1、高填方路基沉陷分析及预防措施【摘要】:概述了公路工程高填方路基的病害及引起这些病害的原因并针对这 些原因提出了高填方路基沉陷的预防措施。 【关键词】:高填方路基;病害分析;原因;预防措施 中图分类号： U213.1 文献标识码：A 文章编号 【 abstract 】 : the paper summarized the highway engineering of high fill subgrade diseases caused by these diseases and the reason for these reasons and puts forward the high fill
2、 subgrade subsidence of the preventive measures. 【 key words 】 : high fill subgrade; Disease analysis; Reason; Prevention measures 我省部分地区为多山地区,地形起伏较大,随着山区高等级公路的修建,为满足高等级公路的纵断面设计要求,公路路面必然与天然地面出现较大高差。从经济及技术角度考虑,不必修桥的地方常采用填石或填土通过深沟、深箐,从而导致高填方路基不断增多。由于填筑高度较高,地形、地质情况复杂,给公路路基设计与施工提出了一些新问题,若处理不当,往往容易造成工程事故
3、,给人民的生命财产造成不应有的损失。因此,有必要对高填方路基沉陷进行分析 并提出相应的防治措施。 1 高填方路基的概念 我们通常所说的高填方路基在公路路基设计规范(JTJ13-95)(以下简称规范)中是以边坡的总高度作为划分界限的,根据规范表所列数值,当边坡总高度大于 20m(土质边坡)和 12m(砂、砾)时,宜进行稳定性验算,从这个意义看,20m 和 12m 可视为是高填方路基与低填方路基的划分界限。 2 高填方路基的病害分析 高填方路基施工完成后,随着时间的延长与汽车重复荷载的作用,常出现路基的整体沉陷与局部沉陷。特别是填挖方接头处,路基沉陷尤为突出。因此,高填方路基的稳定不仅与边坡高度有
4、关,也与路基填料、性质、边坡坡高、地基性质、水文状况、路基压实机具、施工方法等有关。高填方路基的施工,尽管施工队伍素质较好、设备齐全、施工管理和技术管理严密、质量管理体系健全并且能按公路路基施工技术规范要求进行施工,然而高填方路基所处的环境千变万化,所处地段水文地质情况错综复杂,又暴露在野外环境中,提土的密实度与自身固结都需要时间,且常年受重复荷载的作用,因此在工程施工过程中和工程完工后的车辆营运阶段,发生的病害依然较多,而且较难处治。高填路基常见的病害有: ?路基整体沉陷或局部沉陷; ?路基纵向开裂; ?路基滑动或边坡滑坍。 在产生高填方路基病害的原因中,从技术上讲,以下几个方面比较突出。
5、2.1 设计方面 当公路路线设计有高填方路基时,需对高路堤进行稳定性验算和沉降计算,如验算和计算所需的地质条件、土工实验资料等不能真实反映现场情况时,就会造成设计的不合理,从而产生上述的路基病害。另外还有路基排水设计方面的原因。路基排水的任务是把路基工作区的土基含水量降低到一定的范围内,土基含水量过大、排水不良会引起土质松软、强度降低、边坡坍塌、堤身沉陷或滑动以及产生冻害等。 2.2 工程地质方面 在工程地质不良、软地基地段填筑路堤,由于土质松散、密度小、压缩变形大、承载能力低,当路堤填料不断增加时,原地面土壤容易发生压缩沉降和挤压移位,地基的压缩变形致使路堤随之沉降或开裂。 2.3 施工方面
6、的原因 2.3.1 路基填料 如果路堤填料土质差,填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土,这类土壤中有机物含量多、抗水性差、强度低,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土,这种土遇水膨胀软化,风化收缩开裂,固体稳定性差,用作填料时随着土壤中水分的挥发,收缩开裂尤为严重,对路堤的整体结构危害极大。 2.3.2 路基填筑 高填方路基的填料在分层填筑时,应按照施工规范要求的厚度进行铺筑,随 意将铺筑厚度加厚,压实机具按规定的碾压遍数压实时,压实度达不到规范规定的要求,当填筑到路基设计标高时,必然产生累计的沉降变形,在重复荷载与填料自重作用下产生沉陷。 2.3.3 工程机械与碾压工艺 高填方路
7、基施工中,应按要求配备相应的整平辗压机具并按规范进行操作。未 按要求的压实工艺进行碾压,路基的压实强度不均匀,压实度达不到规定要求,将会导致高填方段产生较大的沉降变形。 2.3.4 工程施工过程中质量管理与技术工程施工中,若工地现场人员的责任 心不强,技术管理力量不够,施工现场混乱,会使工程质量降低,造成施工过程中的 隐患,甚至造成大的质量事故,危及路基的稳定性。 3 预防措施 高填方路基沉陷产生的原因较多而且复杂,但主要还是以工程地质条件、设计、施工三个方面的原因为主。工程地质勘察与设计是相辅相成的,只要工程地质勘察资料能正确反映现场地质情况,设计上就容易处治。而施工方面施工过程较长,涉及工
8、艺、技术要求较多,受各方面影响较大,是防治高填方路基沉陷的关键所在。因此,着重从施工方面论述高填方路基沉陷的预防措施。 3.1 路基填料的选择 填筑路基的理想填料为水稳定性好、压缩性小、便于施工压实以及运距短的土 石材料。在选择填料时,一方面要考虑料源和经济性,另一方面要顾及填料的性质是否适宜,对高填方路基宜选用级配较好的粗粒土、砂性土、砾石作为填料。用不同填料填筑路基时,应分层填筑,每一水平层均应采用同类填料,而泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土及易溶盐含量超过允许限值的土,不得用作填料。 3.2 施工要求 高填方路基施工是公路工程路基施工中的一个重要环节,必须引起高度重视。因 此,在工程施工中需要
9、精心组织,精心施工,以确保工程质量。填方路堤施工是高速 公路施工中的一个重要组成部分。施工前一定要做好施工的准备工作,熟悉设计图纸、规范。路堤的填筑材料和施工方法按照适用、经济的原则而定,每个步骤必须严格要求,技术指标以规范为准。路堤的填筑尽可能的避免雨季施工,路堤的填筑一般都采用机械,要尽量做好施工组织工作,确定机械的数量,以避免一些环节的滞工,造成机械使用的浪费。 3.2.1 路基宽度 高填方路基除严格按设计和规范要求进行填方施工外,还应设置观测点进行监 测,以观测沉降和位移数据,控制好施工加载速度。填筑路基宽度除设计宽度加超宽碾压宽度外还应按其工后沉降量预留一定宽度,以避免因路基工后沉降
10、使其路基宽度小于设计宽度。 3.2.2 路基填挖结合部 在高填方路基的填挖结合部,应由填方底部在挖方一侧沿路线纵向挖台阶,当地面倾斜度小于 12 时,台阶宽 2.0m,当地面倾斜度大于 12 时,台阶宽度不小于 1.0m,台阶底设置 2%-4%向内倾斜的坡度。当填方区填至路槽底以下 6.0-8.0m 时,还应增设土工格栅,土工格栅沿路线纵向长7.0m(填方区 3.5m,挖方区 3.5m),横向宽度为路基填筑宽度,端部包裹填料厚 0.3m。土工格栅层数一般为 4 层,间距为 1.5m-2.0m,以减小因路基沉降不均匀带来的危害。 3.2.3 路床 (1)路床土质应均匀、密实强度高。路床压实度达不
11、到规范规定的要求时,必 须采取晾晒、掺石灰、换填料等技术措施处理,使之达到规定的强度要求。路床顶面横坡应与路拱横坡相一致。 (2)高填方路基基底范围内地表土层有树根、草皮或腐殖土时应清除。地表水或地下水影响路基稳定时,应采取拦截、引排等措施,或在路堤底填筑不易风化的片石、碎石或砂砾等透水性材料。路堤基底为耕地或松散土时,必须做好填土前的碾压工作,其压实度要求不低于重型压实级标准的 85%。 3.2.4 压实及压实度 高填方路基施工中应分层铺筑,控制好松铺厚度,在接近最佳含水量时由外向路中均匀压实每一层位的土,压实度应符合规范的压实度标准。 3.2.5 路基边坡 高填方路基的边坡应根据填料种类,
12、边坡高度的基底工程地质条件确定。填方边坡过高时,可在边坡中部每隔 8m-10m 设边坡平台一道,平台宽度为 1m-3m,用浆砌片石混凝土预制块防护。平台应设坡度为 2%-5%的缓坡并向外侧倾斜,受水浸淹的路基填方边坡度,在设计水位以下部分视填料情况可采用 11.7512.0,在常水位以下部分可采用 12-13。如用渗水性好的土填筑或设边坡防护时,可采用较陡的边坡。填石路基应采用不易风化的开山石料填筑,边坡坡度可采用 11,边坡坡面应选用大于 25cm 的石块进行台阶式码砌,码砌厚度为 1m-2m。因填石路堤在填筑过程中,石块粒径过大,不易碾压密实,工后必有较大的路堤沉降,影响路面平整度和使用,故一般填石路堤的高度不宜超过 20m。
