淺談砂礫填筑路基的病害防治

虞岳陽

(湖南路橋建設集團公司)

0 前 言

一般來說,作為路面基礎的路基質量的通病主要有沉降、邊坡不穩、季節性凍土路基等。路基的強度、穩定性和耐久性,常常受水、溫度、土質等自然因素影響,同時還有行車荷載、路基設計、施工方法、養護工藝等人為因素的作用。如果路基松軟不穩定加上行車荷載的反復作用之下,路面會不均勻下陷,使得路面過早迫害,若是產生路面損壞,行車就會中斷,會造成道路安全隱患和經濟損失。

陜西安康七里溝漢江大橋工程的接線施工是用砂礫填筑的,南北引線總長 300多m,通車后,交通量大,車輛多,所以為了不給交通造成隱患,應該對路基工程進行嚴格的質檢,實際施工中多采用測量沉降觀測法進行質量控制,此外還要針對路基各種通病,及早進行防治。

1 路基通病及防治措施

(1)路基“彈簧”及防治。

砂礫填筑路基“彈簧”的地方,表面有明顯的疏松,從距離 20～30m之外看,可以看出彈簧點的平整度與正常路面的平整度是不同的。檢驗壓實過的路基,可先進行目測,然后測標高和分析壓實度的取樣。防治“彈簧”路基要從原材料開始,不能用兩種不同性質的土進行混填施工,尤其是不能用透水性差的土壤包裹透水性好的土壤;在碾壓時發現出現軟弱層,應及時清除并及時換填良性填筑料并進行重新碾壓,之后要對要壓實度和含水度進行檢驗,直到檢查合格后才可再填筑上一層;對于“彈簧”路基最重要的是要做好排水工作,通常將地下水位降至路基下50cm;在路基填土之前要清除雜草、淤泥等雜物,填土中不可含有有機物,有機物腐爛后,容易產生空洞,就以造成“彈簧”路基。

(2)填方路基沉陷防治。

路基沉陷是常見的一個路基病害,沉陷可能是地質的影響和荷載作用等方面造成的。路基施工前,技術人員和操作人員都應該對地質情況進行詳細了解,并且了解分層壓實的意義,保證路基填方松鋪厚度在規定范圍內,免得超厚填筑不能全部壓實到要求的密實度,使得路基彎沉或沉陷;重視原地面的處理,注重地基的壓實和加固;要給填土路基足夠的自然沉降時間,這樣沉陷的病害會少些;高填方路段應該集中排水,并將這一點與警示樁、防撞墻等一起考慮,統一規劃,路基較低路段可以采取加設砂礫層及滲水溝,保證排水。

(3)砂礫填筑路基的壓實。

未經壓實的路基,在自然因素和行車荷載的作用下,就會產生變形和破壞。為了保持路基的強度和耐久性、穩定性,必須予以壓實。

(4)邊坡穩定性。

在施工中,邊坡的坍塌、滑坡現象時有發生,使得損失重大,延誤整體工程進度,而且在工程竣工后也留下了安全隱患。所以為了經濟和安全兩方面目標,都應該對邊坡進行深入分析并提出治理方案。

2 砂礫填筑路基的壓實

在陜西安康七里溝漢江大橋接線工程中,砂礫填筑路基的一個難點在于壓實。壓實度是現場檢測的干容重和標準最大干容重之間的比例,是路基施工中很重要的技術指標。

在壓實度檢測上應該嚴格要求。

砂礫石自然界提供的天然的筑路材料,天然砂礫干密度大、塑性小、容易壓實、有足夠的穩定性而且含量比較豐富,是路及材料的首選,但砂礫的顆粒組成不是很均勻,而顆粒成分的變化會影響現場檢測的砂礫的干容重的結果。在實測時,常常會出現礫石含量多的地方測得的壓實度很高,但實際卻并未壓實,而有些礫石含量少的地方壓實度不夠,實際上卻是已經壓實了的。所以用固定的實驗室提供標準最大干容重和現有的監測計算方法評定砂礫壓實度是不能指導施工進行的,應該在現場檢測每一點,實驗室都要提供一個與之顆粒組成相一致的標準最大干容重。這樣測出的砂礫干容重才是真實的壓實情況。

一般假定經過壓實的砂礫礫石之間的空隙,都被細料和水充滿。那么,砂礫中的礫石含量就是影響干容重的最重要的因素,只要監測點的試樣中的礫石含量與標準最大干容重試樣中的礫石含量相一致,就說明所對應的最大干容重和標準最大干容重相同。為了真實的反映砂礫的壓實情況,可在實驗室做多組實驗,用內插法確定與現場實際相對應的標準最大干容重。這雖然是一個檢測壓實的好辦法,卻給施工單位帶來了經濟上的消耗。另一種方法,根據現場實測的砂礫中的礫石的含量對照標準最大干容重對應的礫石量,修正實測干容重。

壓實施工方面也應該嚴格按照技術標準進行。

在整個施工中,砂礫料場的選擇也很重要。

根據整個砂礫填筑施工和實際情況的需要選擇適當噸位的壓路機進行組合式碾壓。在碾壓實驗段的壓實檢測需要技術部、監理代表處、項目相關人員等進行詳細的分析和檢驗,再借鑒其他施工經驗,最后采用沉降法檢測控制施工質量的指標。

平整和整形采取推土機和平地機相結合的方法,同時還要加以人工,挑揀出直徑超過 20cm的礫石,在平地機整平之后,應該用細料灑鋪填縫,以利于密實。

3 邊坡穩定性

砂礫是松散材料,如果路基的邊緣壓實的質量不好,路基邊坡就會不穩定,以致在暴雨等自然所用下就會產生局部傾塌或整體滑坡。邊坡的穩定性決定著工程修建的可行性,是影響工程的建設投資和安全運行的重要因素,所以路基施工中不許注重邊坡穩定性的優化。

由砂礫料填筑起來的路基,路基邊坡雖然經過認真碾壓,但還是難以穩定,所以路基邊坡防護尤為重要。為增加邊坡穩定性,在施工中應該注意陸基邊緣的壓實應與路基其他部分相同,而且路基邊元的填料級配應該優于其他部分。砂礫填筑的路基,其寬度應該要比土路基的寬度至少多出半米,這樣利于路基邊緣的碾壓和邊坡穩定。為了增加邊坡穩定性,也可采用漿砌片石拱形骨架坡來增強邊坡穩定。

邊坡滑坡一般都有一個共性,就是由于公路開挖造成的。滑坡一般分為牽引式滑坡和推移式滑坡。牽引式滑坡由下部先華東,使之失去支撐后發生變形滑動,推移式滑坡是上部巖土擠壓下層巖土產生變形。在公路滑坡中,滑體滑出方向大多與路線方向垂直或近于垂直。針對這兩種滑坡,就可采取不同的方法來防治。對于牽引式滑坡,可采用抗滑樁。抗滑樁事穿過滑體深入滑床以下的穩定部分,一種固定滑體的樁柱。多根抗滑樁就可組成樁群,形成共同支撐,抵消滑體的下滑力,阻止滑動。抗滑樁比抗滑擋墻作用和能力要大,只是施工較為復雜,但效果顯著的是它被廣泛使用。抗滑樁的工程造價高是目前的一個亟待解決問題,因此優化設計就顯得尤為重要。對于推移式滑坡,可以采取減重的方法。減重是在滑坡后部挖去一定數量的滑體,從而使得穩定。此種方法還適用于錯落轉化的滑坡。滑床上陡下緩,滑坡后部及兩側地層都穩定下來,不至于滑向兩側。這種方法在一般情況只是減小滑體的下滑力,而不能改變其下滑趨勢,因此還應該要配合其他方法一同使用。

另外,邊坡處應該注意防排水,排水槽應該嵌入邊坡中,以免滋流和滲流造成排水槽因側面和底部被淘空而造成水毀。高陡邊坡或巖土穩定性欠佳邊坡的排水工程應采取分級截流、縱橫結合排水的辦法來進行治理。

[1] 馮濤,王春雷,張友誼.邊坡穩定分析的 FLAC數值模擬法[J].路基工程,2006.

[2] 賈渝新.天然砂礫料填筑路基的施工探討[J].路基路面工程,2003.

[3] 方向池,柏松平等.高原山區高速公路邊坡防護[J].公路, 2002,(7).

[4] 交通部公路司.新理念公路設計指南[M].人民交通出版社,2005.