高填方路基病害及防治淺析
2015-07-02
近年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)工作發(fā)展迅猛，煙臺(tái)地區(qū)的公路建設(shè)工作在全省也一直處于領(lǐng)先地位，膠東半島屬于典型的丘陵地形，在新建公路及舊路改擴(kuò)建中經(jīng)常遇到高填方路基。填方總高度土質(zhì)超過(guò)18m或石質(zhì)超過(guò)20m的路基，稱之為高填方路基。高填方路基的填方數(shù)量大、占地寬、施工工藝復(fù)雜，在工程施工過(guò)程中和工程完工后，隨著時(shí)間的推移與行車重復(fù)載荷的作用，經(jīng)常出現(xiàn)路基整體下沉或局部沉降、路基縱橫向開(kāi)裂、路基滑動(dòng)或者邊坡滑坍等病害，而且較難治理。
一、病害產(chǎn)生的原因：
?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)方面
當(dāng)公路路線設(shè)計(jì)有高填方路基時(shí)，應(yīng)按照規(guī)范要求認(rèn)真地對(duì)高填方路基作特殊設(shè)計(jì)，結(jié)合相應(yīng)填料的種類，進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算和沉降計(jì)算。如果驗(yàn)算和計(jì)算所需的地質(zhì)條件、土工實(shí)驗(yàn)資料等不能真實(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)情況，或外業(yè)勘測(cè)期間未對(duì)高填方路段地質(zhì)進(jìn)行布探，對(duì)其地質(zhì)構(gòu)造、各種軟弱面的分布狀況不明，就會(huì)造成設(shè)計(jì)的不合理，在施工過(guò)程中或完工后，高填方路基將會(huì)有較大的整體下沉或局部沉陷，以致影響公路的正常使用。
（2）施工方面
?、偬盍喜缓细?br />
如果路基填料土質(zhì)差，填料中混進(jìn)了種植土、腐殖土或泥沼土等劣質(zhì)土，由于這幾類土壤中有機(jī)物含量多、抗水性差、強(qiáng)度低，路基勢(shì)必將出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞。尤其是膨脹土，遇水膨脹軟化，風(fēng)化收縮開(kāi)裂，固體穩(wěn)定性差，用作填料時(shí)隨著土壤中水分的揮發(fā)，收縮開(kāi)裂尤為嚴(yán)重，對(duì)路基的整體結(jié)構(gòu)危害極大。
②原地面處理不徹底
高填方路基基底承載能力應(yīng)高于一般路基基底，若按一般路基要求，當(dāng)路基填料不斷增加時(shí)，原地基的壓縮變形將導(dǎo)致路基下沉。
?、勐坊潘涣?br />
高填方地段地面線多位于低洼處，常常積水，尤其是下雨天，使土基常時(shí)間受浸泡，土基含水量大，排水不良，施工過(guò)程中未對(duì)路基排水進(jìn)行處理，若遇水浸泡，會(huì)引起土質(zhì)松軟，從而導(dǎo)致承載能力降低、路基下沉等。
?。?）施工工藝方面
?、偬钪に嚥划?dāng)
在高填方路基施工中未嚴(yán)格按分層填筑，隨意將鋪筑厚度加厚，即使壓實(shí)機(jī)具按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實(shí)時(shí)，壓實(shí)度也達(dá)不到規(guī)定的要求，當(dāng)填筑到路基設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必然產(chǎn)生累計(jì)的沉降變形；對(duì)同一路段的不同填料沒(méi)有嚴(yán)格控制，造成壓實(shí)度不足或不均勻，易導(dǎo)致局部較大的沉降變形；施工中無(wú)法整幅分層填筑的路段，沒(méi)有在山坡上按要求從填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階，從而造成在搭接處產(chǎn)生不均勻沉降；路基兩側(cè)超寬填筑不夠，路基虧坡，整修時(shí)采用“貼補(bǔ)法”，補(bǔ)填土不易與原邊坡土結(jié)合緊密而且難以壓實(shí)，整體性差。
?、趬簩?shí)工藝不當(dāng)
在施工中，未嚴(yán)格控制填料的實(shí)際含水量為最佳含水量±2％，制定科學(xué)合理的壓實(shí)工藝，或未按要求配備相應(yīng)的整平碾壓機(jī)具并按規(guī)范進(jìn)行操作，導(dǎo)致高填方路段產(chǎn)生較大的沉降變形和整個(gè)路基的不均勻沉降。
?、凼┕そM織不當(dāng)
先施工低填方路基，后施工高填方路基，往往高填方路基施工完成后就立即鋪路面，路基沒(méi)有足夠的時(shí)間沉降固結(jié)，而使路面使用不久就出現(xiàn)沉陷。
?。?）質(zhì)量管理方面。
施工過(guò)程中，質(zhì)量與技術(shù)方面的管理力度不夠，工地現(xiàn)場(chǎng)人員的責(zé)任心不強(qiáng)；技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督力度不夠，施工單位感覺(jué)工作量偏大，部分人員憑經(jīng)驗(yàn)減少壓實(shí)度的抽檢頻率，甚至偽造試驗(yàn)資料應(yīng)付檢查；施工現(xiàn)場(chǎng)混亂使工程質(zhì)量降低，造成施工過(guò)程中的隱患，甚至造成大的質(zhì)量事故，危及了路基的穩(wěn)定性。
二、病害預(yù)防的方法：
針對(duì)各種病害產(chǎn)生的原因我們可以相應(yīng)地進(jìn)行預(yù)防，做到防范于未然。主要措施有：
1、高填方路基填料宜優(yōu)先采用強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好的材料，或采用輕質(zhì)材料。受水淹、浸的部分，應(yīng)采用水穩(wěn)性和透水性均好的材料。在分層填筑時(shí)，應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行，逐層整平碾壓，并按規(guī)范進(jìn)行操作；應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)段確定機(jī)具配備、灑水量、適宜的松鋪系數(shù)和相應(yīng)的碾壓遍數(shù)。
2、基底承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，特殊地段或承載力不足的地基應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理；覆蓋層較淺的巖石地基，宜清除覆蓋層。路基若通過(guò)耕地，施工時(shí)必須做填前碾壓，如果有機(jī)質(zhì)含量和其他雜物多而不易壓實(shí)，應(yīng)換填土；如果地基為松軟土，通過(guò)對(duì)原地進(jìn)行常規(guī)的填前碾壓不能滿足穩(wěn)定和沉降要求時(shí)，要按《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》要求向監(jiān)理工程師提出對(duì)軟弱土進(jìn)行加固處治。
3、高填方路基填筑施工中應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留路堤高度與寬度，進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控；并宜進(jìn)行沉降觀測(cè)，按照設(shè)計(jì)要求控制填筑速率；高填方路基還宜優(yōu)先安排施工。一般較設(shè)計(jì)寬度每側(cè)超寬不小于30cm，以確保邊坡密實(shí)；路基虧坡，整修時(shí)開(kāi)臺(tái)階，分層填筑壓實(shí)，嚴(yán)禁貼補(bǔ)，確保路基的整體性和邊坡密實(shí)。每層填筑上料前要根據(jù)設(shè)計(jì)邊坡線實(shí)地放出路堤填筑邊線。
4、高填方路基應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)探，掌握其地質(zhì)層理、節(jié)理、斷層及了解有無(wú)地下水或其分布情況，并按規(guī)范要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，高邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的填料，如設(shè)計(jì)沒(méi)有驗(yàn)算其穩(wěn)定性、地基承載力或沉降量等項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)向有關(guān)部門(mén)提出補(bǔ)做。
5、施工中，各施工層表面不應(yīng)有積水，填方路堤應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和施工時(shí)氣候狀況設(shè)置2%-4%的雙向或單向排水橫坡，及時(shí)排走雨水。施工前，應(yīng)先做好截水溝、排水溝等排水及防滲設(shè)施，坡腳避免遭受水的沖刷(排水溝邊緣距路基坡腳不小于2m)。
6、舊路加寬時(shí)，清除邊坡上的雜草，并沿舊路邊坡挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階，臺(tái)階寬度不小于1.0m。填方分段施工兩段交接處，則先填段應(yīng)留臺(tái)階與后填段分層階梯搭接，搭接長(zhǎng)度不小于2m。半填半挖路段按規(guī)范要求設(shè)置臺(tái)階并分層壓實(shí)，提高路堤的整體穩(wěn)定性。
7、在填筑好的高填方路基上堆置高度3m以上的碎石或其它重物，對(duì)路基施加超載預(yù)壓，加速完成路基工后沉降、增加路基強(qiáng)度。
8、高填方路基的壓實(shí)可采取振動(dòng)壓實(shí)、強(qiáng)夯及沖擊壓實(shí)等方式，提高壓實(shí)效率和施工質(zhì)量、更快更經(jīng)濟(jì)地達(dá)到工程質(zhì)量要求。
三、病害處治的方法：
對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)病害的高填方路段，可采取換土復(fù)填法、固化劑法、粉噴樁和灌漿法等。從方案的可操作性、經(jīng)濟(jì)性、處理效果綜合比選這幾種方式，灌漿法操作簡(jiǎn)便、成本低、效果較好且不影響公路運(yùn)營(yíng)，所以灌漿法處理較為常用。
灌漿法施工時(shí)，壓漿材料一般選用水泥漿液加添加劑，最好采用高水速凝材料，該材料由A／B兩種固體粉末材料組成，使用時(shí)與粉煤灰混合均勻加水?dāng)嚢?高水材料：粉煤灰：水＝1：35：3.5)，A、B兩種漿液?jiǎn)为?dú)放置24小時(shí)以上不凝固，可以長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間輸送、存放，易于施工；材料凝結(jié)時(shí)間可以調(diào)控，兩種材料混合后，凝結(jié)時(shí)間可控制在10-60分鐘；早期強(qiáng)度高，2小時(shí)可達(dá)到1.5Mpa以上；混合料也可以和周圍土顆粒發(fā)生反應(yīng)，形成強(qiáng)度；混合料凝固過(guò)程及凝固以后不收縮。
壓漿孔呈梅花形布置，孔間距3.0米，注漿采用壓力為0.5-1.5Mpa，壓力由大到小，到注漿后期，部分注漿孔單位時(shí)間注漿量明顯上升，說(shuō)明注漿形式由滲流注漿變換為脹裂式注漿，匯總現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算得平均孔隙率為10.94％。
四、結(jié)論
填方工程質(zhì)量控制沒(méi)有應(yīng)用什么尖端技術(shù)，其成敗的關(guān)鍵在于管理，應(yīng)該制定行之有效的管理措施，確保規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求不折不扣地付諸實(shí)施。并且試驗(yàn)、檢測(cè)、觀測(cè)都是必要的手段，以數(shù)據(jù)說(shuō)話，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量管理水平和檔次才能不斷提高。
