近年來(lái),我國(guó)公路建設(shè)工作發(fā)展迅猛,煙臺(tái)地區(qū)的公路建設(shè)工作在全省也一直處于領(lǐng)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(kuò)建中經(jīng)常遇到高填方路基。填方總高度土質(zhì)超過(guò)18m或石質(zhì)超過(guò)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(fù)雜,因此,在高填方路基的施工中,即使完全按照規(guī)范要求進(jìn)行施工,但由于所處的環(huán)境千變?nèi)f化,且所受的外界因素影響較多,經(jīng)常出現(xiàn)路基整體下沉或局部沉降、路基縱橫向開(kāi)裂、路基滑動(dòng)或者邊坡滑坍等病害,而且較難治理。本文就我市已建成通車的國(guó)輔煙汕線蓬萊至龍口改建工程,在建設(shè)過(guò)程中涉及到的高填方路基進(jìn)行分析,找出高填方路基常見(jiàn)病害的原因,提出預(yù)防及處治病害的方法。
一、病害產(chǎn)生的原因:
(一)設(shè)計(jì)方面
當(dāng)公路路線設(shè)計(jì)有高填方路基時(shí),應(yīng)按照規(guī)范要求認(rèn)真地對(duì)高填方路基作特殊設(shè)計(jì),結(jié)合相應(yīng)填料的種類,進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算和沉降計(jì)算。如果驗(yàn)算和計(jì)算所需的地質(zhì)條件、土工實(shí)驗(yàn)資料等不能真實(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)情況,或外業(yè)勘測(cè)期間未對(duì)高填方路段地質(zhì)進(jìn)行布探,對(duì)其地質(zhì)構(gòu)造、各種軟弱面的分布狀況不明,就會(huì)造成設(shè)計(jì)的不合理,在施工過(guò)程中或完工后,高填方路基將會(huì)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
①填料不合格
如果路基填料土質(zhì)差,填料中混進(jìn)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(jī)物含量多、抗水性差、強(qiáng)度低,路基勢(shì)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(fēng)化收縮開(kāi)裂,固體穩(wěn)定性差,用作填料時(shí)隨著土壤中水分的揮發(fā),收縮開(kāi)裂尤為嚴(yán)重,對(duì)路基的整體結(jié)構(gòu)危害極大。
②原地面處理不徹底
高填方路基基底承載能力應(yīng)高于一般路基基底,若按一般路基要求,當(dāng)路基填料不斷增加時(shí),原地基的壓縮變形將導(dǎo)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(shí)間受浸泡,土基含水量大,排水不良,施工過(guò)程中未對(duì)路基排水進(jìn)行處理,若遇水浸泡,會(huì)引起土質(zhì)松軟,從而導(dǎo)致承載能力降低、路基下沉等。
。3)施工工藝方面
①填筑工藝不當(dāng)
在高填方路基施工中未嚴(yán)格按分層填筑,隨意將鋪筑厚度加厚,即使壓實(shí)機(jī)具按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實(shí)時(shí),壓實(shí)度也達(dá)不到規(guī)定的要求,當(dāng)填筑到路基設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),必然產(chǎn)生累計(jì)的沉降變形;對(duì)同一路段的不同填料沒(méi)有嚴(yán)格控制,造成壓實(shí)度不足或不均勻,易導(dǎo)致局部較大的沉降變形;施工中無(wú)法整幅分層填筑的路段,沒(méi)有在山坡上按要求從填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階,從而造成在搭接處產(chǎn)生不均勻沉降;路基兩側(cè)超寬填筑不夠,路基虧坡,整修時(shí)采用“貼補(bǔ)法”,補(bǔ)填土不易與原邊坡土結(jié)合緊密而且難以壓實(shí),整體性差。
、趬簩(shí)工藝不當(dāng)
在施工中,未嚴(yán)格控制填料的實(shí)際含水量為最佳含水量±2%,制定科學(xué)合理的壓實(shí)工藝,或未按要求配備相應(yīng)的整平碾壓機(jī)具并按規(guī)范進(jìn)行操作,導(dǎo)致高填方路段產(chǎn)生較大的沉降變形和整個(gè)路基的不均勻沉降。
③施工組織不當(dāng)
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(méi)有足夠的時(shí)間沉降固結(jié),而使路面使用不久就出現(xiàn)沉陷。
。4)質(zhì)量管理方面。
施工過(guò)程中,質(zhì)量與技術(shù)方面的管理力度不夠,工地現(xiàn)場(chǎng)人員的責(zé)任心不強(qiáng);技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督力度不夠,施工單位感覺(jué)工作量偏大,部分人員憑經(jīng)驗(yàn)減少壓實(shí)度的抽檢頻率,甚至偽造試驗(yàn)資料應(yīng)付檢查;施工現(xiàn)場(chǎng)混亂使工程質(zhì)量降低,造成施工過(guò)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(yù)防的方法:
針對(duì)各種病害產(chǎn)生的原因我們可以相應(yīng)地進(jìn)行預(yù)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(qiáng)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(yīng)采用水穩(wěn)性和透水性均好的材料。在分層填筑時(shí),應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行,逐層整平碾壓,并按規(guī)范進(jìn)行操作;應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)段確定機(jī)具配備、灑水量、適宜的松鋪系數(shù)和相應(yīng)的碾壓遍數(shù)。
2、基底承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,特殊地段或承載力不足的地基應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理;覆蓋層較淺的巖石地基,宜清除覆蓋層。路基若通過(guò)耕地,施工時(shí)必須做填前碾壓,如果有機(jī)質(zhì)含量和其他雜物多而不易壓實(shí),應(yīng)換填土;如果地基為松軟土,通過(guò)對(duì)原地進(jìn)行常規(guī)的填前碾壓不能滿足穩(wěn)定和沉降要求時(shí),要按《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》要求向監(jiān)理工程師提出對(duì)軟弱土進(jìn)行加固處治。
3、高填方路基填筑施工中應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留路堤高度與寬度,進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控;并宜進(jìn)行沉降觀測(cè),按照設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)寬度每側(cè)超寬不小于30cm,以確保邊坡密實(shí);路基虧坡,整修時(shí)開(kāi)臺(tái)階,分層填筑壓實(shí),嚴(yán)禁貼補(bǔ),確保路基的整體性和邊坡密實(shí)。每層填筑上料前要根據(jù)設(shè)計(jì)邊坡線實(shí)地放出路堤填筑邊線。
4、高填方路基應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)探,掌握其地質(zhì)層理、節(jié)理、斷層及了解有無(wú)地下水或其分布情況,并按規(guī)范要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì),高邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的填料,如設(shè)計(jì)沒(méi)有驗(yàn)算其穩(wěn)定性、地基承載力或沉降量等項(xiàng)目時(shí),應(yīng)向有關(guān)部門提出補(bǔ)做。
5、施工中,各施工層表面不應(yīng)有積水,填方路堤應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和施工時(shí)氣候狀況設(shè)置2%-4%的雙向或單向排水橫坡,及時(shí)排走雨水。
6、舊路加寬時(shí),清除邊坡上的雜草,并沿舊路邊坡挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階,臺(tái)階寬度不小于1.0m。填方分段施工兩段交接處,則先填段應(yīng)留臺(tái)階與后填段分層階梯搭接,搭接長(zhǎng)度不小于2m。
三、病害處治的方法:
對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)病害的高填方路段,可采取換土復(fù)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(jì)性、處理效果綜合比選這幾種方式,灌漿法操作簡(jiǎn)便、成本低、效果較好且不影響公路運(yùn)營(yíng),所以灌漿法處理較為常用。
灌漿法施工時(shí),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(shí)與粉煤灰混合均勻加水?dāng)嚢瑁ǜ咚牧希悍勖夯遥核?1:35:3.5),A、B兩種漿液?jiǎn)为?dú)放置24小時(shí)以上不凝固,可以長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間輸送、存放,易于施工;材料凝結(jié)時(shí)間可以調(diào)控,兩種材料混合后,凝結(jié)時(shí)間可控制在10-60分鐘;早期強(qiáng)度高,2小時(shí)可達(dá)到1.5Mpa以上;混合料也可以和周圍土顆粒發(fā)生反應(yīng),形成強(qiáng)度;混合料凝固過(guò)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(shí)間注漿量明顯上升,說(shuō)明注漿形式由滲流注漿變換為脹裂式注漿,匯總現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù),計(jì)算得平均孔隙率為10.94%。
四、結(jié)論
填方工程質(zhì)量控制沒(méi)有應(yīng)用什么尖端技術(shù),其成敗的關(guān)鍵在于管理,應(yīng)該制定行之有效的管理措施,確保規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求不折不扣地付諸實(shí)施。并且試驗(yàn)、檢測(cè)、觀測(cè)都是必要的手段,以數(shù)據(jù)說(shuō)話,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),質(zhì)量管理水平和檔次才能不斷提高。
對(duì)于高填方路基的病害影響,我們要做到早預(yù)見(jiàn)、早防治,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取有效的補(bǔ)救措施,確保高填方路堤有足夠的穩(wěn)定性和耐久性,能承載車輛的反復(fù)荷載作用和抗御各種自然因素的影響。