高填土路基病害怎么處理?

    高速公路路堤高度的選擇,應(yīng)從技術(shù)和當(dāng)?shù)貤l件考慮,高速公路路堤宜低。我國是一個人口大國,土地十分珍貴,低的路堤,占地少,取土少,節(jié)省建設(shè)資金,縮短建設(shè)周期,后期沉降少,路堤穩(wěn)定,對環(huán)境破壞少,利國利民。但從當(dāng)前的發(fā)展情況看,高速公路的路堤由于多種原因一直偏高,平原地區(qū)平均高3——5M,跨公路處高8——10M,跨鐵路處高10——12M。高的路堤,必然帶來建設(shè)資金增加、建設(shè)周期加長、技術(shù)難度加大、病害增多。建設(shè)初期,由于對某些問題重視不夠,導(dǎo)致一些高填土路基的早期病害發(fā)生。

    1、高速公路高路堤的形成原因
    高速公路要求“全封閉,全立交”,為解決橫向交通必須設(shè)置一些行人、行車通道。特別在目前我國尚存在大量的非機動車、慢速車及行人,必須從橫向通道通過。而高速公路大多處于經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū),人口較多,通道設(shè)置密度不得不相應(yīng)增大。從通道要求看,一般盡量高一些、寬一些,以滿足農(nóng)機、少量汽車的通行之需。橋梁通道凈高的制約,是路堤平均填土高度較高的一個主要原因。
    從技術(shù)要求上,路基填土高度只要在1.8——2.5M就可以保證路基處于一種安全狀態(tài)。

    2、高路堤路基病害的表現(xiàn)形式
    由于填土過高引起的路基病害形式有以下幾種:
    不均勻下沉和路面不平。由于不均勻下沉,導(dǎo)致路面局部凹陷,行車震顫、顛簸,雨季表面積水,進而導(dǎo)致面層早期損壞。
    易受水害。由于路基、路面及中央分隔帶排水不暢,導(dǎo)致路基進水,路堤局部濕陷,路面結(jié)構(gòu)層早期損壞。
    對地基土強度要求高。由于原地基未處理好,導(dǎo)致路堤局部下沉,引起基層開裂,裂縫反射到面層,雨水進入,造成面層和基層的損壞。
    橋涵和高填土路堤結(jié)合部及高填深挖路堤結(jié)合部不均勻沉降,易
造成病害。
    高填土路堤,由于不是全防護,裸露部位被暴雨沖刷,造成路堤
和路面的損壞。

    3、高路堤病害形成的原因
    高速堤路基產(chǎn)生病害的原因可分為三類,第一類是土基抗壓能力
不足,造成地基變形過大,第二類是施工質(zhì)量難以控制而造成的損壞,
第三類是水對路堤破壞作用。
    3.l土基承載能力不足造成地基變形過大
高速公路一般路線較長,所經(jīng)地區(qū)可能會具有各種復(fù)雜的地形,特別是路線經(jīng)過覆土層較厚的水田地,低洼地帶,其承載能力大多較低,有很多在100KP以下,部分在100——l50KP。之間并且土質(zhì)天然密實度較低,加壓時具有較大的變形和可壓縮性。路基填土壓實后密度在18——19KN/M3,當(dāng)路基填土高度達到4.5米時,地表層壓應(yīng)力值為81——85.5KPa,如果考慮基層路面結(jié)構(gòu)層,其容密度加權(quán)值還要加大。按地表承載力為 100KP、干密度18KN/M3,換算允許填土高度約為5.4M。由于沿線橋涵的控制,實際上,每條高速公路的路基填土高度大于5.4M路段,約占總長度的25%左右,再加上車輛的換算荷載,會形成較多路段的路基處外加荷載大于相應(yīng)地段的地基承載力?梢哉J為那些地基承載力小于設(shè)計承載力值的地基為軟弱地基。
而在路基施工前,由于各種原因,對地基承載力探測不詳盡,也未對地基承載力不夠的路段進行驗算和綜合處理,僅對溝渠、坑塘、
淤泥層等軟弱地基進行了一些處理。導(dǎo)致路基和路面完成后,開放交
通時,局部位置和路段的路基仍未穩(wěn)定,發(fā)生不均勻沉降,從而導(dǎo)致
路面的早期損壞。
    3.2施工質(zhì)量難以控制造成土壓實質(zhì)量不足。
    在高填土路段往往需要大量借土,而取土場也很難控制在一個性
質(zhì)穩(wěn)定土場。土質(zhì)復(fù)雜,壓實指標(biāo)難以確定。對于一個施工路段,用
同樣的壓實機械組合和壓實遍數(shù)以及確定的同一個最大干密度,壓實
度隨機取樣結(jié)果不穩(wěn)定,這給施工和監(jiān)理均帶來一定難度,也給土方
施工工期帶來影響。雖對不合格點進行處理,仍會造成路基施工壓實 不勻,最終造成路基沉降不均勻,導(dǎo)致路面損壞。有時為了趕上總體
進度,有趕工期的現(xiàn)象,導(dǎo)致施工期間控制不嚴,自然沉降期不夠,
路面形成后在使用期間高填土段沉降仍在明顯發(fā)生,導(dǎo)致路面早期損
壞,F(xiàn)在使用彎沉檢測路槽頂強度,作為路基強度控制指標(biāo),對高填土路基不夠全面、準(zhǔn)確。如果包括原地面逐層均用承載比方法,將
利于路基承載力和強度的控制及路基整體穩(wěn)定。
    3.3水對路堤破壞作用
    排水防護工程設(shè)施不完善,造成高路堤路基和路面破壞,高填土
路堤多在少雨的春季形成,少雨、缺水,難以保證最佳含水量,難以
達到壓實要求,土的孔隙大,等到路基形成時,又多在夏季,必然要
遭受夏季強暴雨的沖刷損壞。即使是路面形成后,當(dāng)路面排水不善時,
雨水侵入路堤,造成路基浸水和軟化,局部下沉塌陷,導(dǎo)致路面早期損壞。對填高3.5M以上的路基,施工期間至少要經(jīng)過一次夏季暴雨沖刷過程,而現(xiàn)在的高填土路基一般施工方法,均是超寬填筑,再刷坡,然后再防護,加上填筑土質(zhì)易被沖刷,由于防護和路基施工的不同步,造成土路堤暴露,被暴雨沖刷。如果處理不徹底、不完全,均會給后期施工和使用留下隱患,造成邊部、邊坡部位開裂、局部滑塌和路面的不均勻下沉。當(dāng)高填土路基不是全硬化防護和防護不完善時,也會在使用期間,被暴雨沖刷,造成路堤和路面局部損壞。

    4、高填土路基病害處理措施
    高填土路基如果地基承載能力較高,施工過程中采取有效措施對
質(zhì)量加以保證,一般不出現(xiàn)大的問題,但對地基承載能力較弱地段,
往往需要采取措施加以質(zhì)量保證。
根據(jù)高路堤病害形成的原因分析,采取有針對性的措施解決,一般有如下方式:
4.1采用換土法處理
對于表層軟弱土層較淺的路段,可將軟土層清除,換填強度較高,
透水性較好的材料進行處理,以達到提高路基整體強度的目的。
    4.2對軟土層較深的地基用粉噴樁處理
    對高填土路基原地基承載力不夠路段和明顯的淤泥層,坑塘軟弱
段,采用直徑50CM,長15——20M粉噴樁進行處理
    4.3用沖擊夯對高填土路段分層夯實
    在常規(guī)的施工和壓實檢測基礎(chǔ)上,為提高高填土路基的壓實均勻
性的穩(wěn)定性,減少后期沉降,對高填土路基分2——3M一層用沖擊夯進行夯實。
    4.4土工格柵在高填土路段的使用
    為了減少路堤的不均勻沉陷,提高路堤的穩(wěn)定性,在高填方路段
使用土工格柵,每0.5——l.OM厚全幅、全段布一層,通過研究和對比,使用后效果較明顯,并且層間間距越小,效果越明顯。
    4.5反壓坡道和擋土墻對高填土路堤的側(cè)向約束作用
    利用反壓坡道和擋土墻對高填土路堤的側(cè)向約束作用,提高高填
土路堤的整體穩(wěn)定性。
    4.6對橋涵端部和高填深挖結(jié)合部,采用預(yù)先壓漿處理
      對橋涵端部和高填深挖結(jié)合部,具有同樣性質(zhì):即一側(cè)較穩(wěn)定,
另一側(cè)沉降隨時間在發(fā)生,在兩端接合部,采用預(yù)先壓漿處理,減少
了橋涵端部不均勻沉降和高填深挖結(jié)合部差異沉降,實踐證明能起到
較好的效果。
4.7做好防排水設(shè)施
建設(shè)期間,在防水和排水設(shè)施方面,加大投入,對高填方路基防沖刷、雨水侵入損壞和提高整體穩(wěn)定,能起到事半功倍的效果。
4. 8合理安排工期,確保高填土路堤有一年以上的預(yù)壓期
如果能保證高填土路堤在建設(shè)期間,通過科學(xué)組織,均衡施工。有一年以上的自然沉降期,就能消除沉降的60%——70%,有效減少通車后的沉降量,有利于路堤的后期穩(wěn)定。
高填土路基的在高速公路為滿足使用功能而迫不得已使用的一種建筑方式,在高速公路方案設(shè)計時,應(yīng)從路線方案、分離式立交橋型選擇等方面進行系統(tǒng)考慮,盡可能降低路堤填土高度。