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高填方路堤產生沉降有哪些措施?

高填方路堤產生沉降的因數主要來自于設計和施工兩方面。因此,在設計時只要道路勘測者認真進行勘察設計,詳細調查擬建公路沿線地形、地貌,查明其工程地質和水文地質情況,采取有針對性的工程設計方案;施工中嚴格按照施工規范和設計要求,合理組織施工;公路養護中加強養護,及時排除險情,確保道路正常使用,對于防止高填方路堤沉降,必將起到積極作用。

1.設計方面應采取的合理措施

⑴路線選線中,在堅持路線總體走向通過主要控制點的原則下,因地形、地質環境布設路線,盡量避讓不良地質地段,不需要追求高指標的線形,努力做到線形指標搭配合理,即可取得良好的視覺效果。

⑵加強工程地質勘察。嚴格按照工程地質勘察規程開展工作,詳細調查和探明擬建公路沿線工程地質和水文地質情況,對工程地質和水文地質情況有懷疑地段增加探坑數量,在設計外業驗收中,將工程地質勘察作為重要的檢查內容之一。

⑶對原地面明確提出壓實度和地基承載力要求。其目的在于防止路基填方在自重和車輛荷載作用下,因地基承載力不足而產生沉降;對地基承載力低的路段應采取有效的工程處理措施。

⑷路線通過較陡的橫坡及溝谷地段時,應按要求設置縱橫向臺階,使填筑路基和原地面形成良好的結合,同時宜放緩邊坡。

⑸盡量避免高填方路堤和陡坡路堤設計。否則,應按照路基設計規范要求進行設計,并提出工后沉降量要求。

⑹做好路基排水系統綜合設計,使地表、地下水順利排出路基以外或將地表水阻隔在路基以外,不能在路基范圍內積水。涵洞、通道底鋪砌設計中要考慮防水,避免積水浸泡基底而沉降變形。

⑺高填方路堤路橋過渡段要采取特殊設計,避免直接由柔性到剛性的路基設計結構,可以考慮采取半剛性的路基過渡。

⑻對軟土、鹽漬土等不良地質路段,要采取特殊設計,提高路基的承載能力和水穩性,同時要由試驗計算路基的壓縮沉降量,設計中要考慮超填厚度,使竣工后的沉降能維持路基設計高程。

2.施工方面應采取的有效措施

⑴做好路基施工的準備工作。開工前施工單位、監理單位的工程技術人員要認真審閱設計文件,詳細了解公路沿線地形地貌、工程地質、水文地質、路基填料、各段的填方數量和特殊路基分布等情況,并逐一步核實設計文件提供的資料,做到心中有數,發現與設計文件提供的資料有誤應及時上報業主,妥善處理。同時要與設計單位做好技術交底工作。

⑵施工組織設計是保證工程質量的前提。路基施工也不例外,施工單位必須重視高填方路堤的施工組織設計,合理安排各施工段的先后順序,明確構造物和路基的銜接關系,尤其對高填方段應優先安排施工,給高填方路堤留有足夠的時間施工和沉降,從而有效防止高填方路堤工后產生過大的沉降。在施工中,以施工組織設計為依據,結合施工現場的實際情況,合理調配人員、設備,保證高填方路基施工質量。

(3)重視原地面處理。路基填筑前必須徹底清除地表植被、樹根、垃圾和種植土,加大原地面的壓實力度。地表植被、樹根、垃圾、不良土質暴露于自然環境下,相對比較松軟,不易壓實,有的土壤易產生病害,如鹽漬土、膨脹土等,因此必須予以清除。土是三相體,土粒骨架的空隙被水分和空氣所占據。土在壓實過程中,因土粒受到瞬時荷載或振動力的作用,使土粒重新調整位置,重新組合,彼此擠密,空隙縮小,土的單位質量提高,形成密實整體,從而導致強度增加,穩定性提高。土基壓實后,土的塑性變形、滲透系數、毛細水作用及隔溫性能等均有明顯改善,因此施工中應加大地表的壓實密度。

目前的設計理論強調活載影響的作用,越接近路面,活載的影響越大,因此要求有較高的壓實度。然而在高填方路段,活載影響土基的應力隨著深度的增加越來越小,而恒載對土基的影響將隨路基的高度而增加。一些設計文件要求地基的壓實度達到85%~90%,這已不能滿足高填方路堤對地基土承載力的要求。地基土的壓實一般和土壤類別、土中含水量、壓實機具密切相關。對于細粒土、黏土等土質,土中含水量大小對土質的密實程度比較敏感,在壓實過程中要求含水量接近于最佳含水量;對于礫石土等,壓實含水量不起關鍵作用。在地基壓實中,由于沒有進行分層碾壓,光輪壓路機作用深度比較淺,壓應力提供不足,一般采用大噸位振動壓路機效果較好。

⑷填筑路基前抓做好路基臨時排水工作,做到臨時排水系統與永久性排水系統有機結合。施工過程中通過路基兩側縱橫向排水系統及時疏散路基范圍的積水,避免路基受水浸泡。當地基土和路基填料為如粉土、黃土、濕陷性土、黏土等細粒土時,在干燥狀態下其結構性比較強,有較高的承載能力,一旦受水浸泡后其結構性很快破壞,強度也很快降低,失去應有的承載能力,導致地基、路基沉降。因此,做好路基排水是保證路基穩定的前提條件。工程監理和施工質量檢查人員,應認真監督檢查。

⑸嚴格選取路基填料,并控制好填料質量。對高填方路基路段施工在填料料場選擇時,除按規范要求的液限、塑性指數、含水量和CBR等指標外,還應根據填料的性質(如:水穩性承載能力)綜合選擇水穩性好、干密度大、承載能力高的礫石類土填筑路基為宜。在路基填筑前必須將料場蓋山土清除干凈,防止樹根、雜草、種植土等混填于路基之中。施工中嚴格控制填料含水量,嚴禁過濕的土填于路基之上;且要求不同土質分層填筑,剔除填料中超大顆粒,以保證各點密實度均勻一致。

⑹嚴格控制路堤填筑工藝。在高路堤填筑全面鋪開前,各施工單位必須根據不同填料、各種施工機械組合鋪筑試驗路段,以獲得最佳機械組合方式、填層厚度、碾壓遍數和填料的施工含水量范圍。路堤填筑方式應采用水平分層填筑,即按照橫斷面全寬分層逐層向上填筑;當原地面縱坡大于12%的地段,宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時,仍應采用水平分層法填筑。每層應保證層面平整,便于各點壓實均勻一致。在路堤施工過程中要嚴格控制填層厚度,根據不同的填料和場地要選擇不同的壓實機具。一般情況下,輕型光輪壓路機(6~8t)適用于各種填料的預壓整平,重型光輪壓路機(12~15t)適用于細粒土、砂類土和礫石土,重型輪胎壓路機(30t以上)各種填料均適用,尤其是細粒土;羊足碾最適用于細粒土,但需要光輪壓路機配合對被翻松表層進行補壓;振動壓路機具有滾壓和振動的雙重作用,用于砂類土、礫石土和巨礫土,其效果遠遠優于其他壓實機具。在高填方路段,壓實質量要求高,選用重型輪胎壓路機和振動壓路機效果比較好。

⑺抓好路基特殊部位的施工質量控制。如橋涵結構物臺背回填、路橋過渡段填方以及填挖結合部,這些地方地形條件特殊,填方施工難度大。臺背、路橋過渡段往往是路基和橋臺完成后而剩余的缺口,因此,有必要將該段作為路基施工的管理點,抽調組成專門的回填隊伍。臺背處大型設備不易工作而采用小型夯實機具時,填筑的分層厚度若太厚就很難壓實,一般宜控制在15cm左右,同時應加大抽檢頻率保證壓實。對于填挖結合部,應徹底清除結合部的松散軟弱土質,做好換土、排水和填前碾壓工作,按設計要求從上到下挖出臺階,清除松方后逐層碾壓,確保填挖結合部的整體施工質量。

⑻做好壓實度的檢測工作。在壓實過程中,施工單位自檢人員應按規定的頻率檢查路基各層的壓實度,目前對于“按200m抽檢4處”的規定,施工單位感覺工作量偏大,部分人員憑經驗減少壓實度的抽檢頻率,甚至于偽造試驗資料應對檢查。面對檢測工作量大的問題,可以考慮采用傳統的環刀法、灌砂法與快速檢測核子密度濕度儀法相結合,對薄弱地點,如路基邊緣、臺背處采用傳統方法檢測,路基中可考慮采用核子密度濕度儀檢測,這樣可提高檢測速度。

3.加強養護技術

為保證路基有完好的使用功能,路基養護工作必不可少。由于設計和施工過程中或多或少存在著一些不足,道路通過長期使用也會表現出不同程度的破損,通過及時養護修補缺損,保證道路正常使用是養護工作的中心。在養護工作中應做好以下工作:

⑴加強對防水、排水構造物的養護工作,確保路基范圍內縱橫向排水設施暢通無阻;發現水毀地段應及時加固修補,避免路基遭遇水的浸泡;對地下水位高的地段,要挖排水溝降低地下水位。

⑵對沉降量大形成跳車的路段,應分析原因采取注漿加固等有效措施穩定路基,及時修補破損路面保證車輛安全行駛。

⑶對風蝕、水蝕的路基邊坡,要及時修補加固,確保路基安全。

⑷在有條件的情況下做好坡面植被防護,穩定路基邊坡。
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