高填方路基病害及防治淺析
2015-07-02
近年來，我國公路建設工作發(fā)展迅猛，煙臺地區(qū)的公路建設工作在全省也一直處于領先地位，膠東半島屬于典型的丘陵地形，在新建公路及舊路改擴建中經(jīng)常遇到高填方路基。填方總高度土質(zhì)超過18m或石質(zhì)超過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、施工工藝復雜，在工程施工過程中和工程完工后，隨著時間的推移與行車重復載荷的作用，經(jīng)常出現(xiàn)路基整體下沉或局部沉降、路基縱橫向開裂、路基滑動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計方面
當公路路線設計有高填方路基時，應按照規(guī)范要求認真地對高填方路基作特殊設計，結合相應填料的種類，進行穩(wěn)定性驗算和沉降計算。如果驗算和計算所需的地質(zhì)條件、土工實驗資料等不能真實反映現(xiàn)場情況，或外業(yè)勘測期間未對高填方路段地質(zhì)進行布探，對其地質(zhì)構造、各種軟弱面的分布狀況不明，就會造成設計的不合理，在施工過程中或完工后，高填方路基將會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
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如果路基填料土質(zhì)差，填料中混進了種植土、腐殖土或泥沼土等劣質(zhì)土，由于這幾類土壤中有機物含量多、抗水性差、強度低，路基勢必將出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞。尤其是膨脹土，遇水膨脹軟化，風化收縮開裂，固體穩(wěn)定性差，用作填料時隨著土壤中水分的揮發(fā)，收縮開裂尤為嚴重，對路基的整體結構危害極大。
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高填方路基基底承載能力應高于一般路基基底，若按一般路基要求，當路基填料不斷增加時，原地基的壓縮變形將導致路基下沉。
③路基排水不良
高填方地段地面線多位于低洼處，常常積水，尤其是下雨天，使土基常時間受浸泡，土基含水量大，排水不良，施工過程中未對路基排水進行處理，若遇水浸泡，會引起土質(zhì)松軟，從而導致承載能力降低、路基下沉等。
?。?）施工工藝方面
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在高填方路基施工中未嚴格按分層填筑，隨意將鋪筑厚度加厚，即使壓實機具按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實時，壓實度也達不到規(guī)定的要求，當填筑到路基設計標高時，必然產(chǎn)生累計的沉降變形；對同一路段的不同填料沒有嚴格控制，造成壓實度不足或不均勻，易導致局部較大的沉降變形；施工中無法整幅分層填筑的路段，沒有在山坡上按要求從填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺階，從而造成在搭接處產(chǎn)生不均勻沉降；路基兩側超寬填筑不夠，路基虧坡，整修時采用“貼補法”，補填土不易與原邊坡土結合緊密而且難以壓實，整體性差。
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在施工中，未嚴格控制填料的實際含水量為最佳含水量±2％，制定科學合理的壓實工藝，或未按要求配備相應的整平碾壓機具并按規(guī)范進行操作，導致高填方路段產(chǎn)生較大的沉降變形和整個路基的不均勻沉降。
?、凼┕そM織不當
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，路基沒有足夠的時間沉降固結，而使路面使用不久就出現(xiàn)沉陷。
?。?）質(zhì)量管理方面。
施工過程中，質(zhì)量與技術方面的管理力度不夠，工地現(xiàn)場人員的責任心不強；技術質(zhì)量監(jiān)督力度不夠，施工單位感覺工作量偏大，部分人員憑經(jīng)驗減少壓實度的抽檢頻率，甚至偽造試驗資料應付檢查；施工現(xiàn)場混亂使工程質(zhì)量降低，造成施工過程中的隱患，甚至造成大的質(zhì)量事故，危及了路基的穩(wěn)定性。
二、病害預防的方法：
針對各種病害產(chǎn)生的原因我們可以相應地進行預防，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，應采用水穩(wěn)性和透水性均好的材料。在分層填筑時，應按照規(guī)范要求進行，逐層整平碾壓，并按規(guī)范進行操作；應通過試驗段確定機具配備、灑水量、適宜的松鋪系數(shù)和相應的碾壓遍數(shù)。
2、基底承載力應滿足設計要求，特殊地段或承載力不足的地基應按設計要求進行處理；覆蓋層較淺的巖石地基，宜清除覆蓋層。路基若通過耕地，施工時必須做填前碾壓，如果有機質(zhì)含量和其他雜物多而不易壓實，應換填土；如果地基為松軟土，通過對原地進行常規(guī)的填前碾壓不能滿足穩(wěn)定和沉降要求時，要按《公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范》要求向監(jiān)理工程師提出對軟弱土進行加固處治。
3、高填方路基填筑施工中應按設計要求預留路堤高度與寬度，進行動態(tài)監(jiān)控；并宜進行沉降觀測，按照設計要求控制填筑速率；高填方路基還宜優(yōu)先安排施工。一般較設計寬度每側超寬不小于30cm，以確保邊坡密實；路基虧坡，整修時開臺階，分層填筑壓實，嚴禁貼補，確保路基的整體性和邊坡密實。每層填筑上料前要根據(jù)設計邊坡線實地放出路堤填筑邊線。
4、高填方路基應進行地質(zhì)補探，掌握其地質(zhì)層理、節(jié)理、斷層及了解有無地下水或其分布情況，并按規(guī)范要求進行特殊設計，高邊坡設計應規(guī)定相應的填料，如設計沒有驗算其穩(wěn)定性、地基承載力或沉降量等項目時，應向有關部門提出補做。
5、施工中，各施工層表面不應有積水，填方路堤應根據(jù)土質(zhì)情況和施工時氣候狀況設置2%-4%的雙向或單向排水橫坡，及時排走雨水。施工前，應先做好截水溝、排水溝等排水及防滲設施，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，清除邊坡上的雜草，并沿舊路邊坡挖成向內(nèi)傾斜的臺階，臺階寬度不小于1.0m。填方分段施工兩段交接處，則先填段應留臺階與后填段分層階梯搭接，搭接長度不小于2m。半填半挖路段按規(guī)范要求設置臺階并分層壓實，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，對路基施加超載預壓，加速完成路基工后沉降、增加路基強度。
8、高填方路基的壓實可采取振動壓實、強夯及沖擊壓實等方式，提高壓實效率和施工質(zhì)量、更快更經(jīng)濟地達到工程質(zhì)量要求。
三、病害處治的方法：
對于已經(jīng)出現(xiàn)病害的高填方路段，可采取換土復填法、固化劑法、粉噴樁和灌漿法等。從方案的可操作性、經(jīng)濟性、處理效果綜合比選這幾種方式，灌漿法操作簡便、成本低、效果較好且不影響公路運營，所以灌漿法處理較為常用。
灌漿法施工時，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，使用時與粉煤灰混合均勻加水攪拌(高水材料：粉煤灰：水＝1：35：3.5)，A、B兩種漿液單獨放置24小時以上不凝固，可以長距離、長時間輸送、存放，易于施工；材料凝結時間可以調(diào)控，兩種材料混合后，凝結時間可控制在10-60分鐘；早期強度高，2小時可達到1.5Mpa以上；混合料也可以和周圍土顆粒發(fā)生反應，形成強度；混合料凝固過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，部分注漿孔單位時間注漿量明顯上升，說明注漿形式由滲流注漿變換為脹裂式注漿，匯總現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)，計算得平均孔隙率為10.94％。
四、結論
填方工程質(zhì)量控制沒有應用什么尖端技術，其成敗的關鍵在于管理，應該制定行之有效的管理措施，確保規(guī)范和設計的要求不折不扣地付諸實施。并且試驗、檢測、觀測都是必要的手段，以數(shù)據(jù)說話，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時總結經(jīng)驗，質(zhì)量管理水平和檔次才能不斷提高。
