邓苏静

(河北省平乡县交通局)

1 高填方路堤沉陷表现形式及危害

1.1 工程地质变化处

由于地基土反筑路填料的工程性质不同,所表现出的强度、压缩沉降量亦不同,特别是路线通过不良地质地段,如钦土、湿陷性黄土、种植土、垃圾土等,在荷载的作用下将出现不均匀沉降。

1.2 地形变化处

地形变化处路基填方高度发生显著变化。如路线通过冲沟、台地等处,路基纵断面填方变化在零至几十米范围,不同的路基填方所发生的沉降亦不同,特别是在填挖交界处筑土和原地面土具有不同密实度和不同的沉降量,在荷载作用下出现不均匀沉降,便路基纵向呈马鞍形。

1.3 水的影响

地表水、地下水的影响是导致路基沉降的重要原因之一。黄土、粉土、湿陷性土等在干燥情况下土体结构性强,承载力大,路基稳定不变形,在受到水浸泡后,土体结构性迅速破坏,承载力大大降低,导致路基变形破坏。

1.4 路桥过波段及台背沉降

路桥过波段及台背沉降是高填方路堤沉降的重要表现形式之一。内于受到施工作业面的影响,该段路基压实往往不如整段路基压实好,工后沉降大。另在台背处,台背一例为刚性体,路基一侧为柔性体,结构差异性大,导致不均匀沉降,发生跳车。在以上诸多因素的影响下,致使高填方路堤发生不同程度的沉降,轻则路面纵向线形不连续,视觉不良,行车不平稳;重则路面开裂、松散形成坑槽,导致路面破坏,严重影响正常行车。

2 高填方路堤沉陷原因

2.1 设计方面原因

(1)不良地质路段地基土强度低、承载力低,设计处理不当,易于产生压缩沉降或挤压移位,导致高填方路堤沉降变形。(2)对于一般属于宽浅游荡性的河床,其桥梁衔接处路基填土较高,桥路两种材料弹性模量差距大,如过波段结构设计不合理将导致不均匀沉降,引起桥头跳车。(3)路线通过沟谷地段和地面横坡较陡地段时,沟谷处路基填方高、恒载大。而沟谷段往往是山体风浊物的沉积区,土壤密度小、承载力低,易使路基发生不均匀沉降。路线横坡陡的地段,可能产生半填半挖断面或一侧高一侧低填方断面,易产生不均匀沉降。(4)高填方路段纵、横向排水设计考虑不周也宜使路基沉降。

2.2 施工方面原因

(1)路基施工前未认真设置纵、横向排水系统或排水系统不畅通,长期积水浸泡路基面使地基和路基土承载力降低,导致沉降发生。(2)原地面处理不彻底,如未清除草根、树根、淤泥等不良土壤,地基压实度不足等因素,在静、动荷载的作用下,使路基沉降变形。(3)在高填方路堤施工中,未严格按分层填筑分层碾压工艺施工路基沉降变形。(4)不良地质路段未予以处理而导致路基沉降变形。(5)填筑路基时,未全断面范围均匀分层填筑,而是先填半幅,后填另半幅而发生不均匀沉降。(6)施工中路基土含水量控制不严,导致压实度不足,而产生不均匀沉降。

2.3 路基填料原因

如果路堤填料土质差,填料小混进了种植土、腐殖土或泥沿土等劣质土,由于土壤中有机物含量多、抗水性差、强度低等特性的作用,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土,通水膨胀软化、风干收缩开裂、稳定性差,用作填料时随着土壤中水分的挥发,收缩开裂严重,对路堤的整体结构危害极大。

2.4 路基排水原因

路基排水的任务是把路基工作区的土基含水量降低到一定的范围内。土基含水量大、排水不良会引起土质松软、强度降低、边坡坍塌、堤身沉陷或滑动以及产生冻害等。

3 高填方路堤沉降预防措施

3.1 采取合理的设计措施

(1)加强工程地质勘察,严格按照工程地质勘察规程开展工作,对怀疑地段增加勘察数量,在设计、外业验收中,将工程地质勘察作为重要的检查内容之一。(2)尽量避免高填方路堤设计,在与其他路线相交时,主线宜采取下穿方案,这样可以有效地降低路基填方高度,避免通道下挖而出现积水问题。(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。在通过松软的湿陷性黄土地段,视情况尽量换用水稳性好、承载力大的砾石土填筑路基。(4)加强路基排水设计,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。

3.2 采取高效的施工措施

(1)认真清除地表不良土质,加大地表压实力度。土基压实后,土的理性变形、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。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,压实含水量不起关链作用。(2)填筑路基前,疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。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。(3)严格选取路基填料用土。土质应均匀一致,不得混杂,剔除超大颗粒填料,方能保证各点密实度均匀一致。尽量选择集中取土,避免沿线取土。沿线取土,一般不能保证路基填料的均匀性,导致路基强度不均匀,同时也破坏了自然植被,对沿线环境不利。(4)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。当原地面纵断面大于 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。(5)控制路基填料含水量。保证最佳含水量是细粒土压实的先决条件。在工程实施中,如土偏湿,应翻晒,及时测定含水量,当土偏干,应洒水闷料,并使土壤中水分均匀,达到要求后进行碾压。在气候特别干燥的地区,一般地表土都低于最佳含水量,因此取土时应清除地表覆盖,取用含水量适中的土填筑路基。

3.3 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:(1)加强对防水、排水构造物的养护工作,确保纵横向排水设施畅通无阻;发现水毁地段及时加固修补,避免路基遭水浸泡;对地下水位高的地段,要挖排水沟降低地下水位;(2)对沉降量大形成跳车的路段,分析原因,采取注浆加固等措施稳定路基,及时修补破损路面,保证车辆安全行驶;(3)对风蚀、水蚀的路基边坡,要及时修补加固,确保路基安全;(4)在有条件的情况下,做好坡固植被防护,稳定路基边被。

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