浅谈砂砾填筑路基的病害防治

虞岳阳

(湖南路桥建设集团公司)

0 前 言

一般来说,作为路面基础的路基质量的通病主要有沉降、边坡不稳、季节性冻土路基等。路基的强度、稳定性和耐久性,常常受水、温度、土质等自然因素影响,同时还有行车荷载、路基设计、施工方法、养护工艺等人为因素的作用。如果路基松软不稳定加上行车荷载的反复作用之下,路面会不均匀下陷,使得路面过早迫害,若是产生路面损坏,行车就会中断,会造成道路安全隐患和经济损失。

陕西安康七里沟汉江大桥工程的接线施工是用砂砾填筑的,南北引线总长 300多m,通车后,交通量大,车辆多,所以为了不给交通造成隐患,应该对路基工程进行严格的质检,实际施工中多采用测量沉降观测法进行质量控制,此外还要针对路基各种通病,及早进行防治。

1 路基通病及防治措施

(1)路基“弹簧”及防治。

砂砾填筑路基“弹簧”的地方,表面有明显的疏松,从距离 20～30m之外看,可以看出弹簧点的平整度与正常路面的平整度是不同的。检验压实过的路基,可先进行目测,然后测标高和分析压实度的取样。防治“弹簧”路基要从原材料开始,不能用两种不同性质的土进行混填施工,尤其是不能用透水性差的土壤包裹透水性好的土壤;在碾压时发现出现软弱层,应及时清除并及时换填良性填筑料并进行重新碾压,之后要对要压实度和含水度进行检验,直到检查合格后才可再填筑上一层;对于“弹簧”路基最重要的是要做好排水工作,通常将地下水位降至路基下50cm;在路基填土之前要清除杂草、淤泥等杂物,填土中不可含有有机物,有机物腐烂后,容易产生空洞,就以造成“弹簧”路基。

(2)填方路基沉陷防治。

路基沉陷是常见的一个路基病害,沉陷可能是地质的影响和荷载作用等方面造成的。路基施工前,技术人员和操作人员都应该对地质情况进行详细了解,并且了解分层压实的意义,保证路基填方松铺厚度在规定范围内,免得超厚填筑不能全部压实到要求的密实度,使得路基弯沉或沉陷;重视原地面的处理,注重地基的压实和加固;要给填土路基足够的自然沉降时间,这样沉陷的病害会少些;高填方路段应该集中排水,并将这一点与警示桩、防撞墙等一起考虑,统一规划,路基较低路段可以采取加设砂砾层及渗水沟,保证排水。

(3)砂砾填筑路基的压实。

未经压实的路基,在自然因素和行车荷载的作用下,就会产生变形和破坏。为了保持路基的强度和耐久性、稳定性,必须予以压实。

(4)边坡稳定性。

在施工中,边坡的坍塌、滑坡现象时有发生,使得损失重大,延误整体工程进度,而且在工程竣工后也留下了安全隐患。所以为了经济和安全两方面目标,都应该对边坡进行深入分析并提出治理方案。

2 砂砾填筑路基的压实

在陕西安康七里沟汉江大桥接线工程中,砂砾填筑路基的一个难点在于压实。压实度是现场检测的干容重和标准最大干容重之间的比例,是路基施工中很重要的技术指标。

在压实度检测上应该严格要求。

砂砾石自然界提供的天然的筑路材料,天然砂砾干密度大、塑性小、容易压实、有足够的稳定性而且含量比较丰富,是路及材料的首选,但砂砾的颗粒组成不是很均匀,而颗粒成分的变化会影响现场检测的砂砾的干容重的结果。在实测时,常常会出现砾石含量多的地方测得的压实度很高,但实际却并未压实,而有些砾石含量少的地方压实度不够,实际上却是已经压实了的。所以用固定的实验室提供标准最大干容重和现有的监测计算方法评定砂砾压实度是不能指导施工进行的,应该在现场检测每一点,实验室都要提供一个与之颗粒组成相一致的标准最大干容重。这样测出的砂砾干容重才是真实的压实情况。

一般假定经过压实的砂砾砾石之间的空隙,都被细料和水充满。那么,砂砾中的砾石含量就是影响干容重的最重要的因素,只要监测点的试样中的砾石含量与标准最大干容重试样中的砾石含量相一致,就说明所对应的最大干容重和标准最大干容重相同。为了真实的反映砂砾的压实情况,可在实验室做多组实验,用内插法确定与现场实际相对应的标准最大干容重。这虽然是一个检测压实的好办法,却给施工单位带来了经济上的消耗。另一种方法,根据现场实测的砂砾中的砾石的含量对照标准最大干容重对应的砾石量,修正实测干容重。

压实施工方面也应该严格按照技术标准进行。

在整个施工中,砂砾料场的选择也很重要。

根据整个砂砾填筑施工和实际情况的需要选择适当吨位的压路机进行组合式碾压。在碾压实验段的压实检测需要技术部、监理代表处、项目相关人员等进行详细的分析和检验,再借鉴其他施工经验,最后采用沉降法检测控制施工质量的指标。

平整和整形采取推土机和平地机相结合的方法,同时还要加以人工,挑拣出直径超过 20cm的砾石,在平地机整平之后,应该用细料洒铺填缝,以利于密实。

3 边坡稳定性

砂砾是松散材料,如果路基的边缘压实的质量不好,路基边坡就会不稳定,以致在暴雨等自然所用下就会产生局部倾塌或整体滑坡。边坡的稳定性决定着工程修建的可行性,是影响工程的建设投资和安全运行的重要因素,所以路基施工中不许注重边坡稳定性的优化。

由砂砾料填筑起来的路基,路基边坡虽然经过认真碾压,但还是难以稳定,所以路基边坡防护尤为重要。为增加边坡稳定性,在施工中应该注意陆基边缘的压实应与路基其他部分相同,而且路基边元的填料级配应该优于其他部分。砂砾填筑的路基,其宽度应该要比土路基的宽度至少多出半米,这样利于路基边缘的碾压和边坡稳定。为了增加边坡稳定性,也可采用浆砌片石拱形骨架坡来增强边坡稳定。

边坡滑坡一般都有一个共性,就是由于公路开挖造成的。滑坡一般分为牵引式滑坡和推移式滑坡。牵引式滑坡由下部先华东,使之失去支撑后发生变形滑动,推移式滑坡是上部岩土挤压下层岩土产生变形。在公路滑坡中,滑体滑出方向大多与路线方向垂直或近于垂直。针对这两种滑坡,就可采取不同的方法来防治。对于牵引式滑坡,可采用抗滑桩。抗滑桩事穿过滑体深入滑床以下的稳定部分,一种固定滑体的桩柱。多根抗滑桩就可组成桩群,形成共同支撑,抵消滑体的下滑力,阻止滑动。抗滑桩比抗滑挡墙作用和能力要大,只是施工较为复杂,但效果显著的是它被广泛使用。抗滑桩的工程造价高是目前的一个亟待解决问题,因此优化设计就显得尤为重要。对于推移式滑坡,可以采取减重的方法。减重是在滑坡后部挖去一定数量的滑体,从而使得稳定。此种方法还适用于错落转化的滑坡。滑床上陡下缓,滑坡后部及两侧地层都稳定下来,不至于滑向两侧。这种方法在一般情况只是减小滑体的下滑力,而不能改变其下滑趋势,因此还应该要配合其他方法一同使用。

另外,边坡处应该注意防排水,排水槽应该嵌入边坡中,以免滋流和渗流造成排水槽因侧面和底部被淘空而造成水毁。高陡边坡或岩土稳定性欠佳边坡的排水工程应采取分级截流、纵横结合排水的办法来进行治理。

[1] 冯涛,王春雷,张友谊.边坡稳定分析的 FLAC数值模拟法[J].路基工程,2006.

[2] 贾渝新.天然砂砾料填筑路基的施工探讨[J].路基路面工程,2003.

[3] 方向池,柏松平等.高原山区高速公路边坡防护[J].公路, 2002,(7).

[4] 交通部公路司.新理念公路设计指南[M].人民交通出版社,2005.