高等級公路填方路堤養護及其維修

鄧蘇靜

(河北省平鄉縣交通局)

1 高填方路堤沉陷表現形式及危害

1.1 工程地質變化處

由于地基土反筑路填料的工程性質不同,所表現出的強度、壓縮沉降量亦不同,特別是路線通過不良地質地段,如欽土、濕陷性黃土、種植土、垃圾土等,在荷載的作用下將出現不均勻沉降。

1.2 地形變化處

地形變化處路基填方高度發生顯著變化。如路線通過沖溝、臺地等處,路基縱斷面填方變化在零至幾十米范圍,不同的路基填方所發生的沉降亦不同,特別是在填挖交界處筑土和原地面土具有不同密實度和不同的沉降量,在荷載作用下出現不均勻沉降,便路基縱向呈馬鞍形。

1.3 水的影響

地表水、地下水的影響是導致路基沉降的重要原因之一。黃土、粉土、濕陷性土等在干燥情況下土體結構性強,承載力大,路基穩定不變形,在受到水浸泡后,土體結構性迅速破壞,承載力大大降低,導致路基變形破壞。

1.4 路橋過波段及臺背沉降

路橋過波段及臺背沉降是高填方路堤沉降的重要表現形式之一。內于受到施工作業面的影響,該段路基壓實往往不如整段路基壓實好,工后沉降大。另在臺背處,臺背一例為剛性體,路基一側為柔性體,結構差異性大,導致不均勻沉降,發生跳車。在以上諸多因素的影響下,致使高填方路堤發生不同程度的沉降,輕則路面縱向線形不連續,視覺不良,行車不平穩;重則路面開裂、松散形成坑槽,導致路面破壞,嚴重影響正常行車。

2 高填方路堤沉陷原因

2.1 設計方面原因

(1)不良地質路段地基土強度低、承載力低,設計處理不當,易于產生壓縮沉降或擠壓移位,導致高填方路堤沉降變形。(2)對于一般屬于寬淺游蕩性的河床,其橋梁銜接處路基填土較高,橋路兩種材料彈性模量差距大,如過波段結構設計不合理將導致不均勻沉降,引起橋頭跳車。(3)路線通過溝谷地段和地面橫坡較陡地段時,溝谷處路基填方高、恒載大。而溝谷段往往是山體風濁物的沉積區,土壤密度小、承載力低,易使路基發生不均勻沉降。路線橫坡陡的地段,可能產生半填半挖斷面或一側高一側低填方斷面,易產生不均勻沉降。(4)高填方路段縱、橫向排水設計考慮不周也宜使路基沉降。

2.2 施工方面原因

(1)路基施工前未認真設置縱、橫向排水系統或排水系統不暢通,長期積水浸泡路基面使地基和路基土承載力降低,導致沉降發生。(2)原地面處理不徹底,如未清除草根、樹根、淤泥等不良土壤,地基壓實度不足等因素,在靜、動荷載的作用下,使路基沉降變形。(3)在高填方路堤施工中,未嚴格按分層填筑分層碾壓工藝施工路基沉降變形。(4)不良地質路段未予以處理而導致路基沉降變形。(5)填筑路基時,未全斷面范圍均勻分層填筑,而是先填半幅,后填另半幅而發生不均勻沉降。(6)施工中路基土含水量控制不嚴,導致壓實度不足,而產生不均勻沉降。

2.3 路基填料原因

如果路堤填料土質差,填料小混進了種植土、腐殖土或泥沿土等劣質土,由于土壤中有機物含量多、抗水性差、強度低等特性的作用,路堤將出現塑性變形或沉陷破壞。尤其是膨脹土,通水膨脹軟化、風干收縮開裂、穩定性差,用作填料時隨著土壤中水分的揮發,收縮開裂嚴重,對路堤的整體結構危害極大。

2.4 路基排水原因

路基排水的任務是把路基工作區的土基含水量降低到一定的范圍內。土基含水量大、排水不良會引起土質松軟、強度降低、邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動以及產生凍害等。

3 高填方路堤沉降預防措施

3.1 采取合理的設計措施

(1)加強工程地質勘察,嚴格按照工程地質勘察規程開展工作,對懷疑地段增加勘察數量,在設計、外業驗收中,將工程地質勘察作為重要的檢查內容之一。(2)盡量避免高填方路堤設計,在與其他路線相交時,主線宜采取下穿方案,這樣可以有效地降低路基填方高度,避免通道下挖而出現積水問題。(3)路線通過較陡的橫坡及溝谷地段時,應按要求設置縱橫向臺階,使填筑路基和原地面形成良好的結合,同時宜放緩邊坡。在通過松軟的濕陷性黃土地段,視情況盡量換用水穩性好、承載力大的礫石土填筑路基。(4)加強路基排水設計,使地表、地下水順利排出路基以外或將地表水阻隔在路基以外,不能在路基范圍內積水。涵洞、通道底鋪砌設計中要考慮防水,避免積水浸泡基底而沉降變形。

3.2 采取高效的施工措施

(1)認真清除地表不良土質,加大地表壓實力度。土基壓實后,土的理性變形、滲透系數、毛細水作用及隔溫性能等均有明顯改善,因此施工中應加大地表的壓實密度。地基土的壓實一般和土壤類別、土中含水量、壓實機具密切相關。對于細粒土等土質,土中含水量大小對土質的密實程度比較敏感,在壓實過程中要求含水量接近于最佳含水量;對于礫石土等,壓實含水量不起關鏈作用。(2)填筑路基前,疏通路基兩側縱橫向排水系統,避免路基受水浸泡。做好路基排水,是保證路基穩定的前提條件。工程監理和施工質量檢查人員,應認真監督檢查。(3)嚴格選取路基填料用土。土質應均勻一致,不得混雜,剔除超大顆粒填料,方能保證各點密實度均勻一致。盡量選擇集中取土,避免沿線取土。沿線取土,一般不能保證路基填料的均勻性,導致路基強度不均勻,同時也破壞了自然植被,對沿線環境不利。(4)路堤填筑方式應采用水平分層填筑,即按照橫斷面全寬分層逐層向上填筑。當原地面縱斷面大于 12%的地段,宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時,仍應采用水平分層法填筑。每層應保證層面平整,便于各點壓實均勻一致。(5)控制路基填料含水量。保證最佳含水量是細粒土壓實的先決條件。在工程實施中,如土偏濕,應翻曬,及時測定含水量,當土偏干,應灑水悶料,并使土壤中水分均勻,達到要求后進行碾壓。在氣候特別干燥的地區,一般地表土都低于最佳含水量,因此取土時應清除地表覆蓋,取用含水量適中的土填筑路基。

3.3 加強養護技術

為保證路基有完好的使用功能,路基養護工作必不可少。由于設計和施工過程中或多或少存在著一些不足,道路通過長期使用也會表現出不同程度的破損,通過及時養護修補缺損,保證道路正常使用是養護工作的中心。在養護工作中應做好以下工作:(1)加強對防水、排水構造物的養護工作,確?？v橫向排水設施暢通無阻;發現水毀地段及時加固修補,避免路基遭水浸泡;對地下水位高的地段,要挖排水溝降低地下水位;(2)對沉降量大形成跳車的路段,分析原因,采取注漿加固等措施穩定路基,及時修補破損路面,保證車輛安全行駛;(3)對風蝕、水蝕的路基邊坡,要及時修補加固,確保路基安全;(4)在有條件的情況下,做好坡固植被防護,穩定路基邊被。

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