摘要:填筑高度超過20m的路堤稱為高路堤。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長和綜合國力的提升,高速公路、鐵路等四通八達(dá),高填方路堤隨處可見,但其病害也越來越普遍。文章分析了吹填土高填方路堤常見病害及病害原因,并結(jié)合實(shí)踐提出了其常見病害的預(yù)防措施、辦法。
關(guān)鍵詞:吹填土;高填方;路堤;常見病害;預(yù)防措施
中圖分類號(hào):U418 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)31-0094-02
1 概述
《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD30-2004)》中將填筑高度超過20m的路堤稱為高路堤。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長和綜合國力的提升,高速公路、鐵路等四通八達(dá),高填方路堤隨處可見,但其病害亦越來越普遍?;瘧洿āⅥ?、劉濤、王剛、楊丹等相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際對(duì)高填方路堤的病害機(jī)理進(jìn)行了分析,提出相關(guān)的防治、處理辦法。筆者通過長期的施工實(shí)踐,對(duì)榆林及周邊吹填砂土、砂黃土或黃土路堤的病害進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施,與同行交流經(jīng)驗(yàn)。
2 高填方路堤常見病害及產(chǎn)生機(jī)理
高填方路堤常見的質(zhì)量病害為路堤裂縫、路堤下沉和邊坡滑坡等,究其原因,主要有以下四個(gè)方面:
2.1 設(shè)計(jì)方面的因素
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),路堤約占公路總造價(jià)的25%~45%,其質(zhì)量問題是公路工程的主要問題。正確的設(shè)計(jì)方案是確保高填方路堤質(zhì)量的關(guān)鍵,吹填砂土、砂黃土及黃土地基更是如此。從現(xiàn)有高填方路堤質(zhì)量通病的統(tǒng)計(jì)分析得知,設(shè)計(jì)方面問題主要表現(xiàn)為外業(yè)測設(shè)不到位或未測設(shè)、填料種類選擇不當(dāng)、未對(duì)填方邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算、單憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)參數(shù)選取不合理或是未對(duì)特殊做法進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)等,從而為擬建公路質(zhì)量埋下隱患,使路堤在使用過程中可能出現(xiàn)整體沉降、邊坡失穩(wěn)等病害,影響公路的使用壽命及行車的舒適性等。
2.2 施工方面的因素
施工是確保高填方路堤質(zhì)量的關(guān)鍵,對(duì)吹填土等特殊土尤為如此。
2.2.1 施工工藝方面。在高填方路堤施工中未按規(guī)范要求分層填筑填料或是分層厚度過大、分層不均勻,路用碾壓機(jī)械選擇不當(dāng)或是壓實(shí)不到位(壓實(shí)系數(shù)不符合規(guī)范要求),壓實(shí)時(shí)填土含水量控制不當(dāng)或是同一路段不同填料填筑順序錯(cuò)誤等為擬建公路質(zhì)量埋下隱患,容易誘發(fā)質(zhì)量通病。
2.2.2 施工組織方面。施工人員缺乏經(jīng)驗(yàn),按照普通路堤工藝組織高填方路堤施工,沒有按照規(guī)范要求進(jìn)行施工組織專項(xiàng)設(shè)計(jì)。在組織施工時(shí)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為趕工期立即鋪筑路面,迫使路基沒有足夠的時(shí)間沉降固結(jié),砂黃土、黃土等特殊路基尤為嚴(yán)重,使路面使用不久就出現(xiàn)整體、局部沉陷。
2.2.3 路基降、排水處理方面。高填方路堤地面線多位于低洼處,屬積水地段,下雨天、雨季尤為如此,使土基含水量增大而排水不良,施工過程中未進(jìn)行路堤降、排水處理,使水成為土體內(nèi)的潤滑劑,輕則引起土質(zhì)松軟、路堤沉陷,重則導(dǎo)致承載能力降低、路堤邊坡失穩(wěn)等,濕陷性黃土及砂黃土路堤更是如此。
2.2.4 路基填料方面。路基填料土質(zhì)差,填料中混進(jìn)了種植土、腐殖土、垃圾土或泥沼土等劣質(zhì)土或是參雜大塊土、凍土塊等,使整體填料抗水性較差、強(qiáng)度較低,路堤在車轍荷載及雨水等影響下出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞,尤其是膨脹土、濕陷性黃土,遇水濕陷、軟化,固體穩(wěn)定性差,含有冰凍土的路堤極易出現(xiàn)凍融翻漿現(xiàn)象,對(duì)路堤的整體結(jié)構(gòu)危害極大。
2.3 質(zhì)量管理、控制方面的因素
路堤施工過程中,項(xiàng)目部缺乏質(zhì)量監(jiān)控體系,管理力度不夠,工地現(xiàn)場人員責(zé)任意識(shí)不強(qiáng),僅依靠一般路堤質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行管理,監(jiān)理單位不能嚴(yán)格履行職責(zé),形同虛設(shè),部分技術(shù)人員感覺公路施工質(zhì)量要求低,偷工減料,憑經(jīng)驗(yàn)隨意減少壓實(shí)度等項(xiàng)目的抽檢頻率,甚至偽造試驗(yàn)資料應(yīng)付檢查,造成施工過程中的隱患,危及了路堤的穩(wěn)定性。
2.4 水文、地質(zhì)方面
當(dāng)擬建公路工程地質(zhì)條件不良,特別是在濕陷性黃土、流沙、鹽漬土及垃圾等劣質(zhì)土地段填筑高路堤時(shí),若填筑前未經(jīng)換土處理或很好壓實(shí),則填筑完成后原地面土壤易產(chǎn)生壓縮下沉或擠壓位移導(dǎo)致路堤開裂;當(dāng)路堤穿過溝谷時(shí),溝谷中心往往填土高度最大,向兩端逐漸減低,也將由于填土高度不同而可能產(chǎn)生不均勻下沉,造成路堤病害,影響正常使用。此外,水的侵入和沖刷是路基和路面的第一大損壞因素,我國大部分地區(qū)夏季、秋季暴雨集中、強(qiáng)度大,卻正值施工季,對(duì)高填方路堤施工非常不利。
3 高填方路堤病害的防治措施
高填方路堤常見病害主要源于設(shè)計(jì)、施工及水文地質(zhì)等方面,要防治病害必須從源頭入手,具體如下:
3.1 把好設(shè)計(jì)關(guān)
3.1.1 設(shè)計(jì)前應(yīng)認(rèn)真勘測施工現(xiàn)場周邊的水文地質(zhì)條件,確保設(shè)計(jì)所選參數(shù)與待建公路工況相一致,特別是應(yīng)對(duì)濕陷性黃土、膨脹土、砂黃土及砂土路堤等應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)性能試驗(yàn),切不可憑相似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)臆測,并做好排水溝、截水溝及雨水井等設(shè)計(jì)工作,必要時(shí)應(yīng)在路堤內(nèi)部設(shè)置排水設(shè)施,預(yù)防路堤病害。
3.1.2 邊坡滑塌是高填方路堤最常見的病害,主要是由路基穩(wěn)定性不足引起的,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)高填方邊坡進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算,并應(yīng)考慮黃土、砂土等路堤滲水破壞的可能。
3.1.3 選擇路堤填料時(shí),除按規(guī)范要求填料的液限、含水量和塑性指數(shù)等指標(biāo)外,還應(yīng)綜合考慮填料的性質(zhì),選擇水穩(wěn)性較好、承載能力高、干密度大的礫石類粗粒填料做為首要的路堤填料,但粒徑不應(yīng)超出15cm;淤泥土、液限以及有機(jī)質(zhì)土超出50%、細(xì)粒土塑性指數(shù)超過26的材料不得作為路堤填料。對(duì)于不同類型的填料應(yīng)分層填筑,并應(yīng)對(duì)填筑順序、填料的最小強(qiáng)度及路堤的壓實(shí)度等進(jìn)行嚴(yán)格要求。
3.2 做好施工準(zhǔn)備工作
精心準(zhǔn)備是確保工程質(zhì)量的前提。項(xiàng)目開工前施工單位應(yīng)該精挑細(xì)選成立項(xiàng)目組,確立工程質(zhì)量監(jiān)控體系,并會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位的工程技術(shù)人員仔細(xì)查閱設(shè)計(jì)方案;做好高填方路堤的地質(zhì)補(bǔ)探,調(diào)研現(xiàn)場周邊的水文、地質(zhì)及地貌情況,為施工組織設(shè)計(jì)提供依據(jù);做好圖紙會(huì)審及技術(shù)交底工作,確保項(xiàng)目參與人員心中有數(shù),提高高填方路堤的施工質(zhì)量。
3.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量管理
項(xiàng)目開工前應(yīng)建立有效的工程質(zhì)量保證體系,設(shè)立專職質(zhì)量員(持證上崗),并提倡全員參與質(zhì)量管理。施工和監(jiān)理單位應(yīng)嚴(yán)格遵照有關(guān)規(guī)章制度組織施工,不盲目趕工期、搶進(jìn)度,做到“前一道工序不驗(yàn)收,后一道工序不動(dòng)工”。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)橋涵結(jié)構(gòu)物臺(tái)背、路橋過渡段填方、跨溝不均勻填方及填挖結(jié)合部等特殊部位的施工質(zhì)量控制,確保路堤施工質(zhì)量。
3.4 控制好施工工藝
3.4.1 合理選擇填筑方式及鋪土厚度。路堤應(yīng)按照橫斷面全寬水平分層逐層向上填筑,當(dāng)原地面縱坡大于12%時(shí),宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時(shí),仍應(yīng)采用水平分層填筑,對(duì)于半填半挖地段還應(yīng)挖好臺(tái)階做好接頭處理,避免因填筑不當(dāng)而發(fā)生路基滑坡;對(duì)于鋪土厚度,不同的層厚達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度所需要的壓實(shí)功(遍數(shù))不同,根據(jù)試驗(yàn),鋪土厚度分別為30cm和50cm時(shí),碾壓4遍和6遍,測得密實(shí)度相差3%~4%,工程上宜采用30cm層厚以確保鋪筑壓實(shí)
質(zhì)量。
3.4.2 控制好含水量。含水量是決定填料壓實(shí)效果的關(guān)鍵性因素,在工程實(shí)施中,填料含水量一般應(yīng)控制在最優(yōu)含水量2%范圍內(nèi)方可獲得較好壓實(shí)效果以滿足設(shè)計(jì)要求,如土偏濕,應(yīng)翻曬,土偏干,應(yīng)灑水悶料,達(dá)到要求后進(jìn)行碾壓,以確保路堤施工質(zhì)量。
3.5 做好施工組織設(shè)計(jì)
根據(jù)工程實(shí)際編寫切實(shí)可行的施工組織設(shè)計(jì),精心調(diào)配人員、設(shè)備,合理安排各施工段的先后順序,尤其對(duì)高填方段應(yīng)優(yōu)先安排施工,保證施工質(zhì)量。
3.6 做好路堤及邊坡的降排水措施
為避免路堤受水浸泡,施工過程中應(yīng)在路堤兩側(cè)縱橫向設(shè)置排水系統(tǒng),及時(shí)疏散路基范圍的積水。對(duì)于地基和路堤填料為粉土、濕陷性黃土、黏土等細(xì)粒土?xí)r,在干燥狀態(tài)下其結(jié)構(gòu)性比較強(qiáng),承載力較高,一旦受水浸泡后其結(jié)構(gòu)破壞、承載力下降,導(dǎo)致地基、路基沉降,尤應(yīng)做好降排水措施。
此外,嚴(yán)格控制填料質(zhì)量,對(duì)施工項(xiàng)目質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理等均可有效防止高填方路堤病害的產(chǎn)生。
4 結(jié)語
高填方路堤病害較為普遍,其成敗的關(guān)鍵在于管理,通過合理組織施工、加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控等施工、管理方面的措施是可以預(yù)防的。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:高樹彬(1969-),男,陜西榆林市成功建工有限責(zé)任公司工程師,研究方向:道路、橋梁施工。