【摘要】由于路基因經受各種自然因素的長期影響,承受車輛荷載的重復作用,并且由于路基所經過地區的地形、地質及水文地質等條件的影響,路基在使用過程中常產生各種病害,同時導致路基的各個部位將產生變形。本文對高速公路路基施工病害防治措施進行了探析,希望對同類施工起到參考作用。
【關鍵詞】高速公路;路基施工;病害分析;防治措施;軟土沉陷
路基的三種形式為:路堤,路塹,半填半挖三種。路堤是填方路基;路塹是挖方路基;半填半挖顧名思義兼有路堤和路基二者特點。無論路堤還是路塹都是建在土基之上,所以都得考慮的是土基施工的病害問題。
1、高速公路施工常見病害分析及防治措施
1.1超厚填筑
1.1.1病害現象及原因 沒有嚴格執行《路基施工標準化指南》的要求,卸土時沒有采用網格布土,卸土過密,受作業段長度限制,推土機進一步整平余土不能就地消化,加上工作責任心不強,造成層厚超標;測量標高控制錯誤,特別是平地機整平,采用灰點控制法引導操作手作業,標高控制錯誤和操作工人自身對上述危害不了解或認識不足不愿意返工;技術交底不清或施工單位自檢體系不健全,質量控制措施不到位;施工者有意偷工不計后果。
1.1.2預防措施 加強技術培訓,使施工技術人員和操作人員了解分層壓實的意義。要向操作者做好技術交底,使路基填方及溝槽回填土的虛鋪厚度不超過有關規定。嚴格操作要求,嚴格質量管理,懲戒有意偷工者。
1.2淺基基底超挖
1.2.1病害的現象及預防措施 由于采用機械開挖時,施工現場未設專人盯測槽底標高,而造成基坑槽底超挖超過設計深度。
1.2.2預防措施 機械開挖時,槽底的控制標高應比設計標高提高15~30cm,機械挖完后,在用人工清槽。改進機械挖土的鏟斗,減小斗齒擾動土的厚度,相應減少槽底預留厚度。配合專人,隨挖隨按槽底設計標高,進行人工清槽。
1.3土中夾帶有機物或過濕土
在填料中含有樹根、雜草、有機垃圾等雜物或過濕土。有機物腐爛,會形成土體內的空洞。過濕土含水量過大,達不到要求的壓實度,和周圍土體產生差異沉降,造成路基不均勻沉陷,使路面結構變形。
1.3.1原因分析 路基填土中不能含有有機質,本是基本常識,主要是施工操作者技術素質過低,管理者控制不嚴。土源含水量過大,或備土遇雨,造成土的過濕,又不加處理直接使用。
1.3.2防治方法 路基填前,應清除路基地表和取、棄場地表腐植土、雜草、淤泥等,過濕土及含有有機質的土一律不得使用;過濕土確定要用的,必須經過涼曬或摻加石灰改良處理,后再進行攤鋪壓實。
1.4帶水回填
多發生在橋梁基坑回填或零填零挖地段,積水沒有排除,在泥水中回填土。帶泥水回填的土層其含水量是處于飽和狀態,不可能壓實,當地下水位下降,土層含水量降低,將造成填土下陷,危及路基安全。
1.4.1原因分析 一般地下水位高于基底,又無降水措施或措施不力,或在填前停止降水,地下水積于基坑內,或因淺層滯水、雨水或其他客水流入基坑內,不經排凈即行回填土。
1.4.2防治方法 排除積水,清除淤泥疏干基底,再進行分層回填夯實;如有降水措施的基坑,回填夯實完畢后再停止降水;排除積水有困難,也要將淤泥清除干凈,再分層回填沙礫、級配碎石等透水性材料,用小型夯實機具夯實。
1.5流砂
1.5.1病害的現象 開挖基坑時,遇粉、細砂層,由于排水方法不當,粉土粒、細砂粒隨抽水而發生“浮揚”狀態,頭天挖至設計標高,第二天坑底又在設計標高以上,造成坑底土層上涌。基坑周圍坍陷。
1.5.2預防措施 開挖基坑前,通過熟悉設計資料及實地踏勘訪問,盡量詳細摸清該處地質、水文狀況,然后采用恰當排水方式,如井點排水,或改變為水下施工方法。
2、特殊土體施工病害防治研究
2.1路基橫向不均勻沉降防治措施
2.1.1做好地質勘探調查 對路線經過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細勘察,對特殊路基段應提供詳細的設計資料。對于地表不良路段,設計可考慮換土或摻石灰、水泥及鋪設土工合成材料等措施。
2.1.2確保路基最小填筑高度 路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性。按照路基設計規范要求,根據土基干濕類型及毛細水位高度確保路基最小填筑高度。當路基填筑高度受限制而不能達到規范規定時,則應采取相應的處治措施,如換填砂礫、石渣等透水性材料,設置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區內的土基強度與穩定性。
2.1.3明確路基填料質量標準要求 在各級公路工程施工圖設計中,必須明確不同填高內路基填料的CBR值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土,嚴禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應優先選作路床填料,土質較差的細粒土可填于路堤底部。
2.1.4積極采用路基綜合防護形式 積極推行植物防護與硬防護相結合的綜合防護形式,在比較穩定的土質邊坡采用種草、鋪設草皮、植樹等植物防護措施。巖體風化嚴重、節理發育、軟質巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕、植物不易生長的填方邊坡可采用護面墻、砌石等工程防護措施,沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護坡、石籠拋石等直接防護措施。
2.1.5選擇合適的施工工藝 壓力灌漿法是利用機器施加高壓,把能固化的漿液壓入土體空隙,漿液凝固后把壓力區范圍內的土體固結,使用松散的土顆粒形成整體,達到控制沉降、減少不均勻沉降的目的。特別是針對公路路基下軟土基的處治,可以直接改善土體結構,固結土體,控制沉降。
2.2軟土路基的沉陷防治措施
2.2.1原因分析 路基沉陷有兩種:一是路堤的沉落;另一是地基的沉陷。路堤的沉落:因填料選擇不當,填筑方法不合理,壓實不足,在荷載和水、溫度綜合作用下,堤身向下沉陷。地基的沉陷:原地面為軟弱土層,填筑前未經換土或壓實,發生地基下沉,側面剪裂凸起,引起路堤下陷;軟弱土層未進行預壓,或預壓荷載不足和預壓沉降不穩定就開始卸載、路面施工,引起工后沉降。
2.2.2防治方法 注意選用良好的材料,分層填筑、分層夯實;嚴禁用腐植土或有草根的土塊,并及時排除流向路基的地面水或處理好地下水。填石路基從下而上,應用由大到小的石塊認真填筑,并用石渣或石屑填空隙。原地面為軟弱土層時,路堤高度較低的,應挖除非適用材料換填良好的材料并用加筋體予以加固;路堤高度較高的可采用打碎石樁、水泥攪拌樁、水泥樁等復合地基的形式加固地基,提高地基承載力。應按設計要求,對軟弱土層進行等載或超載預壓,并直至沉降穩定后,再進行路面施工。
結束語
路基沉陷的定義是路基表面在垂直方向產生較大的沉落。路基沉陷可以有兩種情況:一是路基本身的壓縮沉降;二是由于路基下部天然地面承載能力不足,在路基自重的作用下引起沉陷或向兩側擠出而造成的。因此,必須重視對高速公路路基施工病害的研究并重視防治措施。
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