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高填方路堤沉降预防措施

时间:2016-07-01 访问人数:

 

高填方路堤产生沉降的因数主要来自于设计和施工两方面。因此,在设计时只要道路勘测者认真进行勘察设计,详细调查拟建公路沿线地形、地貌,查明其工程地质和水文地质情况,采取有针对性的工程设计方案;施工中严格按照施工规范和设计要求,合理组织施工;公路养护中加强养护,及时排除险情,确保道路正常使用,对于防止高填方路堤沉降,必将起到积极作用。

   一.设计方面应采取的合理措施

   路线选线中,在坚持路线总体走向通过主要控制点的原则下,因地形、地质环境布设路线,尽量避让不良地质地段,不需要追求高指标的线形,努力做到线形指标搭配合理,即可取得良好的视觉效果。

   加强工程地质勘察。严格按照工程地质勘察规程开展工作,详细调查和探明拟建公路沿线工程地质和水文地质情况,对工程地质和水文地质情况有怀疑地段增加探坑数量,在设计外业验收中,将工程地质勘察作为重要检查内容之一。

   对原地面明确提出压实度和地基承载力要求。其目的在于防止路基填方在自重和车辆荷载作用下,因地基承载力不足而产生沉降;对地基承载力低的路段应采取有效的工程处理措施。

   路线通过较陡的横坡及沟谷地段时,应按要求设置纵横向台阶,使填筑路基和原地面形成良好的结合,同时宜放缓边坡。

   尽量避免高填方路堤和陡坡路堤设计。否则,应按照路基设计规范要求进行设计,并提出工后沉降量要求。

   做好路基排水系统综合设计,使地表、地下水顺利排出路基以外或将地表水阻隔在路基以外,不能在路基范围内积水。涵洞、通道底铺砌设计中要考虑防水,避免积水浸泡基底而沉降变形。

   高填方路堤路桥过渡段要采取特殊设计,避免直接由柔性到刚性的路基设计结构,可以考虑采取半刚性的路基过渡。

   对软土、盐渍土等不良地质路段,要采取特殊设计,提高路基的承载能力和水稳性,同时要由试验计算路基的压缩沉降量,设计中要考虑超填厚度,使竣工后的沉降能维持路基设计高程。

   二.施工方面应采取的有效措施

   做好路基施工的准备工作。开工前施工单位、监理单位的工程技术人员要认真审阅设计文件,详细了解公路沿线地形地貌、工程地质、水文地质、路基填料、各段的填方数量和特殊路基分布等情况,并逐一步核实设计文件提供的资料,做到心中有数,发现与设计文件提供的资料有误应及时上报业主,妥善处理。同时要与设计单位做好技术交底工作。

   施工组织设计是保证工程质量的前提。路基施工也不例外,施工单位必须重视高填方路堤的施工组织设计,合理安排各施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,尤其对高填方段应优先安排施工,给高填方路堤留有足够的时间施工和沉降,从而有效防止高填方路堤工后产生过大的沉降。在施工中,以施工组织设计为依据,结合施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,保证高填方路基施工质量。

   (3)重视原地面处理。路基填筑前必须彻底清除地表植被、树根、垃圾和种植土,加大原地面的压实力度。地表植被、树根、垃圾、不良土质暴露于自然环境下,相对比较松软,不易压实,有的土壤易产生病害,如盐渍土、膨胀土等,因此必须予以清除。土是三相体,土粒骨架的空隙被水分和空气所占据。土在压实过程中,因土粒受到瞬时荷载或振动力的作用,使土粒重新调整位置,重新组合,彼此挤密,空隙缩小,土的单位质量提高,形成密实整体,从而导致强度增加,稳定性提高。土基压实后,土的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等均有明显改善,因此施工中应加大地表的压实密度。

   目前的设计理论强调活载影响的作用,越接近路面,活载的影响越大,因此要求有较高的压实度。然而在高填方路段,活载影响土基的应力随着深度的增加越来越小,而恒载对土基的影响将随路基的高度而增加。一些设计文件要求地基的压实度达到85%~90%,这已不能满足高填方路堤对地基土承载力的要求。地基土的压实一般和土壤类别、土中含水量、压实机具密切相关。对于细粒土、黏土等土质,土中含水量大小对土质的密实程度比较敏感,在压实过程中要求含水量接近于最佳含水量;对于砾石土等,压实含水量不起关键作用。在地基压实中,由于没有进行分层碾压,光轮压路机作用深度比较浅,压应力提供不足,一般采用大吨位振动压路机效果较好。

   填筑路基前抓做好路基临时排水工作,做到临时排水系统与永久性排水系统有机结合。施工过程中通过路基两侧纵横向排水系统及时疏散路基范围的积水,避免路基受水浸泡。当地基土和路基填料为如粉土、黄土、湿陷性土、黏土等细粒土时,在干燥状态下其结构性比较强,有较高的承载能力,一旦受水浸泡后其结构性很快破坏,强度也很快降低,失去应有的承载能力,导致地基、路基沉降。因此,做好路基排水是保证路基稳定的前提条件。工程监理和施工质量检查人员,应认真监督检查。

   严格选取路基填料,并控制好填料质量。对高填方路基路段施工在填料料场选择时,除按规范要求的液限、塑性指数、含水量和CBR等指标外,还应根据填料的性质(如:水稳性承载能力)综合选择水稳性好、干密度大、承载能力高的砾石类土填筑路基为宜。在路基填筑前必须将料场盖山土清除干净,防止树根、杂草、种植土等混填于路基之中。施工中严格控制填料含水量,严禁过湿的土填于路基之上;且要求不同土质分层填筑,剔除填料中超大颗粒,以保证各点密实度均匀一致。

   严格控制路堤填筑工艺。在高路堤填筑全面铺开前,各施工单位必须根据不同填料、各种施工机械组合铺筑试验路段,以获得最佳机械组合方式、填层厚度、碾压遍数和填料的施工含水量范围。路堤填筑方式应采用水平分层填筑,即按照横断面全宽分层逐层向上填筑;当原地面纵坡大于12%的地段,宜采用纵向分层填筑施工,填筑至路基上部时,仍应采用水平分层法填筑。每层应保证层面平整,便于各点压实均匀一致。在路堤施工过程中要严格控制填层厚度,根据不同的填料和场地要选择不同的压实机具。一般情况下,轻型光轮压路机(68t)适用于各种填料的预压整平,重型光轮压路机(1215t)适用于细粒土、砂类土和砾石土,重型轮胎压路机(30t以上)各种填料均适用,尤其是细粒土;羊足碾最适用于细粒土,但需要光轮压路机配合对被翻松表层进行补压;振动压路机具有滚压和振动的双重作用,用于砂类土、砾石土和巨砾土,其效果远远优于其他压实机具。在高填方路段,压实质量要求高,选用重型轮胎压路机和振动压路机效果比较好。

   抓好路基特殊部位的施工质量控制。如桥涵结构物台背回填、路桥过渡段填方以及填挖结合部,这些地方地形条件特殊,填方施工难度大。台背、路桥过渡段往往是路基和桥台完成后而剩余的缺口,因此,有必要将该段作为路基施工的管理点,抽调组成专门的回填队伍。台背处大型设备不易工作而采用小型夯实机具时,填筑的分层厚度若太厚就很难压实,一般宜控制在15cm左右,同时应加大抽检频率保证压实。对于填挖结合部,应彻底清除结合部的松散软弱土质,做好换土、排水和填前碾压工作,按设计要求从上到下挖出台阶,清除松方后逐层碾压,确保填挖结合部的整体施工质量。

   做好压实度的检测工作。在压实过程中,施工单位自检人员应按规定的频率检查路基各层的压实度,目前对于200m抽检4的规定,施工单位感觉工作量偏大,部分人员凭经验减少压实度的抽检频率,甚至于伪造试验资料应对检查。面对检测工作量大的问题,可以考虑采用传统的环刀法、灌砂法与快速检测核子密度湿度仪法相结合,对薄弱地点,如路基边缘、台背处采用传统方法检测,路基中可考虑采用核子密度湿度仪检测,这样可提高检测速度。

    三.加强养护技术

   为保证路基有完好的使用功能,路基养护工作必不可少。由于设计和施工过程中或多或少存在着一些不足,道路通过长期使用也会表现出不同程度的破损,通过及时养护修补缺损,保证道路正常使用是养护工作的中心。在养护工作中应做好以下工作:

   加强对防水、排水构造物的养护工作,确保路基范围内纵横向排水设施畅通无阻;发现水毁地段应及时加固修补,避免路基遭遇水的浸泡;对地下水位高的地段,要挖排水沟降低地下水位。

   对沉降量大形成跳车的路段,应分析原因采取注浆加固等有效措施稳定路基,及时修补破损路面保证车辆安全行驶。

   对风蚀、水蚀的路基边坡,要及时修补加固,确保路基安全。

   在有条件的情况下做好坡面植被防护,稳定路基边坡。