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优质知识分享:
引起路基的整体下沉或局部沉陷,影响公路的正常使用因此,分析高填方路基下沉的原因并采取相应的措施非常重要
关键词:高填方路基:病害:原因:措施 由于公路路基水文、地质情况复杂,又暴露在野外环境中,路基的密度与自身固结都需要时间,且常年受重复荷载的作用,因此,高填方路基在施工中或完工后的车辆运行阶段发生的病害较多,常见的有以下几种:路基整体下沉或局部沉陷;路基纵横向开裂;路基滑动或者边坡坍滑
2 高填方路基下沉的主要原因 2.1 工程地质原因 工程地质不良,泥沼软基丰富的地段填筑路段,由于地表土壤密度小,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
2.2 路基填料原因 如果路基填料土质差,填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土,由于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,风干收缩开裂,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 施工方面原因 路基分层填筑时,未按要求压实工艺碾压或压实机具陈旧,效率低,路基的压实度不均匀或随意加厚铺筑厚度
按规定的碾压遍数压实时,压实度达不到规范要求,当填筑到设计标高时,必然产生累计沉降变形,在重复荷载与填料自重作用下产生下沉
2.4 设计方面原因 因条件限制,路线必须通过复杂山区时,设计按一般路基设计,为进行高路堤稳定性验算对路基作特殊设计,施工图中对施工工艺、填料、设计沉降量未特殊说明
2.5 路基排水原因 路基排水的任务是将路基工作区的土基含水量降低到一定的范围,土基含水量过大,排水不良会引起土质松软、边坡坍塌、堤身沉陷或滑动以及产生冻害等
3 处理路基下沉的措施 高填方路基在施工和工程完工后由于自然环境的影响和汽车的荷载重复作用,会出现一些路基病害,引起路基的整体下沉或局部沉陷,甚至使边坡坍塌,影响高速公路的正常使用
降低公路的评定等级
因此,为了保证公路的正常使用,对高填方路基出现的严重病害必须采取行之有效的处理方法,以使路基处于良好的技术状态
下面介绍几种处治措施,以供处理路基病害时参考
3.1 换土复填法
因填筑土质不符合要求而出现的路基下沉但面积不大且深度不深的病害,采用换土复填法是一种简便快捷的方法
此法是将原路基出现病害部分的土挖去,更换新的、符合规范要求的土
一般采用级配较好的砂砾土,塑性指数满足规范要求的亚粘土为宜
回填时,挖补面积要扩大,且逐层挖成台阶状,由下向上逐层填筑,然后碾压密实,压实度要求高出原路基压实度1~2个百分点为宜
使用这种方法只需掌握好路基的填筑方法即可
没有复杂的技术要求
3.2 固化剂法
在高填方土路基的下沉中,如果更换路基填料受到限制,且填料数量不大时,可在原填料中掺人一定品种和数量的固化剂来处理病害
固化剂作为一种特殊的建筑材料,其不同的物理性质和化学成分解决了不同土质的类别、特点和固化方法
路用材料固化剂从形态上看,可以分为固态和液态两大类;从化学成分上看,可分为主固化剂和助固化剂两大部分
其中固体粉状固化剂中主固化剂以石膏、石灰、水泥为主,助固化剂采用高聚物如聚丙烯酰氨,聚丙烯酸或含有活性基因的有机化合物;液态状固化剂中主固化剂多采用水玻璃,助固化剂则采用各种无机盐,如碳酸镁、碳酸钙等
前者与土混合加压,适合于表层或浅土层的固化:后者使用时,则采用特殊工艺将浆液注入土中使土固结,适合于深层土的固结
3.3 粉喷桩法
对于10m以内的路基下沉病害,采用粉喷桩加固技术是较为理想的一种方法
粉喷桩处理软基土是通过专门的机械,将粉体固化剂喷出后,在地基深处就地与软土强制搅拌
利用固化剂和软土之间新发生的一系列物理化学反应,在原地基中形成强度、刚度较大的桩体,同时也使桩周土体性质得到改善,桩体与桩间土体形成复合地基,共同承载外荷载
3.4 灌浆法
灌浆法是利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管将浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式占据土粒间或岩石裂缝中的空间,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性能好的“结石体”
4 高填方路基下沉的主要预防措施 高填方路基由于填筑工程量大,原地貌、地形复杂,工程施工完成后,一旦出现下沉、开裂、滑移等质量病害,难以彻底处治,因此,这类路基施工时,采取预防措施非常关键,常见的工程预防措施如下: 4.1 施工前的准备 4.1.1 开工前,应在全面熟悉设计文件的基础上,进行现场核对的施工调查
4.1.2 根据现场收集到的情况以及核实的工程数量.按工期要求、施工难易和人员、设备、材料准备情况,编制实施性的施工组织设计计划
4.1.3 做好征地拆迁、场地清理工作
4.1.4 做好排水设施
应事先做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施
特别是多雨地区和雨季施工更要加强这方面的工作
4.2 路基填料宜选用级配较好的粗粒土如砂砾土等,用不同填料填筑路基时应分层填筑,每一水平层应采用同类级配料
液限指数大于50、塑性指数大于26的土以及含水量超标的土,不得填筑
严禁使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾和腐殖土等填筑路基
4.3 填土路基应分层填筑,用透水性不良的土填筑路堤时,应控制其含水量在最佳压实含水量的±2%之内
分层的最大松铺厚度不超过30cm,路基顶面最后一层最小压实度不应小于8cm
如原地面不平,应由最低处分层填筑,每一填筑层均应符合压实度规定要求
4.4 填石路基石料强度不应小于15M pa,且石料的最大粒径不宜超过层厚的2/3
应分层填筑,分层压实,分层松铺厚度不宜大于50cm,并使用大功率的振动压路机进行碾压
路槽顶层填料粒径不应大于10cm
4.5 土石混填路基石块的最大料径不宜超过层厚的2/3,当所含石料为软质岩时,石料最大料径不得超过压实层厚
路基应分层填筑,分层压实,分层松铺厚度不宜大于40cm
当混合料中石料含量超过70%,应先铺填大石块,大面向下,设置平稳,再铺小石块、石渣或石屑嵌缝找平
当混合料中石料含量小于70%,土石混填,但应避免硬质石块集中
路槽顶层填料粒径不应大于10cm
4.6 填土路基原地面纵坡大于12%的地段,可采用纵向分层法施工,沿纵向分层,逐层填压密实
4.7 高填方路基基底范围内地表土层有树根草皮或腐殖土时,应予清除
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
路堤基底为耕作土或松散土时,必须作好填前碾压,其压实度要求不低于重型压实标准的93%
如果严格采取以上施工处理措施,可以肯定,困扰我国多年的公路高填筑路基沉降问题,将会在很大程度上得到缓解或解决
参考文献 【1】陈炳志,王清标.压密注浆工艺在公路路基处理中的应用探讨【J】.西部探矿工程,2006(7). 【2】龚明华,刘世亮.巫艳高填方路基纵向裂缝成因及压浆处理技术探讨【M】.宜春学院学报(自然科学版),2005(6). 重点论述了如何对其进行避免,希望最终可以做到桥梁质量第一与行车安全有效保障完整结合
关键词:道路桥梁,质量,措施 1.引言 目前我国的交通的发展正推动着国民经济的整体增长,所以交通的经济作用是不容忽视的
近几年来,各地都在大力开展市政工程建设,市政道路工程有许多不同于其他道路工程的特点,经常出现一些特殊的质量通病,所以对于城市道路桥梁常见病害的产生原因和防治措施是我们业者的当务之急
2.城市道路桥梁质量通病的分析 2.1沥青路面质量通病
沥青路面在竣工后通车不久或一、两年内出现多处或大面积裂缝、破损
(1)主要原因
施工控制问题
目前路面工程片面追求平整度而忽视压实度的要求材料到场及终压温度偏低甚至在低温情况下过度碾压材料配合比不当
基质沥青未达标路面基层甚至路床、基底承载力不足弯沉值过大
另外由于路面基层材料的收缩而造成沥青路面的反射裂缝也会引起早期破损
此病害是雨水沿道路裂缝渗入路面基层和土基降低路基路面的稳定性和强度造成局部变形扩展成网状裂缝
碾压中产生的细微裂纹及反射裂缝初期虽不影响行车但在水分侵蚀及阳光照射下成为促使面层沥青混凝土疲劳开裂的催化剂大大缩短沥青路面寿命
(2)预防措施
①不要片面追求个别指标不合理的高水平要全面考虑基层、面层的综合强度、舒适性、安全性和耐久性
②在沥青混合料摊铺碾压中严把沥青混合料进场摊铺的质量关严格控制摊铺和初压、终压的沥青混合料温度严格按碾压操作规范施工防止横向裂缝的产生
③严格按照沥青路面施工及验收规范做好纵横向接缝
④控制沥青混合料所用沥青的延度或采用改性沥青
拌制沥青混合料时防止加热过度避免沥青混合料“烧焦”
⑤在特殊潮湿、寒冷、高温地区要使用新型沥青混合料
2.2 回填压实的质量通病及防治
超厚回填倾斜碾压填土不符合要求带水回填均造成回填土达不到标准要求的密实度
(1)超厚回填
①现象一种是路基填方一种是沟槽回填土不按规定的虚铺厚度回填
严重者用推土机一次将沟槽填平
危害不能将所铺层厚内的松土全部达到要求的密实度
如是道路将造成路基和路面结构沉陷如是管道其胸腔部位便达不到要求的密实度使胸腔部位的土压力小于管顶土压力和地面荷载可能造成管体上部破裂无筋管还可能被压扁
②原因分析:施工技术人员和操作工人对上述危害不了解或认识不足;技术交底不清或质量控制措施不力;施工者有意偷工减料不顾后果
③治理方法:加强技术培训使施工技术人员和操作人员了解分层压实的意义
要向操作者作好技术交底使路基填方及沟槽回填土的虚铺厚度不超过有关规定;严格操作要求严格质量管理惩戒有意偷工减料者
(2) 倾斜碾压
①现象:在填筑段内随高就低,使碾轮爬坡碾压
②原因分析:在填筑段内未将底层整平即进行填筑或在沟槽内填筑高度不一
使碾轮在带有纵坡的状态下碾压
危害碾轮压实重力产生分力损失在纵坡上使碾轮重不能发挥最大的压实功能坡度越大损失的压实功就越大
③治理方法:在路基总宽度内应采用水平分层方法填筑
路基地面的横坡或纵坡陡于15时应做成台阶
回填沟槽分段填时应分层倒退留十台阶
台阶高等于压实厚度台阶宽不小于1m
(3)挟带大块回填
①现象:在填土中带有大砖块、大石块、大混凝土块、大硬土块
危害填土中挟带块状物妨碍土颗粒间相互挤紧达不到整体密实效果
另外块状物支垫碾轮产生叠砌现象使块状物周围留下空隙日后发生沉陷
②原因分析:不了解较大块状物掺人土中对夯实的不利影响;不愿多运弃土方和杂物或交底不明确或控制不严格
③治理方法:在回填土交底中要向操作者讲明带块状物回填的危害使操作者能自觉遵守要严格管理对填土中的大砖块、大石块、大混凝土块要取出对大于10 cm的硬土块打碎或取出
2.3桥面铺装层的裂缝
桥面铺装层产生裂缝主要是由于以下两种原因
第一,在施工过程中的问题变化问题
我国目前对于城市的桥梁铺垫工作多采用半刚性质的结构
这种结构虽然有强度高、压度实、密度强等特点,但是这也使得其承重面对于温度的变化也很敏感,这就不能避免裂缝现象的发生
第二,车辆在桥面行驶当中的急刹车也会使路面受到磨损和挤压,在车辙面里形成裂缝
但是如果施工期间采用混凝土材料的话,没有在配比中对水泥和石料的配比掌握好,致使其和易性不强,也会出现上述情况
如果裂缝在冬季进入水分,温度升高之后,就会出现热胀冷缩现象,裂缝就会加宽,如果不及时维修,桥面会从裂缝变成龟裂,甚至更严重
对于裂缝的防治措施主要是从以下三个方面进行
第一,要重视施工阶段的桥面设计工作,在桥面铺装层的直接承受力有效控制,计算车辆碾压的程度,不要为日后的早期损坏埋下隐患
第二,要加强对过桥车辆的载重量控制,如果发现超载车一律杜绝上桥
第三,要重视桥面的日常养护工作,对于裂缝出现立即修补,以免使小缝变大缝
2.4混凝土外观质量
对于桥墩出现孔洞、麻面、错台、接茬的情况时,首先要明确模板安全前的施工任务,一定要保证脱模剂的均匀涂抹,并在安装时注意接风之间的严密性
第二,要对施工人员做到任务分区,抱枕振捣层得到充分振捣
第三,合理的使用混凝土供料,坍落度及水灰比之间的比例要正确
对于梁箱发生问题的时候要重点注意
在设计的时候除了要按合同固定去计算梁体的承重力,还应该对其局部应力的分解力进行必要的分析,这样可以确定梁箱界面的尺寸,合理的对钢束两端的锚固问题合理验算,保证受力的面积
对于箱梁局部结构的抗裂性问题可以用高强度的钢筋来增加整体强度,取用合理的技术经济指标
在施工过程中药做到严谨细心
考虑整齐的方法和工艺,对于不利于施工的因素要及时调整,使预应力张拉工艺等要求都能得到保证,做到百分之百的符合设计要求
对于梁箱横隔板的设置,要从轮流的洞口下料,这样做最大的好处是可以从另一个口振出混凝土,避免了残留的控制滞留在洞口里面形成空洞
要注重混凝土的采购环节,如果现场的备用搅拌设备不合用的时候,要立即选用另外的机器,因为现场的设备可以使混凝土在运输或者其它原因产生的问题提供临时的中断供料作用
在施工中天气的变化也不可忽视,要根据实际的气温调整混凝土的坍落度和水灰度的比例,气温高的时候要做好湿润工作
2.5桥面的排水
对于桥面的排水可采用综合方式去应对
首先对于桥梁的形成路面按不同类型铺设排水坡度
也可以在桥面两侧的泄水孔之间的距离,将泄水孔设到桥梁跨河桥上,泄水孔就可以直接向桥下排水
如果桥面的顶层为沥青混凝土结构时,需要采用直径低于4cm的排水槽向外排水
在台帽顶设置带有横向坡的排水槽,这样做有利于桥台的缝隙间积水的排除,可从桥身两个侧面竖向直接排到地面
在桥面的耐久性问题上可以采用控制混凝土的抗渗抗冻指标、掺加钢筋阻锈剂、全面考虑桥面的防排水、墩柱根部做散水、涂防水材料、钢材防腐采用高效防腐剂等方式对结构进行加固和维护
使新浇筑的混凝土结构不受侵蚀,并具有提高混凝土强度及抗冻性能、改善施工性能的作用
3.结束语 城市道路桥梁的质量问题一直是关注的热点,如何预防其质量通病,现实意义巨大
我们只有彻底的了解其发生的原因,运用科学的方法,对桥梁施工中出现的质量缺陷进行有效的控制,减少或杜绝各种质量通病
参考文献: 【1】李海军,李军.连续梁桥预应力箱梁腹板裂缝成因浅析【J】.华东公路,2000(3). 【2】石文军.路面与桥梁连接的质量通病【J】.交通世界,2007(10). 【3】董燕萍.沥青混凝土路面平整度的质量控制【J】.中华建设,2008(3).