高填路基涵洞工程病害成因浅析
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谈谈高填方路基的病害及预防措施作者:段伟航来源:《科学与财富》2013年第02期摘要:高填方路基相对一般路基而言,具有填筑高度大,填筑难度大,填筑断面面积大,路堤本身累积沉降大等特点。
讨论高填方路基常见的病害原因,预防及防治的办法,有效减小路基沉降并消除其所带来的危害是公路建设领域的一个重要课题,其研究意义重大。
关键词:路基病害预防1、引言近年来,我国公路工程建设发展迅速,在山区重丘新改建公路中经常遇到高填方路基。
高填方路基的填方工程量大、工艺复杂,在长期使用过程中,随着时间的推移与行车重复载荷的作用,在高填方路基路段,经常出现路基整体下沉或局部沉降、路基纵横向开裂、路基滑动或者边坡滑坍等病害,而且较难治理。
本文就在河北西北部山岭重丘区建设过程中所遇到的高填方路基常见的病害原因,浅谈其预防及防治的方法。
2、高填方路堤的定义路堤是高于原地面的填方路基,其作用是支承路床和路面。
路床以下路堤在结构上分为上路堤和下路堤,上路堤是指路面底面以下0.80-1.50m范围内的填方部分;下路堤是指上路堤以下的填方部分,即路面底面以下超过1.50m的填方部分。
高填方路堤也称高路堤,在《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)规定:高边坡路堤与陡坡路堤设计应贯彻综合设计和动态设计的原则。
应在充分掌握场地水文地质条件、填料来源及其性质的基础上,综合进行路堤断面、排水设施、边坡防护、地基及堤身处治等的设计。
当实际情况有变化时,应及时调整设计,保证路堤稳定。
对边坡高度超过 20m 的路堤或地面斜坡坡率陡于 1:2.5 的路堤,以及不良地质、特殊地段的路堤,应进行个别勘察设计,对重要的路堤应进行稳定性监控。
据此,高填方路堤与低填方路堤只是一个相对的概念。
高填方路堤的稳定不仅与边坡高度有关,也与路基填料及其性质、边坡坡度、地基所处水文地质状况、路基压实机具、施工方法等有关。
所以说,高填方路堤只是笼统地指填方较高的路堤。
第三章路基与小桥涵常见病害及成因分析路基是路面的基础,其强度和稳定性是保证路面结构稳定、路用性能良好的基本条件。
路基的各种病害及破损都是由路基的强度和稳定性不足引起的,而影响路基强度和稳定性的因素有两方面,一方面是自然因素与地质条件,其中最主要的影响因素是温度和湿度;另一方面是人为因素,包括:设计、施工和养护。
而路基建成后,其质量将主要取决于路基的养护水平。
本章主要介绍高填土路基、路堑边坡、防护加固构造物、特殊路基、小桥涵等路基及构造物常见的各种病害及其形成原因。
第一节路基病害及成因分析填土路基常见的病害有路基沉陷、路基侧滑、冻胀翻浆等现象。
(一)路基沉陷产生的原因删掉图片以免版权争议或画出路基病害简单图1、路基沉陷特征路基沉陷是路基施工期和道路建成以后经常出现的一种病害。
高填土路基施工完工后,随着时间的延长与荷载的作用,路基在垂直方向上常会产生较大的变形和沉陷。
沉陷从反映在路面上的状况分为:不均匀下沉、局部沉陷、整体下沉三种类型。
从路基的沉陷的产生部位分为路堤沉陷和地基沉陷两类。
高填土路基在沉陷的同时,常伴随发生路基纵横向开裂或边坡滑动。
高填土路基沉陷不仅与边坡高度有关,而且也与路基填料的性质、边坡坡度、地基土质、水文状况、路基施工方法等有关。
2、路基沉陷的原因(1)设计因素因条件限制公路路线必须通过复杂地区时,设计上应按照《公路路基设计规范》要求认真对高填路基进行特殊设计。
若对软基、溶洞、采空区等特殊地质区勘察不明,易产生路基沉降、塌陷等灾害,对于山区高填方路段若未进行稳定性、变形验算,而按一般路基进行设计,且施工工艺、填料等未作特殊要求时,易产生路基沉陷、侧滑、纵向开裂等路基病害。
(2)施工因素①路基填筑工艺高填方路基的填料在分层填筑时,应按照《公路路基施工规范》要求的厚度进行铺筑。
随意将铺筑厚度加厚,压实机具不按规定的碾压遍数压实时,则压实度达不到《公路路基设计规范》规定的要求,在重复荷载与填料自重作用下将产生累计的沉降变形。
路基的质量病害、成因及处治措施路基工程相对于桥梁工程、隧道工程是比较简单的,也不会出现如桥梁垮塌断裂或隧道塌方冒顶等现象带来的灾难性后果,但如果施工中疏于控制也会出现路基沉陷、边坡垮塌等路基病害,也可称为质量事故。
一旦出现质量事故,监理作为质量的监督者和控制者就会难脱责任。
所以下面就路基的主要病害和防治措施同大家共同学习一下。
相关知识点:1、路基的概念:路基是按照路线位置和一定的技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物。
2、路基的形式:路堤:高于天然地面的填方路基,狭义的路基路堑:低于天然地面的挖方路基半填半挖:部分为填方,部分为挖方的路基3、路基的压实区域和压实标准自路基顶起,高速路一级路其他路0—30厘米为上路床 96% 95% 30—80厘米为下路床 96% 95% 80—150厘米为上路堤 94% 93% 150厘米以下为下路堤 93% 90% 原地面 90% 85%4、路基的基本要求:(1)具有足够的整体稳定性(2)具有足够的强度和刚度强度是抵抗破坏的能力,刚度是抵抗变形的能力。
(3)具有足够的水温稳定性水指地面水地下水,温度指冻融。
一、路基的主要病害1.路基失稳(看图一)路基沉降是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落,如图a所示。
路基的沉降可以有两种情况(原因),一是路基本身的压缩沉降;二是由于路基下部天然地面承载能力不足,在路基自重的作用下引起沉陷或向两侧挤出而造成的。
(此病害虽然较轻,但施工中无法消除,只能减轻;只要不出现不均匀沉降,对路基的整体质量基本没有危害)路基沉陷是因路基填料选择不当,填筑方法不合理,压实度不足,在路基堤身内部形成过湿的夹层等因素,在荷载和水温综合作用之下,引起路基沉降,如图b所示。
(此病害如果是按照规范和设计要求施工,基本不会出现)地基沉陷是指原天然地面有软土、泥沼或不密实的松土存在,承载能力极低,路基修筑前未经处理.在路基自重作用下,地基下沉或向两侧挤出,引起路基下陷,如图c所示。
公路工程中高填方路基质量病害问题和施工技术探讨摘要:本文讨论了公路工程中高填方路基施工技术和质量控制措施,供大家参考。
关键词:高填方路基;填筑;新技术1前言填方作为公路工程施工中工程量大、投资多、影响工程质量的关键环节,但其重要性又往往被施工人员所忽略。
特别是随着公路建设的高速发展,公路建设常常需要进行高填方路堤施工,不注意总结经验和施工方法的路基施工,往往容易产生路基下沉、边坡滑塌或路基开裂等质量病害,严重地影响到公路建设工程的质量。
因此,笔者拟结合施工中的经验,针对高填方路基易产生质量病害问题,分析原因,探讨如何进行高填方路基施工质量控制的措施。
2高填方路基产生的质量病害问题及原因分析当高填方路基施工完工之后,长时间的经历汽车重复荷载的压力作用,会产生一些路基的整体下沉与局部下沉的问题。
尤其是在填挖方接头处,路基下沉就特别突出。
由此看来,高填方路基的稳定是与边坡高度有关,也与路基填料、性质、边坡坡度、地基性质、水文状况、路基压实机具、施工方法等密切有关。
对于高填方路基的施工,即使施工队伍素质较好、设备齐全、施工管理和技术管理严密、质量管理体系健全并能按照《公路路基施工技术规范》要求进行正常施工,但高填方路基是放在半无限体上的线性工程,由于所处的环境千变万化和工程地段的水文地质情况错综复杂,加上暴露在野外环境中作业,路堤上的密实与自身固结都需要一定的时间,而常年遭受重复荷载的作用,因此在工程施工过程中和工程完工后的车辆营运阶段,就容易产生较多的质量病害,且难处治。
对上述质量病害的产生的原因分析起来,大体有如下几点。
一是设计原因产生的。
设计上没按照《规范》要求认真地对高填方路基作特殊设计,或未进行稳定性计算。
而是按一般路基进行设计,致使路堤质量达不到高填方路堤的质量要求而埋下质量隐患甚至产生质量病害。
而且施工工艺、填料等未作特殊要求说明的路段,当工程施工过程中或工程完工后,高填方路基将会有较大整体下沉或局部沉陷,从而影响到公路的正常使用。
施工过程中高填方路堤病害预防浅析陈思强(南平京台高速公路有限责任公司福建南平353000)摘要:以高速公路某段高填方路堤为实例,分析高填方路堤病害在施工过程中产生的原因,提出施工过程中的预防措施,以减少高填方路堤的工后沉降与灾害的产生,延长公路的使用寿命,提高公路运营的经济性及安全性。
关键词:高填方路堤;病害形式;原因分析;预防措施中图分类号:U418.5文献标识码:A文章编号:1673-0038(2015)18-0211-021前言随着我国经济的高速发展,国家路网的进一步整治与完善,在我国南方许多地区,受到地形的制约,施工中常会遇到高填方路堤。
近几年,笔者经历了公路建设的施工、监理与管理等的工作,对高填方路堤存在的沉降、开裂等问题,从施工角度进行分析病害产生的机理,总结预防措施,以改进施工工艺,保证施工质量,提高高填方路堤的道路行车质量。
2高填方路堤定义及病害高填方路堤是指水田或常年积水地带,用细粒土填筑的路基高度在6m以上,其它地带填土或填石高度在20m以上的路基。
由于公路是线性工程,高填方路堤所处环境的地质情况错综复杂,填土的密实与自然的固结都需要时间,且常年受车辆荷载重复作用,因此在施工过程和工程完工后的车辆营运阶段发生的病害较多,而且较难处治。
经调查分析,常见形式病害主要有以下三种:(1)路基整体下沉或局部沉降(例如桥头跳车);(2)路基不均匀沉降引起的纵横向开裂;(3)路基滑动或边坡坍陷。
以上每种形式都不同程度地影响着道路的正常使用,其危害极大。
3高填方路堤病害产生的主要原因高填方路堤沉降主要有工程地质与地形、水文与气候、设计和施工等各方面的原因。
本文主要讨论在施工过程中可能产生病害的原因,主要有以下几个方面:(1)在路基施工开工前未做好临时排水设施与永久性排水系统的有机结合,导致路基排水系统不畅,长期积水浸泡路基,致使路基基底承载力降低,导致沉降发生。
(2)项目的整体施工组织安排不当,比如先施工一般路堤,后施工高填方路堤,导致高填方路堤成为项目的控制性工程,最后的结果就是受工期限制,在高填方路堤施工完成后就立即开始铺筑路面,路基没有足够的时间固结与沉降,从而使路面使用不久就发生开裂等现象;或是未按要求在全断面范围均匀分层填筑,而是先填半幅,后填另一半幅而发生不均匀沉降。
浅谈涵洞病害的原因分析及加固处理摘要:广东西部沿海高速公路台山段建成通车几年后,部分涵洞出现了不同程度的病害,针对涵洞病害的成因介绍了加固处理的方法。
关键词:广东西部沿海高速公路台山段建成通车几年后,部分涵洞出现了不同程度的病害,针对涵洞病害的成因介绍了加固处理的方法。
一、工程概况广东西部沿海高速公路台山段全长86.28km,为平原微丘区高速公路,共有涵洞346 座,其中盖板涵170 座、圆管涵167 座、拱涵 8 座、箱涵1 座,于4月建成通车,全程采用全封闭互通立交,设计为双向四车道,设计车速为120km/h,设计荷载为汽-超20、挂-120。
由于西部沿海高速公路台山段大部分位于软基路段,在受到长期的车辆荷载和路基沉降双重作用下,部分涵洞出现了开裂、露筋等不同程度的病害。
为了保证高速公路结构物安全和道路交通安全营运,需要对存在病害的涵洞进行加固处理。
本文就西部沿海高速公路台山段较差的15座圆管涵的病害原因及处治措施进行简要分析。
二、主要病害及原因分析1、涵管裂缝涵管顶部出现一条或多条纵向裂缝,贯通整个管节,属弯曲裂缝,表明抗弯能力不够。
这主要是由于涵管本身的质量或受力较大造成的,此裂缝一般随着作用在涵上的荷载的变化而动态变化;部分裂缝细小、不连续,主要是由于混凝土收缩徐变引起的,属于静态裂缝。
2、接缝脱开、错台和渗砂接缝脱开、错台主要是由于地基不均匀沉降造成的;部分接缝掏空、渗砂是由于沥青麻絮布条老化、脱落,经水流冲刷接缝,路基填土下渗所致。
4、管壁露筋管壁露筋主要是由于混凝土保护层厚度偏薄或受力过大使管壁开裂钢筋锈胀造成的。
三、处治措施1、混凝土裂缝当裂缝宽度小于0.15mm 时,涂刷改性环氧树脂胶进行封闭处理;当裂缝宽度大于或等于0.15mm 时,采用压力灌注浆法灌注改性环氧树脂胶进行修补;对已采用环氧树脂涂抹但未完全封闭的裂缝,凿开并采用改性环氧树脂重新修补。
采用当裂缝区的钢筋锈蚀时,先对钢筋进行除锈,再进行裂缝修补。
高填路基涵洞工程病害成因浅析
【摘要】黄土高原地区,在公路路基跨越一些深度较大的冲积沟,或在路基挖填交界处,常常形成高填方路基。
高填方路基的底部一般设计有涵洞。
本文结合笔者近年来对高填路基部位涵洞工程的病害调查,对高填路基处涵洞工程的病害成因做以浅析。
【关键词】高填路基;涵洞工程;病害;浅析
引言:黄土高原地区,在公路路基跨越一些深度较大的冲积沟,或在路基挖填交界处,常常形成高填方路基,高填方路基的底部一般设计有涵洞。
涵洞的主要类型有圆管涵、盖板涵及石拱涵。
现结合笔者近年来对高填路基底部涵洞工程的病害调查,对以上三类高填路基处涵洞工程的病害成因做以浅析。
高填路基底部的圆管涵病害浅析
以G310线某高填路基底部的圆管涵为例:
1.1工程概况
该圆管涵位于冲积沟底部,因线路穿越冲积沟,在冲积沟部位形成高填路基,涵洞以上路基填土高度达18m。
此涵洞的作用是解决冲积沟内的雨季排水。
该涵为斜交圆管涵,圆管涵孔径1.5m,涵长112m,涵洞进口为一字挡土墙,出口为八字翼墙,涵身基础垫层为50cm厚的灰土垫层,管坐基础为C15混凝土,涵身每隔4~6米设一道沉降缝。
1.2圆管涵现状及存在病害
该涵洞竣工以来涵身结构完好,涵洞进口挡墙结构完好,出口处八字翼墙结构完好。
存在的病害为涵洞进口有堆积土,涵洞出口雨水冲刷严重。
1.3病害原因分析
该涵洞在进水口处形成积土的主要原因是由于雨季时上游洪水夹带杂物汇集到冲积沟,造成进水口淤塞所致。
涵洞出口冲刷严重,其原因是由于涵身纵坡偏大,出水口的流速大于下游土壤的允许冲刷流速所致。
1.4病害处理预防措施:可采取在进水口定期清淤或在上游修筑拦淤坝,在出水口采取加跳坎或抛填片石加固的方式进行。
高填路基底部的盖板涵病害浅析
以G310线某高填路基底部的盖板涵为例:
2.1工程概况
该盖板涵位于冲积沟底部,因线路穿越冲积沟,在冲积沟部位形成高填路基,涵洞以上路基填土高度达23m。
此涵洞的作用是解决冲积沟内的雨季排水兼作行人过往。
该涵为1—3m的斜交盖板涵,涵长82m,涵洞进出口为浆砌片石八字墙,涵台基础垫层为50cm厚8%的灰土垫层,台身基础为厚80cm的浆砌块石基础,台身为宽90cm、高250cm的浆砌块石台身,台帽为钢筋砼台帽,盖板为40cm 厚的钢筋砼盖板,涵洞每隔4~6米设一道沉降缝。
2.2盖板涵现状及存在病害
该涵洞竣工以来整体结构较好,存在的问题一是在沉降缝附近局部浆砌块石台身出现裂缝;二是在涵洞出口的八字墙部位出现局部裂缝。
2.3病害原因分析
该涵洞在沉降缝附近的台身出现局部裂缝的原因,一是由于高填路基作用于涵身,涵身基础以下地基承载力差,造成涵身产生不均匀沉降,另一方面是由于台帽部位的沉降缝与台身沉降缝错位,造成台身损害。
而涵洞出口八字墙产生的裂缝则是由于台背填土产生侧向压力不均及八字口部位地基不均匀沉降所致。
2.4病害处理预防措施
对于盖板涵局部台身产生的裂缝,可在沉降稳定后采取局部拆除修补的方式进行处理,对涵洞出口八字墙的裂缝也可在沉降变形稳定后进行返修处理。
为防止高填路基底部的盖板涵出现类似病害,可采取以下预防措施:首先在设计上加强对盖板涵地基的处理,通过对软土地基进行合理的深挖换填处理,以增强地基整体的承载力,减小地基沉降;其次在施工时对同一位置的沉降缝须注意上下贯通一致,避免沉降缝在涵台基础、台身、台帽上出现错位,引起台身不均匀沉降产生损坏;另外在砌体工程砌筑时,须待砌体形成一定强度后,再采用蛙式电夯进行台背回填,回填时控制好每层的回填厚度并两侧均衡进行,减小回填过程对砌体的影响。
3、高填路基底部的石拱涵病害浅析
以S107线某高填路基底部的石拱涵为例
3.1工程概况
该石拱涵位于S107线富平县境内,石拱涵南邻塬畔,北接大桥桥头,涵洞上部路基填土高度约5m。
此涵洞的作用是解决河滩内行人及小型农用车过往。
该涵为1—3m的正交石拱涵,涵长约25m,涵洞进出口为浆砌片石八字墙,涵台基础垫层为50cm厚的石灰土垫层,台身基础为厚80cm的浆砌块石基础,台
身为高200cm的浆砌片石台身,拱圈为厚30cm的浆砌块石拱圈,矢跨比为1:3,护拱采用C15片石混凝土护拱,涵洞每隔4~6米设一道沉降缝。
3.2石拱涵现状及存在病害
该涵洞自竣工以来存在的问题是在拱圈的顶部出现一道纵向裂缝,该纵向裂缝纵贯整个涵洞拱圈顶部,局部缝宽达1~2cm。
3.3病害原因分析
该涵洞在拱圈顶出现纵向裂缝的原因,一方面与高填路基作用于涵身,加之涵身基础以下地基承载力差,导致涵身产生不均匀沉降有关,另一方面与涵洞施工过程中的不规范作业有关,从施工单位了解到:该处涵洞在台身及拱圈砌筑时,砌体尚未形成一定强度即开始采用大吨位的羊脚碾进行石拱涵两侧的台背回填,且回填过程中两侧台背回填不均衡,此当是石拱涵顶部出现纵向裂缝的主因。
2.4病害处理预防措施
为防止高填路基底部的石拱涵出现类似病害,可采取以下预防措施:首先在设计上加强对石拱涵地基的处理,增强地基整体的承载力;其次在砌体工程砌筑时,须待砌体形成一定强度后再进行台背回填,台背回填时禁止采用大吨位压路机,可采用蛙式电夯分层在涵洞两侧均衡回填,直到回填至拱顶以上50cm时再考虑用大型压路机采用弱振的方式回填涵顶以上部分的路基,以减小回填过程对涵身的影响。
参考文献:
《公路工程管理与实务》—3版.—北京:中国建筑工业出版社,2011.4。