部、边坡部开裂、局部滑塌和路面的不均匀下沉。当高填土路基不是全硬化防护或防护不完善时,也会造成路堤和路面局部损坏。
2.4路基、路面防水和排水设施不完善,造成路基进水和软化,导致路面结构早期损坏。水对路基的侵害是路基和路面损坏的主要因素。东绕城公路高填土路基施工时,两侧积土很高、对施工极为不利。因为高填土路堤难以保证最佳含水量,难以达到压实要求。等到路槽形成时,又是在夏季,必然要遭受夏季强暴雨的冲刷损坏。即使是路面形成后,当路面排水不善时,雨水侵入路堤,造成土路基浸水和软化,局部下沉塌陷,很容易导致路面早期损坏。
2.5对高填土路基施工重视不够造成的损坏。由于高填土路基占地多、用土量大,征地、拆迁等协调工作难度大,本应先开工、先完成的路段,如果对此工作重视不够,工序和工期安排不当会导致高填土路段后开工、后完成。为了赶上总体进度,导致施工期间控制不严,自然沉降期不够,路面形成后在使用期间高填土段沉降仍在明显发生,导致路面早期损坏。
3 高填土路堤病害防治措施
3.1用地质雷达检测软弱层和软弱段位置。在高填土路基施工前,应采用地质雷达,全幅、全路段范围查明软弱段部位和地下隐藏坑穴,针对查出的问题,提出相应的防治措施。
3.2对地基承载力不夠和软弱地基,用粉喷桩处理或整体软土改良。在我市以前所建项目中,对高填土路基原地基承载力不够路段和明显的淤泥层,一般采用直径40 cm,长15.0~20.0 m粉喷桩进行处理。对部分坑塘软弱段有时采用整体软土掺石灰或水泥进行改良。
3.3用冲击夯对高填土路段分层夯实。在常规的施工和压实检测基础上,为提高高填土路基的压实均匀性和稳定性,减少后期沉降,对高填土路基每2 m一层用冲击夯进行夯实。
3.4土工格栅在高填土路段的使用。为了减少路堤的不均匀沉陷,提高路堤的稳定性,在高填土路段,使用土工格栅,每1.0 m厚全幅、全段布一层。
3.5采用反压坡道和挡土墙。利用反压坡道和挡土墙对高填土路堤的侧向约束作用,提高高填土路堤的整体稳定性,特别是在弯道内侧尤其重要。
3.6对桥涵两头接线,采用预先压浆处理。桥涵两头接线一般是一侧较稳定,另一侧沉降随时间在发生。在两端接合部,采用预先压浆处理,减少了桥涵端部不均匀沉降和高填深挖结合部差异沉降,实践证明,效果很好。
3.7做好防排水设施。建设期间,在防水和排水设施方面,应加大投入,对高填土路基防冲刷、雨水侵入损坏和整体稳定,能起到事半功倍的效果。事实证明,高填土路基路面的排水采用集中形式优于散水漫排形式。
3.8合理安排工期,确保高填土路堤有1年以上的预压期。如果能保证高填土路堤在建设期间,通过科学组织,均衡施工,有1年以上自然沉降期,就能消除总体沉降的60%~70%,有效减少通车后的沉降量,有利于路堤的后期稳定。
总之,高填土路基是在公路工程建设中,为了满足设计功能而使用的施工方式之一,在高等级公路的设计中,设计人员应该从公路的沿线环境、地质条件、路基稳定性等方面进行详细的考虑,尽可能地使路提高度得到降低,以有效避免高填土路基的病害。
参考文献
[1] 吴敏之;赵曦;高填土路基处理设计研究[J];公路与汽运;2013年03期
[2] 曹卫东;高填土路基施工要点浅析[J];科技信息;2010年03期
[3] 李卫波;周行昌;商锋锋;盐场段高速公路高填土路基沉降分析及控制措施[J];科技信息;2013年03期
关键词:高填土路基;病害;防治措施
盐城地区濒临沿海,地势低洼,道路设计中不可避免会出现高填土路段,工程土方量大,要求高,施工技术难度大,后期高填土路基病害较多,难以处治,不利于道路利用。因此,如何施工高填路路基,尽可能减轻病害带来的影响成为施工中的重中之重。
1 高填土路基病害形式
1.1不均匀下沉和路面不平。由于不均匀下沉,导致路面局部凹陷,行车震颤、颠簸,雨季表面积水,从而导致面层、基层早期损坏。
1.2路基施工排水不畅、影响路面质量。在路基施工中,由于填土深度太深,两侧的水分容易渗透到路槽中,使路基回填土含水量偏大,难以压实成型,从而影响路面工程的质量。
1.3局部下沉,路面开裂损坏。由于原地基未处理好,导致路堤局部下沉,引起基层开裂,裂缝反射到面层,雨水进入,造成面层和基层的损坏。
1.4桥涵和高填土路堤接合部产生不均匀沉降,造成桥头跳车的病害。
1.5高填土路堤,由于不是全防护,裸露部位被暴雨冲刷,冲成很多雨淋沟和深洞,造成路堤和路面的损坏。
2 病害形成原因
形成路面损坏的原因是多方面的。盐城市东绕城公路路基填土有的是粘土、有的是粉砂土,有的是粘土和粉砂土的混合土,其形成原因有:
2.1原地基承载力差、土质天然密实度低,加压时具有较大变形和可压缩性。在我们沿海地区,原地面清除表层可耕植土0.8 m后,其承载力一般为40~80kPa,部分在80~120kPa之间,淤积层土的天然密实度一般为1.35~1.45g/cm3。当路堤平均填土高大于3.0m以上,再加上车辆的换算荷载,使路基外加荷载大于相应地段的地基承载力,从而形成路基变形或下沉。在路基施工中,如果对沟渠、坑塘、淤泥层等软弱地基处理不到位,导致路基和路面完成后,开放交通时,局部位置和路段的路基仍未稳定,发生不均匀沉降,也会导致路面的早期损坏。
2.2填土不均匀,压实指标难以确定,导致施工 压实不匀,造成路基沉降不均匀。盐城市东绕城公路路基填土一般为粉砂土、粉细砂、粘土、亚砂土。土质复杂,压实指标难以确定。对于一个施工路段,用同样的压实机械组合和压实遍数以及确定的同一个最大干密度,压实度随机取样结果不稳定,这给施工和监理均带来一定难度,也给土方施工工期带来影响。虽对不合格点进行处理,仍会造成路基施工压实不匀,最终造成路基沉降不均匀,导致路面损坏。
2.3路基与防护工程不同步及不完善,造成高填土路基和路面的损坏。在高填土路基形成的过程中,由于防护工程和路基施工的不同步,造成土路堤暴露,要经过多次的雨水冲刷。如果遇到很强的暴雨时,毁坏会更严重。对冲刷得残损不全,沟槽较多的高填土路基,如果处理不彻底、不完全,均会给后期施工和使用留下隐患,造成边部、边坡部开裂、局部滑塌和路面的不均匀下沉。当高填土路基不是全硬化防护或防护不完善时,也会造成路堤和路面局部损坏。
2.4路基、路面防水和排水设施不完善,造成路基进水和软化,导致路面结构早期损坏。水对路基的侵害是路基和路面损坏的主要因素。东绕城公路高填土路基施工时,两侧积土很高、对施工极为不利。因为高填土路堤难以保证最佳含水量,难以达到压实要求。等到路槽形成时,又是在夏季,必然要遭受夏季强暴雨的冲刷损坏。即使是路面形成后,当路面排水不善时,雨水侵入路堤,造成土路基浸水和软化,局部下沉塌陷,很容易导致路面早期损坏。
2.5对高填土路基施工重视不够造成的损坏。由于高填土路基占地多、用土量大,征地、拆迁等协调工作难度大,本应先开工、先完成的路段,如果对此工作重视不够,工序和工期安排不当会导致高填土路段后开工、后完成。为了赶上总体进度,导致施工期间控制不严,自然沉降期不够,路面形成后在使用期间高填土段沉降仍在明显发生,导致路面早期损坏。
3 高填土路堤病害防治措施
3.1用地质雷达检测软弱层和软弱段位置。在高填土路基施工前,应采用地质雷达,全幅、全路段范围查明软弱段部位和地下隐藏坑穴,针对查出的问题,提出相应的防治措施。
3.2对地基承载力不夠和软弱地基,用粉喷桩处理或整体软土改良。在我市以前所建项目中,对高填土路基原地基承载力不够路段和明显的淤泥层,一般采用直径40 cm,长15.0~20.0 m粉喷桩进行处理。对部分坑塘软弱段有时采用整体软土掺石灰或水泥进行改良。
3.3用冲击夯对高填土路段分层夯实。在常规的施工和压实检测基础上,为提高高填土路基的压实均匀性和稳定性,减少后期沉降,对高填土路基每2 m一层用冲击夯进行夯实。
3.4土工格栅在高填土路段的使用。为了减少路堤的不均匀沉陷,提高路堤的稳定性,在高填土路段,使用土工格栅,每1.0 m厚全幅、全段布一层。
3.5采用反压坡道和挡土墙。利用反压坡道和挡土墙对高填土路堤的侧向约束作用,提高高填土路堤的整体稳定性,特别是在弯道内侧尤其重要。
3.6对桥涵两头接线,采用预先压浆处理。桥涵两头接线一般是一侧较稳定,另一侧沉降随时间在发生。在两端接合部,采用预先压浆处理,减少了桥涵端部不均匀沉降和高填深挖结合部差异沉降,实践证明,效果很好。
3.7做好防排水设施。建设期间,在防水和排水设施方面,应加大投入,对高填土路基防冲刷、雨水侵入损坏和整体稳定,能起到事半功倍的效果。事实证明,高填土路基路面的排水采用集中形式优于散水漫排形式。
3.8合理安排工期,确保高填土路堤有1年以上的预压期。如果能保证高填土路堤在建设期间,通过科学组织,均衡施工,有1年以上自然沉降期,就能消除总体沉降的60%~70%,有效减少通车后的沉降量,有利于路堤的后期稳定。
总之,高填土路基是在公路工程建设中,为了满足设计功能而使用的施工方式之一,在高等级公路的设计中,设计人员应该从公路的沿线环境、地质条件、路基稳定性等方面进行详细的考虑,尽可能地使路提高度得到降低,以有效避免高填土路基的病害。
参考文献
[1] 吴敏之;赵曦;高填土路基处理设计研究[J];公路与汽运;2013年03期
[2] 曹卫东;高填土路基施工要点浅析[J];科技信息;2010年03期
[3] 李卫波;周行昌;商锋锋;盐场段高速公路高填土路基沉降分析及控制措施[J];科技信息;2013年03期