高填方路基的主要病害成因与施工控制措施
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分析吹填土高填方路堤的病害及预防措施1 概述《公路路基设计规范(JTGD30-2004)》中将填筑高度超过20m的路堤称为高路堤。
随着我国国民经济的不断增长和综合国力的提升,高速公路、铁路等四通八达,高填方路堤随处可见,但其病害亦越来越普遍。
化忆川、刘鑫、刘涛、王刚、杨丹等相关人员结合实际对高填方路堤的病害机理进行了分析,提出相关的防治、处理办法。
笔者通过长期的施工实践,对榆林及周边吹填砂土、砂黄土或黄土路堤的病害进行分析,并提出相应的预防措施,与同行交流经验。
2 高填方路堤常见病害及产生机理高填方路堤常见的质量病害为路堤裂缝、路堤下沉和边坡滑坡等,究其原因,主要有以下四个方面:2.1 设计方面的因素据不完全统计,路堤约占公路总造价的25%~45%,其质量问题是公路工程的主要问题。
正确的设计方案是确保高填方路堤质量的关键,吹填砂土、砂黄土及黄土地基更是如此。
从现有高填方路堤质量通病的统计分析得知,设计方面问题主要表现为外业测设不到位或未测设、填料种类选择不当、未对填方边坡进行稳定性验算、单凭经验设计、设计参数选取不合理或是未对特殊做法进行专项设计等,从而为拟建公路质量埋下隐患,使路堤在使用过程中可能出现整体沉降、边坡失稳等病害,影响公路的使用寿命及行车的舒适性等。
2.2 施工方面的因素施工是确保高填方路堤质量的关键,对吹填土等特殊土尤为如此。
2.2.1 施工工艺方面。
在高填方路堤施工中未按规范要求分层填筑填料或是分层厚度过大、分层不均匀,路用碾压机械选择不当或是压实不到位(压实系数不符合规范要求),压实时填土含水量控制不当或是同一路段不同填料填筑顺序错误等为拟建公路质量埋下隐患,容易诱发质量通病。
2.2.2 施工组织方面。
施工人员缺乏经验,按照普通路堤工艺组织高填方路堤施工,没有按照规范要求进行施工组织专项设计。
在组织施工时往往先施工低填方路堤,后施工高填方路堤,且高填方路堤施工完成后为赶工期立即铺筑路面,迫使路基没有足够的时间沉降固结,砂黄土、黄土等特殊路基尤为严重,使路面使用不久就出现整体、局部沉陷。
高填方路基沉降问题及防治措施加强高填方路基沉降问题及防治措施的研究,有利于保障施工质量,防止交通事故的产生。
对本文笔者从高填方路基沉降的原因分析以及高填方路基沉降的防治措施两方面对高填方路基沉降问题进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。
标签:高填方路基;沉降;问题;防止;措施前言:众所周知,公路的建设和使用当中最常见的病害之一就是高填方路基的沉降问题,一直以来由于没有对高填方路基出现沉降的原因加以充分了解,因此以至于我国在公路建设当中普遍存在着路面破损、路基沉降等问题,桥头跳车事故屡发,这些问题对我国公路的使用寿命造成了极大的损害。
不仅如此,高填方路基的沉降问题还会对我国公路的交通安全、使用寿命产生较大的影响。
大量的数据证明,设计问题与施工问题是造成路基沉降的主要原因,尤其是不按设计施工、不按要求施工等问题更是导致高填方路基沉降问题的罪魁祸首。
正因如此,如果要想真正保证公路的工程质量与使用寿命,就一定要落实好高填方路基的设计与施工工作,这对于保证施工质量、防止交通事故的出现非常重要,同时还能够规范我国建筑行业,促进社会经济的发展。
1 高填方路基沉降的原因分析随着我国交通基础设施的不断完善,高速公路大规模的修建,我国公路的建设上出现了许多的高填方路基,但是高填方路基的施工完工之后,由于通车时间的延长或汽车造成的重复荷载作用,高填方路基经常出现路基的整体或局部下沉现象,尤其是在填挖方过渡段及路桥过渡段上路基的下沉十分明显,高填方路基下沉一般表现为3种形式。
高填方路基纵横向开裂、路基整体下沉或局部沉降和路基滑动或者边坡坍陷。
高填方路基沉降的3种现象都对路基造成了极大的危害,比如路基纵横开裂会影响到路基的稳定性,如果在大雨天气下路基进水造成路面的平整度超限,给道路交通安全带来巨大的威胁。
高填方路基的沉降不仅影响了道路的使用,也一定程度上阻碍了我国的社会发展,因此,高填方路基的设计必须要按照我国《公路路基设计规范》进行,但是往往在高填方路基实际施工中或完工后仍然出现整体下沉或局部沉降的问题。
高填方路基病害处置及加固补强施工技术发布时间:2022-04-06T08:00:26.722Z 来源:《科学与技术》2021年33期作者:张景岩[导读] 随着我国高速公路建设的飞速发展,高填方路基数量增多,填筑高度不断增加,高填方路基的各种病害层出不穷,对病害的处理已经成为亟待解决的问题,对高填方路基工程技术的发展提出了更高的要求。
张景岩黑龙江省峰悦工程建设有限公司黑龙江省哈尔滨市 150000摘要:随着我国高速公路建设的飞速发展,高填方路基数量增多,填筑高度不断增加,高填方路基的各种病害层出不穷,对病害的处理已经成为亟待解决的问题,对高填方路基工程技术的发展提出了更高的要求。
文章结合高速公路高填方路基现场实际情况,对实际施工中出现的高填方路基病害问题进行具体观测和分析,提出可靠的处置及加固补强技术措施,确保路基施工工程质量。
道路路面的开裂和沉降与路基的施工质量有关,高填方路基在填筑时常出现填土石方量较大的问题,填筑材料、填筑工艺、施工季节均会密切影响高填方路段的施工质量。
高填方路基在施工完成后,随着使用时间增加与汽车荷载作用,会出现部分路基发生整体下沉、局部沉降、局部开裂等现象,在填挖交界处、路桥过渡段的下沉较为突出或明显,严重影响工程质量及道路安全。
关键词:高填方路基;沉降;开裂;加固补强 1工程概况本标段路基采用整体式路基,高填方路基位于K23+250~K23+850段,长600m,路基边坡高度26m,高填方路基填料采用土石混填,填料的最大粒径小于20cm。
路基每8m为一级边坡,第一级(从上往下)边坡的坡率为1∶1.5,其余均为1∶1.75。
两级边坡处设置不小于1.5m平台,平台设3%横坡。
2高填方路段路基病害问题(1)高填方路堤纵向开裂。
本工程高填方路基在距隧道出口处100m路段、K23+300~500段铺筑完成水稳及沥青面段出现3条纵向裂缝,开裂宽度0.5~1.0cm、开裂长度185m。
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。
高填路基常见病害及处治方法的探讨近年来,我国高速公路发展迅速,范围逐渐由东部地区延伸到中西部等多山地区发展。
高速公路在中西部地区大力兴起,在西部地区丘陵、沟谷众多,地形复杂,地势高低起伏,高填路基结构型式是不可避免的。
路基尤其高填方路基,由于施工进度、路基填筑材料等质量方面原因, 随着时间的增长和车辆重复荷载的作用,容易出现一些路基病害。
1高填路基病害调查分析高填方路堤常见的病害有:整体下沉或局部沉降;路基不均匀沉降引起的纵横向裂缝;路基滑动或边坡坍塌等。
高填路基由松散粒状材料填筑后碾压而成,在自重和其他因素的影响下,路堤会产生一定程度的竖向和水平方面的变形。
由于路堤各部分变形量不同而造成不均匀沉降,从而在不同部位形成拉伸应变区和压缩应变区。
高填路基抗拉强度很低,在拉伸应变区就易产生变形裂缝。
变形裂缝根据其产状和路基延伸方向的关系,可以分为纵向变形裂缝和横向变形裂缝。
根据成因,总体上可将纵向裂缝归为两类,即一类是为不均匀沉降裂缝,另一类为滑动裂缝。
其中不均匀沉降裂缝,主要是由于竖向的不均匀沉降导致。
高填路基的不均匀沉降一般是由于地基存在软弱层、路基厚度不均或者压实度不均匀等因素引起的。
横向裂缝的产生主要是沿路堤的不均匀沉降导致。
在较长沟谷地段的填方路堤,由于沿路堤纵向产生的不均匀沉降,使路堤有往沉降较大的地方产生变形的趋势,从而,在沉降中心附近,路堤形成压缩变形区域,在路堤顶部产生水平压缩。
两侧沉降较小的段落,则由于往沉降较大的一侧移动而形成拉应变区域,在路堤顶部产生水平拉伸,当这些部位的拉应变超过填料的临界拉应变值时,路堤就会产生横向裂缝。
路基滑动或边坡坍塌是特定条件下路基不均匀沉降发展的最终结果。
在其演化过程中,一般先产生纵向裂缝,近似为弧形。
变形发展道一定程度,在降雨等诱发因素的作用下,发生边坡失稳,引起整体或局部路基坍滑。
路基是路面的基础,高填路基的病害最终会导致路基的不均匀沉降,引起路面的不平整,导致路面产生许多病害,主要表现为坑凹,起拱、波浪、接缝台阶、碾压车辙、桥头或涵洞两端路面沉降、桥梁伸缩缝的跳车等。
浅谈高填方路基填筑的质量控制摘要:本人从2004年开始一直在路桥行业从事现场管理工作,因此对路桥行业的现场管理工作有着较深的认识。
本文从高填方路基的质量要求、高填方路基施工质量控制方法等方面论述高填方路基填筑的质量控制的内容。
本文旨在与同行探讨学习,一起进步。
关键词:高填方路基;病害原因;质量要求;控制方法一、高填方路基病害原因分析(1)没有同步填筑路基边坡和主体。
当高填方路基进行纵向分幅填筑和采用不同的土质混填时,没有实行路基主体和边坡的同步填筑,使整体性能变得较差。
(2)施工前没有认真处理工程地质。
在填筑施工前,没有正确选择和认真处理工程地质,或者在填料过程中混进了劣质土,如腐殖土、稀泥和种植土等,或者有较大粒径的填料,给压实带来了一定的难度。
(3)压实工艺与要求不符。
在实施路基施工时,对路基填筑层的厚度随意加大,没有足够地填筑高填方路基两侧的宽度,或者压实工艺与要求不相符合。
在施工过程中,应该对填料的含水量进行严格的控制,保持在最佳含水量±2%左右,压实工艺必须合理、科学,按照相关规范操作进行,若路基没有进行均匀的压实,或压实强度和要求不符,就会造成路堤的不均匀下降或路基产生严重的沉降和变形。
(4)没有依据相关规范进行施工。
由于处在斜坡地带,高填方路基在施工时没有按照要求和规范对横向台阶进行设置,会导致稳定性较差,不符合要求。
(5)没有及时进行坡脚排水。
没有及时地进行坡脚排水及土方施工填筑,和没有顺畅地进行路基顶部排水,使高填方路基范围内存有大量的积水,严重的会导致边坡失稳。
二、高填方路基的质量要求填石路堤高度在20米以上时,称为高填方路堤。
高填方路基和一般路基相比之下具有以下几个特点:(1)路堤本身累积沉降比较大,所以,对路堤单位填筑高度的工后沉降要求就十分的严格;(2)路基填筑的高度比较大,对路堤本身的边坡稳定性和整体强度要求比较高;(3)路堤的填筑缺陷相对比较多,主要是因为路基填筑的工程量巨大,填筑断面面积比较大,所以路基填筑的质量就难以保证;(4)要专门的验证和分析好高填方路堤的稳定性。
浅析高填方路基施工质量控制一、前言随着国家路网的不断建设,高填方路基在逐渐的增多。
经过半年及以上行车荷载冲击和雨水的侵蚀,不少的高填方路基出现路基纵向裂缝、路基整体或局部下沉以及边坡滑坡现象。
这不仅影响道路的美观,而且会存在行车安全隐患。
同时,无论是高速公路还是城市道路,对已经通车道路进行改造,都将是令人非常头疼的事情。
因此,搞好高填方路基施工过程控制尤显重要。
本文主要针对高填土路基施工质量控制谈几点粗浅看法。
二、原因分析知其然,必知其所以然。
只有真正理解了高填方路基产生病害的原因,才能得以找到控制质量的措施。
高填方路基病害产生的原因大体有以下几个方面:1、工程地质不良,在填筑前未进行认真处理;或者填料不合格,混进了种填土、腐殖土或稀泥等劣质土;或者填料粒径过大,压实非常困难。
2、当高填方路基采用不同土质混填,纵向分幅填筑时,路基边坡没有同路基主体同步填筑,造成路基边坡与主体整体性较差。
3、高填方路基的基地处于斜坡地带,施工时未按规范要求设置横向台阶,造成其稳定性不能满足要求。
4、在土方施工中填筑速度快,坡脚底和坡脚排水不及时,路基顶部排水不畅,造成高填方匝道范围内有积水,留下一些边坡产生失稳的隐患。
5、在进行路堤施工时,对高填方路基两侧超宽填筑不够或者随意增大路堤填筑层的厚度,或者压实工艺不符合要求。
三、过程控制1. 施工准备:合理安排工段先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,合理安排人员和设备;根据填料的分布位置,现场取样,进行填料复查和试验,做出各类填料的试验指标,并报监理工程师审批;针对不同地质路段按设计要求制定相应作业方案,进行特殊处理,确保路基的稳定可靠。
2. 测量放线:根据已复测的测量控制点测定填方坡脚线,为满足路基设计宽度,并根据规范要求测量结束后应根据报验要求将测量结果整理后报请监理验收,合格后再进行填筑工作。
3. 路基排水3.1 测量放线后,在路基回填前落实好各种防排水措施,有效排除施工期间降雨或附近流入的地面水和施工用水,充分利用沿线的排水设施,把水流引出路基范围之外,保证施工的顺利进行。
浅析高填方路基的主要病害成因与施工控制措施
摘要:随着我国交通基础设施建设的飞速发展,公路建设的等级也不断提高,高填方路基逐渐增多,如何控制好其施工质量成为行业内一个十分重要的课题。
本文简要分析了高填方路基的主要病害成因,并提出了一些相应的控制措施,以供探讨。
关键词:高填方路基病害成因控制措施
中图分类号: s435.111文献标识码: a 文章编号:
一、高填方路基概述
高填方是通过分层碾压回填土将所要求的构筑物达到比周围地势明显高出的设计施工方案。
如:现代的高速公路路基等。
主要目的是百年一遇的最高洪水位影响。
二、高填方路基主要病害分类及原因
路基作为道路的基础,在公路工程中起着重要作用,其工程质量的好坏,直接影响到公路使用品质、旅客的舒适以及正常的行车安全。
对路基质量的影响因素很多,路基在承受自身岩土重量、运输载荷以及各种自然因素的影响,导致有些部位产生变形,引起路基标高和边坡坡度、形状的改变,危及路基的稳定性和整体性。
公路路基病害中大多数是由施工质量问题引起的,不仅加大了养护维修的费用,影响道路畅通,严重时还危及行车安全。
(一)边坡垮塌
崩坍一般是指岩崩与坍塌的总称。
在陡峻山岭地区修筑公路,由于地质历史与地质背景的不同,以及当地地形、气候、岩性、地层
构造的特点、地震作用和人为因素的影响,斜坡上常遇到不同程度的崩坍现象,崩坍对路基稳定的危害是不容忽视的。
边坡垮塌是最常见的路基病害之一,根据边坡土质破坏原因和规模不同可分为塌方和滑坡。
塌方是由于土质边坡向下移动造成的,主要是由流水损坏和施工不当引起的。
滑坡是一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动,主要原因是由于不良地质条件和人为工程因素造成的破环。
岩土的力学性质决定了边坡稳定性的丧失方式,如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主,而软弱岩石则以应力控制型失稳为主,岩土的工程地质性能越好,边坡稳定性越高,边坡太陡、选用不正确的倾斜层次填筑、土太湿、坡脚被水冲刷淘空。
其工程因素有:边坡爆破施工时药量过大,导致边坡岩土体失稳;边坡的排水设施不完善强降雨时水流直接冲刷边坡,造成垮塌;边坡的防护形式和坡度设计不合理,与实际地质条件不相符或设计的较陡等。
(二)路基沿坡滑动
路基沿山坡滑动,通常是路基的一部分或大部分沿山坡方向产生较大位移,使一部分土体与路基分离,在重力作用下沿某滑动面滑动。
在较陡的山坡填筑路基,由于路基底部被水浸湿,形成滑动面,坡脚又未进行支撑,在路基自重和行车荷载作用下,整个路基沿倾斜的原地面向下滑动,路基整体失去稳定。
产生路基沿山坡滑动的原因有:路基下的地基为不稳定的天然滑动体;边坡过陡;不正确地用倾斜层次的方法填筑路堤;土过于潮湿,降低了粘聚力和内摩
擦力;坡脚被水冲刷等。
(三)路基沉陷
路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落,其主要原因有:路堤填料选择不当,填筑方法不合理,压实度不足,在荷载和水、温度综合作用下而堤身沉陷;原地面为较弱土层,填筑前未经换土或压实不足而产生地基下沉。
软土地基上修建的路基沉陷比较多,这是由于软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性。
在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等现象,应采取预压方式至使沉降稳定,再调整纵断,以满足使用要求。
造成路基沉陷有施工不当的原因,随着各种工程活动的次数频繁和规模扩大,对公路边坡稳定性的影响越来越显著,特别是各种不当的工程活动引起的边坡、路基失稳沉陷事故经常发生。
对边坡、路基稳定性产生明显影响的活动包括削坡、坡顶加载、地下开挖等,另外,养护不善也会造成这种现象,路面病害处理不得力或交通安全设施维护不及时,病害在车轮载荷的反复作用,向四周扩散、破碎、掉渣,形成大面积坑槽沉陷。
三、高填方路基的主要病害的施工控制措施
(一)边坡垮塌的控制措施
对于非自然因素造成烦人边坡垮塌,必须做好预防措施,实现事前控制。
设计选线时,尽量避免可能产生大型垮塌的地段,路线应选择在垮塌区域以外的地带通过,以使路线与陡坡坡脚之间留有适当的距离以便于防护工程的设置。
对于人为施工因素要做到:施工
时要严格按照有关施工技术规范的要求进行操作,要注意控制好爆破的装药量,严格按照光面爆破的相关技术工艺进行爆破施工;路基边坡开挖与防护必须同步进行,开挖完成一级就要防护一级,确保岩土体能及时覆盖和封闭。
要注意做好路基边坡的排水设施建设,不能让自然流水直接冲刷边坡,边坡开挖前要先进行截水沟的施工,防止水流冲刷边坡;同时要根据工程实际的地质条件来设计相应的路基边坡坡度和边坡防护设施,在地质比较松散的地段,应避免设计大陡坡边坡,应采取适当的防护措施,以维持山体的原有平衡。
(二)路基沿坡滑动的控制措施
常见的防止滑坡的措施有:主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡等采取工程防护措施即设置人工构造物防护,有护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、水泥混凝土预制块防护、锚杆防护、挡土墙以及土工合成材料防护等措施处理,不让地表水漏入滑动面内;在滑坡体未处治之前,禁止在滑坡体上增加荷载;对于挖方路基上边坡发生的滑坡,应修筑一条或数条环形水沟,以截断流向滑动面的水流;对于填方路堤发生的滑动,可采用反压土方或修建挡土墙等方法处理;对于治理路基发生的滑动,可修建河流调治构造物;滑坡表面处治可采用整平夯实山坡,填筑积水坑,堵塞裂隙或进行山坡绿化固定表土,植物防护就是在边坡上种植草或植树,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻冲刷,起到固结
和稳定边坡的作用,从而达到保护边坡的作用。
(三)路基沉陷的控制措施
高填方路基防治沉陷的控制措施一般有:换土法,使用新材料法和一些辅助工程法。
1,将路基土石置换
将路基原有松散土石换填成砂砾,砂砾具有水稳性好,易压实,压实后沉降量小等特点,因此,用其作为桥涵台背填料可以起到过渡作用,使桥涵沉陷与路基沉陷呈现连续性,从而可以避免桥头跳车病害的发生,此外,砂砾用于不良地质路段基底处理,其效果也十分明显;2、采用新型材料的土工格栅
高强度塑料土工格栅是一种新型土工材料,它具有强度高,尺寸稳定性好、耐腐蚀、适应温度范围广、优异的老化性能、重量轻、搬运方便,易于安装等特点。
由于其所具有的以上特点,在公路路基填筑过程中将其填筑于路基之内,可以起到防止软土地基的不均匀沉降作用,使路基在沉陷过程中起到连续过渡的效果。
这样就会提高路基的承载能力,减少或消除包括沉陷在内的病害发生,格栅在路基土中起到了加筋网格骨架的作用。
3、灌浆法
其实质是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然的和人为的裂缝或孔隙,以改善各种介质的物理力学性质。
灌浆的主要目的是:降低渗透性,减少渗流量,提高抗渗能力,降低孔隙压力;封填孔洞,堵截流水;提高岩土的力学强度和变形模量,
恢复混凝土结构及圬工建筑物的整体性。
总结:路基是公路的承重主体,其作为道路的基础,在公路工程中起着重要作用,其工程质量的好坏,直接影响到公路使用品质、旅客的舒适以及正常的行车安全。
因此相关技术人员和施工人员必须认真思考一些主要病害的成因,想方设法的减少其发生的概率,为公路的发展和人们的生命财产安全做好充分的保障。
参考文献:
[1]邓洪宗《高填方路基主要病害成因分析与施工控制》 [j] .山西建筑2012(28)
[2] 赵勇慧、赵智慧《高填方路堤常见病害及防治》[j] .改革与开放2011(24)。