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[摘要]水泥混凝土桥面的浮浆是诱发桥面防水层失效、层间结合破坏和桥面铺装损害的主要因素。现有桥面铺装工艺有人工凿毛、铣刨机铣刨、施工期拉毛等处理方法,针对现有几种施工工艺的不足,提出喷砂凿毛的表面处理技术。
[关键词]浮浆 喷砂凿毛
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:1 671-7597(2009)1010119-02
近年来随着公路交通事业的蓬勃发展,尤其是西部大开发的实施,黄土地区公路修筑技术迅速发展。为满足路基强度和稳定性的基本要求,确保公路的安全畅通和正常使用,在公路建设中采取了一定的防护与支挡工程措施,但从远期发展而言仍存在类型单一、工程措施力度不足、对局部位置没有进行综合处治、彻底根除隐患等不足,影响公路,尤其是干线公路运输的整体效益。因此,本文针对黄土地区公路路基防护与支挡工程中目前存在的各种病害,从设计。施工、养护方面分析其成因,并提出病害处治对策,为黄土地区公路的发展提供科学参考依据。
一、黄土地区公路路基防护与支挡工程病害
由于在设计、施工、养护过程中存在一些问题,加之黄土地区的地形特点、黄土的特殊工程性质、自然气候等多方面因素的综合影响,路基防护与支挡工程在使过程中出现了各种各样、轻重不一的病害,从而降低公路的使用性能,严重影响着公路的正常运行。
黄土地区公路路基主要防护与支挡工程具有代表性的病害主要有勾缝脱落、裂缝、表面破损、墙背填土沉及黄土陷穴、基础冲刷淘空、泄水孔堵塞、沉降缩缝>变形破坏等几种形式,分述如下:
(一)勾缝脱落
砂浆勾缝在雨水表面径流作用下,砂浆被冲刷散失,水泥混凝土预制块或片(块)石砌缝外露,使坡面降雨集中冲刷,加剧冲蚀作用,形成坡面沟蚀,使砌缝内路基填土随水流失或雨水渗入路基主体,降低路基强度,严重的甚至形成路基陷穴,使砌体脱空。
(二)裂缝
坡面防护裂缝通常有两种:一种是在坡顶有错台的裂缝,主要是因路基发生不均匀沉陷而引起;另一种是坡面有错台的裂缝,通常伴随着坡面表面不平整,发生微量膨胀,主要是因砌体背侧填料滑动引起膨胀变形而产生。挡土墙裂缝根据严重程度有两种:贯通裂缝和未贯通裂缝。当发生了贯通裂缝,则墙体可能发生断裂,根可能已失去支挡作用,危害程度较大,应及时加以处理。
(三)表面破损
表面破损主要是指浆砌片(块)石或预制块破碎松动、砂浆脱落,如维修不及时,使雨水冲刷下渗,导致大面积散失、脱空和剥落,降低或失去支挡防护作用。
(四)墙背填土沉陷变形及黄土陷穴
浆砌护坡和挡土墙背侧填土发生沉降变形、形成黄土陷穴是一种比较普遍的严重病害。由于黄土具有湿陷性、多孔隙等特性,加之施工压实不足,在墙背排水不利情况下,地表径流汇集、雨水下渗,在潜蚀作用下引起黄土湿陷变形。当墙体泄水孔畅通时,黄土颗粒将随下渗水流移动,被水流带走,逐渐形成黄土陷穴,使背侧脱空,导致构造物失稳;当泄水孔被堵塞后,背侧将积水,填土含水量增大,强度大大减弱,发生沉陷变形,严重地则会导致上侧土体发生溜坍、滑坡,危及行车安全。
(五)泄水孔堵塞
在浆砌护坡和挡土。设置合理的泄水孔,有利于排除背侧填土积水,降低孔隙水压力,维持其稳定性。但由于施工质量问题,如反滤层设置不合理、泄水结构施工不符合设计要求等,在使用过程中,随水流作用,泄水孔的排水通道被细颗粒材料堵塞,形成背侧填土积水,含水量增大,易导致冻胀、湿陷、滑塌等严重病害产生。
(六)基础冲刷淘空
基础冲刷淘空是黄土地区公路水毁的一种主要形式,且危害极大。黄土地区暴雨集中,雨水冲刷严重,在沿河、冲沟地段的防护支挡工程,常因雨水急速局部冲刷基础,使底部材料被形成的涡流冲蚀、卷起带走,随着冲刷深度和范围的增大,导致基础脱空,如不及时处理,则会进一步导致结构物失稳破坏,会带来巨大的经济损失。
(七)沉降缝、伸缩缱破损变形
沉降缝、伸缩缝破损变形主要是指缝在施工中未按要求完全封闭、设计中设置位置不合理或设置数量不足,在自然因素和人为因素作用下,导致缝被颗粒材料填充、变形量不足而被挤裂或拉开。调查的几条公路的防护与支挡构造物大多存在此种病害,尤其是设置在高填方路堤部位的构造物比较明显、普遍。
综述以上几种具有代表性的病害,或单独出现,或综合反映在同一构造物上,严重影响公路的正常使用,带来巨大的经济损失。要彻底预防和根治各种病害,必须全面分析各种病害产生的原因,得到主要影响因素,才能采取有效的措施,达到“预防为主,防治结合,根除痛害”的目的。
二、病害成因分析
综合分析可以发现,导致黄土地区公路路基防护与支挡工程病害的原因主要有以下几方面:
(一)黄土陷穴
黄土陷穴是黄土地区公路许多破坏现象的根本原因。由于黄土地区的自然状况和黄土的透水性、湿陷性、崩解性,极易形成黄土陷穴,如不及时处治,将对公路带来极大危害。防护与支档工程构造物的背侧填土在排水不利的情况下极易产生黄土陷穴,导致各种严重病害发生。
(二)设计考虑不周全
综合设计对公路质量的保证十分重要,在路基设计中,排水与防护支挡工程综合设计是关键,只有这样才能有效地保证路基的强度和稳定性,保证公路的安全畅通。尤其是黄土地区,针对黄土的特性和降雨状况,采取有效的综合排水设计非常重要。如在构造物顶部设置截水沟拦截表面径流,防止汇集、冲刷和下渗;对沿河路堤根据河床宽窄与水流状况设置合理的冲刷防护措施,减少水流对路基的冲刷破坏等。构造物背侧填土沉陷变形及黄土陷穴、构造物基础冲刷淘空、表面破损等病害的产生都与综合设计有关。
(三)施工过程中轻视质量
施工质量是影响整个公路使用品质的关键。由于施工过程中,施工人员质量意识不强,偷工减料,忽视原材料质量,未严格按工序要求操作等是导致路基防护与支挡工程构造物产生病害的主要原因之一。如砌体座浆不饱满,砂浆标号不满足要求,构造物填土压实不足等。其他病害如背侧填土沉陷变形、伸缩缝变形、泄水孔堵塞等都与施工质量有关。
(四)养护方面的影响
由于各种病害在发生初期,若不认真检查很难及时发现和进行修补、养护,或者发现后未能准确找出真正病害原因而采取不正确的处治方法,贻误时机,导致严重病害的产生。如勾缝脱落、表面破损等如及时给予维修,将会避免更严重的病害发生。对黄土地区的黄土陷穴,及早发现,及时采取有效措施给予处理,对提高公路抗灾害能力,维持公路正常运行,具有重要作用。
(五)路基本体沉陷、变形
由于路基土体压实不足、地基软弱、黄土湿陷等原因造成的路基本体沉陷变形,直接破坏防护与支挡工程构造物,从而加剧路基的变形破坏,危及行车安全。如矿料坡面防护在路基土体变形发生鼓胀或湿陷后,表面 产生裂缝、砌体破损等。
由上可知,路基防护与支挡工程病害产生的原因是复杂多样的,是综合因素作用的结果。因此,应根据病害的成因分析及现场的材料分布、施工条件等具体情况,综合分析比较,选择适宜的经济合理的处治措施。
三、病害处治对策
针对黄土地区公路路基防护与支挡工程的各种病害,由于其成因复杂多样,应准确分析产生的成因,采用一种或多种方法,对症下药,彻底根治。实际使用中比较有效的方法有如下几类;
(一)增加排水设施
对雨水冲刷作用较强、原设计中未设置足够拦排水设施的病害部位,根据水流来源、水量大小,以“近接远送”为原则,增设必要的拦排水设施,减弱降雨对路基的侵蚀作用。如在路堑边坡坡顶设置截水沟,在护坡坡顶采用封闭处理并加设排水沟,防止雨水渗流。对路堤边坡坡面表面径流量大、流速较快时,可以采用拦水带与急流槽相结合,集中从坡面排除到路基范围以外。对挡土墙增设泄水孔或墙后盲沟将水引出路基外,以防止墙后积水,引起土压力增加或冻胀。
(二)再次充分夯实
对构造物已发生脱空时,应清理破损部位,对背侧黄土进行补充夯实,或采用压浆工艺使构造物背侧填土密实稳定。对破损部位进行清理时,应扩大清理范围;补夯时,应开挖平台夯实,保证与原有坡面的的紧密结合。
(三)及时检查修补
对发生勾缝脱落、砌体松动剥落等病害时,应及时采取措施,尽量在发生初期或未发展严重时进行修补处理,如重新勾缝封闭,更换破损材料等。对发展严重的病害,如裂缝、大面积破损、或已失去自身功能等,应视具体情况,采取返工重修措施,以免进一步危及公路安全。裂缝应根据严重程度区分对待,如系断裂破坏,已失去自身功能,应迅速拆除重建恢复功能;如未完全丧失功能,可以采用凿缝封闭处理。或套墙加周、支撑墙加固方法等。
(四)有效处治黄土陷穴
黄土地区黄土陷穴的处治十分重要,必须采取有效措施达到根治和预防再发生的目的。陷穴是水的冲蚀与溶蚀的混合作用在黄土形成的暗沟、暗洞及暗穴等现象。其生成的条件,内因是土质疏松,多孔隙,易冲刷:外因是地表水的汇集。陷穴对路基危害较大,一旦发生,应及时处治。首先根据所在位置,查清陷穴水的来源、水量、发展方向及对路基造成的危害程度等,视具体情况采取回填夯实、灌砂、灌土浆、设盲沟排导等方法加以处治。
四、结语
1,黄土地区公路路基防护与支挡工程存在的具有代表性的病害主要有:勾缝脱落、裂缝、表面破损、墙背土体沉陷变形和黄土陷穴、基础冲刷淘空、泄水孔堵塞以及沉降缝(伸缩缝)变形破坏。
2,各种病害是受多种因素综合作用的结果,成因复杂多样,主要影响因素是黄土的工程特性,设计、施工和养护管理方面的不足等。
3,黄土地区公路路基防护与支挡工程各种病害处治对策主要有:增加排水设施、再次充分夯实、及时检查修补及有效处治黄土陷穴等。
[关键词]浮浆 喷砂凿毛
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:1 671-7597(2009)1010119-02
近年来随着公路交通事业的蓬勃发展,尤其是西部大开发的实施,黄土地区公路修筑技术迅速发展。为满足路基强度和稳定性的基本要求,确保公路的安全畅通和正常使用,在公路建设中采取了一定的防护与支挡工程措施,但从远期发展而言仍存在类型单一、工程措施力度不足、对局部位置没有进行综合处治、彻底根除隐患等不足,影响公路,尤其是干线公路运输的整体效益。因此,本文针对黄土地区公路路基防护与支挡工程中目前存在的各种病害,从设计。施工、养护方面分析其成因,并提出病害处治对策,为黄土地区公路的发展提供科学参考依据。
一、黄土地区公路路基防护与支挡工程病害
由于在设计、施工、养护过程中存在一些问题,加之黄土地区的地形特点、黄土的特殊工程性质、自然气候等多方面因素的综合影响,路基防护与支挡工程在使过程中出现了各种各样、轻重不一的病害,从而降低公路的使用性能,严重影响着公路的正常运行。
黄土地区公路路基主要防护与支挡工程具有代表性的病害主要有勾缝脱落、裂缝、表面破损、墙背填土沉及黄土陷穴、基础冲刷淘空、泄水孔堵塞、沉降缩缝>变形破坏等几种形式,分述如下:
(一)勾缝脱落
砂浆勾缝在雨水表面径流作用下,砂浆被冲刷散失,水泥混凝土预制块或片(块)石砌缝外露,使坡面降雨集中冲刷,加剧冲蚀作用,形成坡面沟蚀,使砌缝内路基填土随水流失或雨水渗入路基主体,降低路基强度,严重的甚至形成路基陷穴,使砌体脱空。
(二)裂缝
坡面防护裂缝通常有两种:一种是在坡顶有错台的裂缝,主要是因路基发生不均匀沉陷而引起;另一种是坡面有错台的裂缝,通常伴随着坡面表面不平整,发生微量膨胀,主要是因砌体背侧填料滑动引起膨胀变形而产生。挡土墙裂缝根据严重程度有两种:贯通裂缝和未贯通裂缝。当发生了贯通裂缝,则墙体可能发生断裂,根可能已失去支挡作用,危害程度较大,应及时加以处理。
(三)表面破损
表面破损主要是指浆砌片(块)石或预制块破碎松动、砂浆脱落,如维修不及时,使雨水冲刷下渗,导致大面积散失、脱空和剥落,降低或失去支挡防护作用。
(四)墙背填土沉陷变形及黄土陷穴
浆砌护坡和挡土墙背侧填土发生沉降变形、形成黄土陷穴是一种比较普遍的严重病害。由于黄土具有湿陷性、多孔隙等特性,加之施工压实不足,在墙背排水不利情况下,地表径流汇集、雨水下渗,在潜蚀作用下引起黄土湿陷变形。当墙体泄水孔畅通时,黄土颗粒将随下渗水流移动,被水流带走,逐渐形成黄土陷穴,使背侧脱空,导致构造物失稳;当泄水孔被堵塞后,背侧将积水,填土含水量增大,强度大大减弱,发生沉陷变形,严重地则会导致上侧土体发生溜坍、滑坡,危及行车安全。
(五)泄水孔堵塞
在浆砌护坡和挡土。设置合理的泄水孔,有利于排除背侧填土积水,降低孔隙水压力,维持其稳定性。但由于施工质量问题,如反滤层设置不合理、泄水结构施工不符合设计要求等,在使用过程中,随水流作用,泄水孔的排水通道被细颗粒材料堵塞,形成背侧填土积水,含水量增大,易导致冻胀、湿陷、滑塌等严重病害产生。
(六)基础冲刷淘空
基础冲刷淘空是黄土地区公路水毁的一种主要形式,且危害极大。黄土地区暴雨集中,雨水冲刷严重,在沿河、冲沟地段的防护支挡工程,常因雨水急速局部冲刷基础,使底部材料被形成的涡流冲蚀、卷起带走,随着冲刷深度和范围的增大,导致基础脱空,如不及时处理,则会进一步导致结构物失稳破坏,会带来巨大的经济损失。
(七)沉降缝、伸缩缱破损变形
沉降缝、伸缩缝破损变形主要是指缝在施工中未按要求完全封闭、设计中设置位置不合理或设置数量不足,在自然因素和人为因素作用下,导致缝被颗粒材料填充、变形量不足而被挤裂或拉开。调查的几条公路的防护与支挡构造物大多存在此种病害,尤其是设置在高填方路堤部位的构造物比较明显、普遍。
综述以上几种具有代表性的病害,或单独出现,或综合反映在同一构造物上,严重影响公路的正常使用,带来巨大的经济损失。要彻底预防和根治各种病害,必须全面分析各种病害产生的原因,得到主要影响因素,才能采取有效的措施,达到“预防为主,防治结合,根除痛害”的目的。
二、病害成因分析
综合分析可以发现,导致黄土地区公路路基防护与支挡工程病害的原因主要有以下几方面:
(一)黄土陷穴
黄土陷穴是黄土地区公路许多破坏现象的根本原因。由于黄土地区的自然状况和黄土的透水性、湿陷性、崩解性,极易形成黄土陷穴,如不及时处治,将对公路带来极大危害。防护与支档工程构造物的背侧填土在排水不利的情况下极易产生黄土陷穴,导致各种严重病害发生。
(二)设计考虑不周全
综合设计对公路质量的保证十分重要,在路基设计中,排水与防护支挡工程综合设计是关键,只有这样才能有效地保证路基的强度和稳定性,保证公路的安全畅通。尤其是黄土地区,针对黄土的特性和降雨状况,采取有效的综合排水设计非常重要。如在构造物顶部设置截水沟拦截表面径流,防止汇集、冲刷和下渗;对沿河路堤根据河床宽窄与水流状况设置合理的冲刷防护措施,减少水流对路基的冲刷破坏等。构造物背侧填土沉陷变形及黄土陷穴、构造物基础冲刷淘空、表面破损等病害的产生都与综合设计有关。
(三)施工过程中轻视质量
施工质量是影响整个公路使用品质的关键。由于施工过程中,施工人员质量意识不强,偷工减料,忽视原材料质量,未严格按工序要求操作等是导致路基防护与支挡工程构造物产生病害的主要原因之一。如砌体座浆不饱满,砂浆标号不满足要求,构造物填土压实不足等。其他病害如背侧填土沉陷变形、伸缩缝变形、泄水孔堵塞等都与施工质量有关。
(四)养护方面的影响
由于各种病害在发生初期,若不认真检查很难及时发现和进行修补、养护,或者发现后未能准确找出真正病害原因而采取不正确的处治方法,贻误时机,导致严重病害的产生。如勾缝脱落、表面破损等如及时给予维修,将会避免更严重的病害发生。对黄土地区的黄土陷穴,及早发现,及时采取有效措施给予处理,对提高公路抗灾害能力,维持公路正常运行,具有重要作用。
(五)路基本体沉陷、变形
由于路基土体压实不足、地基软弱、黄土湿陷等原因造成的路基本体沉陷变形,直接破坏防护与支挡工程构造物,从而加剧路基的变形破坏,危及行车安全。如矿料坡面防护在路基土体变形发生鼓胀或湿陷后,表面 产生裂缝、砌体破损等。
由上可知,路基防护与支挡工程病害产生的原因是复杂多样的,是综合因素作用的结果。因此,应根据病害的成因分析及现场的材料分布、施工条件等具体情况,综合分析比较,选择适宜的经济合理的处治措施。
三、病害处治对策
针对黄土地区公路路基防护与支挡工程的各种病害,由于其成因复杂多样,应准确分析产生的成因,采用一种或多种方法,对症下药,彻底根治。实际使用中比较有效的方法有如下几类;
(一)增加排水设施
对雨水冲刷作用较强、原设计中未设置足够拦排水设施的病害部位,根据水流来源、水量大小,以“近接远送”为原则,增设必要的拦排水设施,减弱降雨对路基的侵蚀作用。如在路堑边坡坡顶设置截水沟,在护坡坡顶采用封闭处理并加设排水沟,防止雨水渗流。对路堤边坡坡面表面径流量大、流速较快时,可以采用拦水带与急流槽相结合,集中从坡面排除到路基范围以外。对挡土墙增设泄水孔或墙后盲沟将水引出路基外,以防止墙后积水,引起土压力增加或冻胀。
(二)再次充分夯实
对构造物已发生脱空时,应清理破损部位,对背侧黄土进行补充夯实,或采用压浆工艺使构造物背侧填土密实稳定。对破损部位进行清理时,应扩大清理范围;补夯时,应开挖平台夯实,保证与原有坡面的的紧密结合。
(三)及时检查修补
对发生勾缝脱落、砌体松动剥落等病害时,应及时采取措施,尽量在发生初期或未发展严重时进行修补处理,如重新勾缝封闭,更换破损材料等。对发展严重的病害,如裂缝、大面积破损、或已失去自身功能等,应视具体情况,采取返工重修措施,以免进一步危及公路安全。裂缝应根据严重程度区分对待,如系断裂破坏,已失去自身功能,应迅速拆除重建恢复功能;如未完全丧失功能,可以采用凿缝封闭处理。或套墙加周、支撑墙加固方法等。
(四)有效处治黄土陷穴
黄土地区黄土陷穴的处治十分重要,必须采取有效措施达到根治和预防再发生的目的。陷穴是水的冲蚀与溶蚀的混合作用在黄土形成的暗沟、暗洞及暗穴等现象。其生成的条件,内因是土质疏松,多孔隙,易冲刷:外因是地表水的汇集。陷穴对路基危害较大,一旦发生,应及时处治。首先根据所在位置,查清陷穴水的来源、水量、发展方向及对路基造成的危害程度等,视具体情况采取回填夯实、灌砂、灌土浆、设盲沟排导等方法加以处治。
四、结语
1,黄土地区公路路基防护与支挡工程存在的具有代表性的病害主要有:勾缝脱落、裂缝、表面破损、墙背土体沉陷变形和黄土陷穴、基础冲刷淘空、泄水孔堵塞以及沉降缝(伸缩缝)变形破坏。
2,各种病害是受多种因素综合作用的结果,成因复杂多样,主要影响因素是黄土的工程特性,设计、施工和养护管理方面的不足等。
3,黄土地区公路路基防护与支挡工程各种病害处治对策主要有:增加排水设施、再次充分夯实、及时检查修补及有效处治黄土陷穴等。