高填方路堤沉降原因及预防

时间:2022-10-24 04:51:34

摘要:随着经济的发展,高填方路基也在逐渐增多,不少高填方路基出现整体或者局部下沉以及边坡滑坡现象,沉降病害的存在影响了路面使用功能,提前了路面大中修或局部修补,加大了公路的营运成本,因此对高填方路基沉降现象需要加强重视。本文分析高填方路基沉降病害的填料、设计、施工原因,并对应的探讨了高填方路基沉降的预防措施。

关键词:高填方路堤;沉降;设计;施工

Abstract: with the development of economy, the high fill subgrade is also gradually increasing, a lot of high fill embankment in global or local subsidence and landslide phenomenon, the existence of the disease may affect the function of pavement, the pavement ahead of DaZhongXiu or local repair, increase the operating costs of the road, so the need to strengthen the attention to the phenomenon of high fill embankment settlement. This article analyzed the filler of high fill embankment settlement diseases, design, construction, and the corresponding high fill embankment settlement of preventive measures are discussed.

Key words: high fill embankment; Settlement; Design; The construction of the

中图分类号:U416.12文献标识码:A

前言

高填方路基的沉降常见表现为路基的沉陷和路基滑动两种形式。引发病害的主要因素与填土高度、路基填料、边坡坡度、地基土质性质、水文状况、路基压实及施工等有关。高填方路段沉陷危害较大,主要表现为:高填方路段经常紧接大型结构物,以桥梁为例,桥梁大多为刚性结构物, 由于台背回填土与路基填筑土各自的弹性模量差别极大, 出现的沉降也存在较大差别, 极易出现桥头跳车, 影响道路的正常运营;高填方路段出现较大沉降后, 致使路面开裂、基层断裂, 加速路面的破损, 严重危路面的正常使用; 高填方路段的沉降进一步发展, 可致使路基整体沉陷, 横向挤压, 出现路基失稳、崩塌, 造成道路的损毁。接下来就高填方路堤沉降形成的原因谈谈其预防措施。

一、高填方路堤沉降原因

(一)路基填料原因

如果路基填料土质差,填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土,由于这类土壤中有机物含量多、抗水性差、强度低,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土,这种土遇水膨胀软化,风干收缩开裂,固体稳定性差,用作填料时随着土壤中水分的挥发,收缩开裂尤为严重,对路堤的整体结构危害极大。

(二)高填方路基设计原因

由于设计方面导致的质量问题,主要是因为设计不合理,对地质条件、土工试验资料等方面的计算和验算均不能很好的反映真实的现场情况,或者是未按照相应的法规认真的对高填土路基进行特殊设计,再或者是没有进行稳定性计算,设计人员还按照一般的路基设计方式进行设计,使得路基质量达不到高填方路基的质量要求而埋下了安全隐患。进而影响到公路的正常使用。

(三)施工原因

1、原地面未彻底处理,高填方路堤基底承载能力应高于一般路基基底,若按一般路基要求,当路基填料不断增加时,原地基的压缩变形将导致路堤下沉。

2、填筑顺序不当。高填路堤在填筑时未严格按施工规范要求在全宽范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定等。

3、压实工艺不当。在施工过程中未按要求的压实工艺进行碾压、路基的压实强度不均匀、压实度达不到规定要求,将会导致高填方路段产生较大的沉降变形和整个路堤的不均匀沉降。

4、高填方路堤施工中的纵横向搭接未按规范处理,搭接不正确会导致路基的不均匀沉降而出现裂缝。

5、施工过程中未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排出。有的积水浸入路基内部,形成水囊。晴天施工时也未排除积水就继续填筑,以致造成隐患。

二、高填方路堤沉降的预防

(一)填料的选择

填筑路基的理想填料为水稳定性好、压缩性小、便于施工压实以及运距短的土石材料。在选择填料时,要考虑料源的经济性及填料的性质是否适宜。一般力求填料就地取材,因材设计。填料的选择不仅要考虑到强度与渗透性,而且应充分考虑土料的变形性能。理想的填方材料应该是受荷后变形小而适应变形的能力又强。用不同填料填筑路基时,应分层填筑,每一水平层均应采用同类填料。采用的填料须完成液限、塑性、击实、承载比等试验,确定相应的技术指标均能满足要求后,方能作为该路段的路基填料,最好选用具有一定级配的砂土或含砾砂土作为填料,严禁使用淤泥、泥炭、生活垃圾、建筑垃圾及含树根和易腐物的土。

(二)设计控制

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

(三)施工控制

1、路基基底处理

路基基底处理按以下原则处理:1)基底土密实,且地面横坡缓于1:10时,路堤可直接填筑在腐殖土清理干净的天然地面上。2)在稳定的斜坡上,路堤基底按下列要求处理:横向坡度为1:10~1:5时,清除草皮;横向坡度为1:5—1:2.5时,原地面应挖台阶,台阶宽度不小于1.0 m。对于基岩面上的覆盖层,先清除覆盖层再挖台阶。当覆盖层较厚且稳定时,在原地面上挖台阶后填筑路堤。3)半填半挖和陡坡地段路堤,先排出靠山侧的地面水,并根据情况采取防渗加固措施。4)基底有地下水影响路基稳定时,采取拦截引排至基底范围以外或在路堤底部填筑不易风化的岩块等措施处理。5)路堤基底为耕地或松土时,如松土厚度不大于0.3m时,先将原地面夯压密实;当松土厚度大于0.3 m时,则将松土翻挖,分层回填压实或采取其他加固措施。6)经过水田、池塘、饱和粉细砂等松软地基时,根据情况,采取排水疏干、挖除淤泥、抛填片石或填砂、砾石及其他土质加固措施。7)石灰岩基底时,按要求进行钎探,确认基底下无溶洞。基底下有溶洞时,上报设计处理,一般是将溶洞口挖成开放式,并将溶洞内填充物清理干净,用浆砌、干砌片石或混凝土进行回填处理。

2、填筑施工

填土施工时,分层铺筑均匀压实,每层松铺厚度不宜超过30cm,也不小于10cm,利用推土机摊铺、平地机整平,将路基顶面做成2%~4%的横坡,碾压用重型振动压路机和三轮静碾压路机进行,遵循“先轻后重、先慢后快、先静后振、先弱后强”的原则,在直线段由两侧向中间碾压,在平曲线内,由内侧向外侧进行,轮迹重合不少于1/2轮,前后段重叠不少于2m,为保证路肩压实度,路堤每边宽度超填30cm,确保无漏压、无死角。每层顶面应整平并做成路拱。不同性质的土应分层分别填筑。

对于相邻作业段的交接处,若非同时填筑,则先填段宜按1:1坡度留好台阶,若同时填筑,则分层相互交迭衔接,搭接长度不得小于2m。每层填土经监理工程师检验,合格后进行上一层的填土作业。对土质路段填土高度小于2米的低填和零填挖路基,对地表超挖80cm并换填砂砾或6%石灰土(黄土段)。如果段落内路床也需做相应处理,则全断面换填。或应将表面翻松80cm,然后整平压实或强夯后整平压实。路堤填土高度大于2米时,将路堤基底整平处理并在填筑前进行碾压,其压实度不小于93%。

3、压实厚度的控制

压实厚度对压实效果具有明显的影响,相同压实条件下,实测土层不同深度的压实度随着深度逐渐减少,如果填土厚度过大,压实机具影响范围外的土体密实度就达不到要求。施工时根据填土厚度、松铺系数,计算出单位面积的用土量,用灰线标出方格网,每一方格内铺筑固定的土方数,现场由专人指挥。每排土堆分布相互错开,以便推土机、平地机整平。碾压前应再次检查松铺厚度,符合要求后开始碾压。为了使每方格土方体积一致,每个断面实际用土量与计算量相吻合,在取土场用挖掘机装土时,操作手严格控制每车的斗数。并且路基土方运输车辆应尽量不要大小混用,避免产生差错。

4、路堤边坡修整

按设计图纸要求检查路基的中线位置、宽度、纵坡、横坡、边坡及相应的标高。 在整修需加固的坡面时,预留出加固位置,对填土不足或边坡受雨水冲刷形成小冲沟的地段,采取边坡挖台阶,分层填补,仔细夯实的方法处理。 路基两侧超填的宽度予以切除,边坡缺土时,要挖成台阶,分层填补夯实。 挂线进行边沟整修,路基整修完毕后,堆于路基范围的废弃土料弃置指定的弃土场。

结束语

在高填方路基的建设过程中,要防治沉陷病害的出现,应当通过加强材料管理,做好设计,并改善施工工艺、施工条件,提高高填方路基质量,从而提高路基强度和稳定性。

参考文献

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