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关于公路特殊土路基的病害及防治措施

2021-01-06文,熊

黑龙江交通科技 2021年12期
关键词:路堤软土承载力

熊 文,熊 凯

(1.江西交通工程开发有限公司,江西 南昌 330000;2.南昌市政建设集团有限公司,江西 南昌 330000)

1 特殊土路基病害

1.1 软土路基

软土指的是天然孔隙比在1.0以上且天然含水量比液限大的土。公路工程中软土十分常见,软土路基病害成因包括两个方面,其一为自身原因,因软土含水量高,会使地质松软,无法提供足够承载力。水进入路基后,路面底部将产生很大空隙,坡脚无法支承上部土压,导致路面沉陷与坍塌;其二为施工方面的原因,由于施工初期相关人员没有做好前期勘察,导致施工技术和方法缺乏针对性。在雨季施工时,未能采取有效应对措施,防止雨水进入。若未能有效处理,除了会留下很大隐患,而且难以保证质量,导致路基沉陷或边坡滑塌。

1.2 膨胀土路基

膨胀土遇水极度膨胀而失水又大幅收缩,其路基病害包括:塌陷变形,虽然膨胀土有很高的强度,但在遇水后土体自身大幅膨胀,导致承载力明显降低,引起塌陷变形;滑坡,路堤中有雨水大量进入后,土体分离产生大量剪切裂缝,形成以一定高低差,由于上方土体失去支撑导致滑坡,滑床大多为扇形,滑体厚度通常在1~3 m范围内;纵向开裂,路基压实过程中,如果碾压不充分或不均匀,会导致密实度较低,使填土质量无法达到规范和设计要求,加之路堤自身宽度通常很大,难免产生不均匀沉降。另外,路肩处土体收缩相比其它部位较大,会产生长度很大的纵向裂缝。

1.3 湿陷性黄土路基

该特殊土路基病害包括:路堑边坡变形、路堤下沉、路堤边坡冲蚀与下沉。碾压湿陷性黄土路基的过程中,应按照相关规范及设计要求选择适宜的压实机具,并结合湿陷性黄体自身特点,确定碾压技术参数,包括压实遍数和速度等,确保压实度满足要求。另外,还要对路堤边坡实施严密的遮挡,避免在雨季导致雨水大量下渗,使土层被破坏。水对路基的影响很大,如带走土体颗粒,产生暗穴,引起路堤大面积下沉。使路堤失稳的因素有很多,影响程度较大的有两种,即地基与人为因素。地基好坏决定了路基质量,尤其是软土性质地基,其承载力往往很差,遇水后,地基容易被破坏,导致沉降变形;而人为因素指的是现场施工及质量控制,必须严格按照相关规范执行各项操作,如机具选型、摊铺及碾压,若未能做好施工控制,将导致施工质量无法达到预期要求。对此,为避免路堤产生变形等问题,应根据实际情况制定有效措施加以治理,保证路基质量。

2 特殊土路基病害防治

2.1 软土路基

软土路基有很多病害,其中以不均匀沉降和侧向开裂等为主。为保证路基的质量,需要对软基进行处理,当前比较常用的处理方法包括排水固结与水泥搅拌桩。其中,排水固结是指在软基中设置塑料排水板,并通过施压排出软基范围内的水,挤压土体颗粒,减小间隙,以此提高路基整体强度和承载力,预防沉降变形等问题的发生。此外要注意压力可能对软基造成的不利影响,当前以袋装砂井法比较常用,具有操作简单和排水效果良好等优势。对于水泥搅拌桩,它属于复合地基处理法,是指采用专门的搅拌桩机,在软基范围内按照设计确定的桩位连续旋转搅拌下沉与提升,使灰浆和软土之间发生物化反应,改善软土性质,进而提高整个地基的强度和承载力,形成复合地基,该方法在提升地基强度上的效果十分显著,但相比于其它处理方法,其操作难度较大,成本高,适用于技术要求较高的路基软基处理。

2.2 膨胀土路基

以膨胀土路基容易发生的边坡变形病害为例,对其防治措施进行分析。边坡变形现象主要体现在下列几个方面:倾斜、危岩与位移。为了使路基整体保证稳定,需要对边坡变形及失稳等情况予以严格防护,采取技术上可行且经济合理的方法:对膨胀土进行改良处理,为了对膨胀土自身性质予以改良,可以在膨胀土中适量掺加一些改良剂,并对压实机具组合及其参数进行适当调整,通过碾压达到路基土标准;设置护坡,为了使边坡保持稳定,避免路堤坡脚处产生浸水等现象,可通过设置片石、挡土墙或种植植被来起到护坡的作用。在实际工程当中,只采用一种防护措施可能无法起到理想的防护效果,所以在条件允许的情况下可将多种不同的防护措施结合到一起使用;采用挡土墙进行加固处理,因膨胀土在吸水之后体积大幅膨胀,所以为保证路基稳定性及整体性,可通过设置挡土墙来起到良好的防护作用,当设置多个挡墙时,要注意在挡墙之间设置好横向支撑,如冠梁等,以此使相邻的几个挡墙形成一个整体,进而发挥出更好的支挡效果。

2.3 湿陷性黄土路基

首先要对防排水设施予以完善,阻断径流,对内部排水通道予以疏通,在路基施工中必须对排水引起足够的重视。实际施工中,可先进行截水沟的设置,将其布置于挖方段,确保水能从黄土地基处绕开,以免水流将其冲走导致路基发生变形;而对于填方段,应及时做好排水沟的施工。另外,施工中还应设置必要的临时性排水系统,对排水沟等的质量予以严格把控,避免产生裂缝等病害问题。在涵洞施工过程中,应注意洞口外部排水保持通畅,并避免地基土渗水。

其次要做好地基加固,可采用的加固方法现在有很多种,在这种特殊土路基中较为适用的包括强夯法及改良法。其中,强夯法是指借助起重设备将重量不低于150 kN的重锤提起,然后在一定高度使其自由下落,由此给地基施加冲击力,使地基达到密实,减小土体颗粒之间的空隙,进而增大承载力,避免各类病害的发生。而改良法是指在黄土中适量添加改良剂,如石灰等,然后将其混合均匀,使黄土自身性质得以改良,提高稳定性,并根据实际情况添加适量的水,以此使土体的实际含水量处在经试验确定的最佳含水量范围内,最后通过适当的碾压使其达到要求的密实程度,以此保证路基整体强度与承载力,避免各类病害的发生。

3 结 语

综上所述,特殊土路基在公路施工中始终是重难点所在,若未加处理,很有可能产生各类病害问题。对此,为保证路基质量,为之后的路面施工及正常通行奠定良好基础,防止病害的发生,需针对不同类型的特殊土路基,根据其特点和可能产生的病害,制定有效措施加以处理,使其具有良好的强度与承载力,保证路基整体质量。

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