高速公路高填土路基病害分析及处理措施

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高速公路高填土路基病害分析及处理措施

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-17 1674 0


摘要:针对目前高速公路路基偏高这一现象,分析其形成原因,及由高路堤产生的病害的表现形式,并从设计、施工和技术方面提出处治措施。 关键词:高填土路基,形成原因,病害,处理措施 高速公路路堤高度的选择,应从技术和当地条件考虑,高速公路路堤宜低。我国是一个人口大国,土地十分珍贵,低的路堤,占地少,取土少,节省建设资金,缩短建设周期,后期沉降少,路堤稳定,对环境破坏少,利国利民。但从当前的发展情况看,高速公路的路堤 由于多种原因一直偏高,平原地区平均高3——5M,跨公路处高8——10M,跨铁路处高10——12M。高的路堤,必然带来建设资金增加、建设周期加长、技术难度加大、病害增多。建设初期,由于对某些问题重视不够,导致一些高填土路基的早期病害发生。 1、高速公路高路堤的形成原因 高速公路要求“全封闭,全立交”,为解决横向交通必须设置一些行人、行车通道。特别在目前我国尚存在大量的非机动车、慢速车及行人,必须从横向通道通过。而高速公路大多处于经济较发达地区,人口较多,通道设置密度不得不相应增大。从通道要求看,一般尽量高一些、宽一些,以满足农机、少量汽车的通行之需。桥梁通道净高的制约,是路堤平均填土高度较高的一个主要原因。 从技术要求上,路基填土高度只要在1.8——2.5M就可以保证路基处于一种安全状态。 2、高路堤路基病害的表现形式 由于填土过高引起的路基病害形式有以下几种: 不均匀下沉和路面不平。由于不均匀下沉,导致路面局部凹陷,行车震颤、颠簸,雨季表面积水,进而导致面层早期损坏。 易受水害。由于路基、路面及中央分隔带排水不畅,导致路基进水,路堤局部湿陷,路面结构层早期损坏。 对地基土强度要求高。由于原地基未处理好,导致路堤局部下沉,引起基层开裂,裂缝反射到面层,雨水进入,造成面层和基层的损坏。 桥涵和高填土路堤结合部及高填深挖路堤结合部不均匀沉降,易 造成病害。 高填土路堤,由于不是全防护,裸露部位被暴雨冲刷,造成路堤 和路面的损坏。 3、高路堤病害形成的原因 高速堤路基产生病害的原因可分为三类,第一类是土基抗压能力 不足,造成地基变形过大,第二类是施工质量难以控制而造成的损坏, 第三类是水对路堤破坏作用。 3.l土基承载能力不足造成地基变形过大 高速公路一般路线较长,所经地区可能会具有各种复杂的地形,特别是路线经过覆土层较厚的水田地,低洼地带,其承载能力大多较低,有很多在100KP以下,部分在100——l50KP。之间并且土质天然密实度较低,加压时具有较大的变形和可压缩性。路基填土压实后密度在18——19KN/M3,当路基填土高度达到4.5米时,地表层压应力值为81——85.5KPa,如果考虑基层路面结构层,其容密度加权值还要加大。按地表承载力为 100KP、干密度18KN/M3,换算允许填土高度约为5.4M。由于沿线桥涵的控制,实际上,每条高速公路的路基填土高度大于5.4M路段,约占总长度的25%左右,再加上车辆的换算荷载,会形成较多路段的路基处外加荷载大于相应地段的地基承载力。可以认为那些地基承载力小于设计承载力值的地基为软弱地基。 而在路基施工前,由于各种原因,对地基承载力探测不详尽,也未对地基承载力不够的路段进行验算和综合处理,仅对沟渠、坑塘、 淤泥层等软弱地基进行了一些处理。导致路基和路面完成后,开放交 通时,局部位置和路段的路基仍未稳定,发生不均匀沉降,从而导致 路面的早期损坏。 3.2施工质量难以控制造成土压实质量不足。 在高填土路段往往需要大量借土,而取土场也很难控制在一个性 质稳定土场。土质复杂,压实指标难以确定。对于一个施工路段,用 同样的压实机械组合和压实遍数以及确定的同一个最大干密度,压实 度随机取样结果不稳定,这给施工和监理均带来一定难度,也给土方 施工工期带来影响。虽对不合格点进行处理,仍会造成路基施工压实 不匀,最终造成路基沉降不均匀,导致路面损坏。有时为了赶上总体 进度,有赶工期的现象,导致施工期间控制不严,自然沉降期不够, 路面形成后在使用期间高填土段沉降仍在明显发生,导致路面早期损 坏。现在使用弯沉检测路槽顶强度,作为路基强度控制指标,对高填土路基不够全面、准确。如果包括原地面逐层均用承载比方法,将 利于路基承载力和强度的控制及路基整体稳定。 3.3水对路堤破坏作用 排水防护工程设施不完善,造成高路堤路基和路面破坏,高填土 路堤多在少雨的春季形成,少雨、缺水,难以保证最佳含水量,难以 达到压实要求,土的孔隙大,等到路基形成时,又多在夏季,必然要 遭受夏季强暴雨的冲刷损坏。即使是路面形成后,当路面排水不善时, 雨水侵入路堤,造成路基浸水和软化,局部下沉塌陷

土工格栅是一种主要的土工合成材料,与其他土工合成材料相比,它具有独特的性能与功效。常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅适用于各种公路、铁路、机场的路基增强路面增强。适用于大型停车场和码头货场等永久性承载的地基增强。适用铁路、公路的边坡防护。适用的涵洞增强。适用于单向拉伸土工格栅增强后的土坡的二次增强,进一步增强土坡,防止水土流失。矿山、坑道加固。

,导致路面早期损坏。对填高3.5M以上的路基,施工期间至少要经过一次夏季暴雨冲刷过程,而现在的高填土路基一般施工方法,均是超宽填筑,再刷坡,然后再防护,加上填筑土质易被冲刷,由于防护和路基施工的不同步,造成土路堤暴露,被暴雨冲刷。如果处理不彻底、不完全,均会给后期施工和使用留下隐患,造成边部、边坡部位开裂、局部滑塌和路面的不均匀下沉。当高填土路基不是全硬化防护和防护不完善时,也会在使用期间,被暴雨冲刷,造成路堤和路面局部损坏。 4、高填土路基病害处理措施 高填土路基如果地基承载能力较高,施工过程中采取有效措施对 质量加以保证,一般不出现大的问题,但对地基承载能力较弱地段, 往往需要采取措施加以质量保证。 根据高路堤病害形成的原因分析,采取有针对性的措施解决,一般有如下方式: 4.1采用换土法处理 对于表层软弱土层较浅的路段,可将软土层清除,换填强度较高, 透水性较好的材料进行处理,以达到提高路基整体强度的目的。 4.2对软土层较深的地基用粉喷桩处理 对高填土路基原地基承载力不够路段和明显的淤泥层,坑塘软弱 段,采用直径50CM,长15——20M粉喷桩进行处理 4.3用冲击夯对高填土路段分层夯实 在常规的施工和压实检测基础上,为提高高填土路基的压实均匀 性的稳定性,减少后期沉降,对高填土路基分2——3M一层用冲击夯进行夯实。 4.4土工格栅在高填土路段的使用 为了减少路堤的不均匀沉陷,提高路堤的稳定性,在高填方路段 使用土工格栅,每0.5——l.OM厚全幅、全段布一层,通过研究和对比,使用后效果较明显,并且层间间距越小,效果越明显。 4.5反压坡道和挡土墙对高填土路堤的侧向约束作用 利用反压坡道和挡土墙对高填土路堤的侧向约束作用,提高高填 土路堤的整体稳定性。 4.6对桥涵端部和高填深挖结合部,采用预先压浆处理 对桥涵端部和高填深挖结合部,具有同样性质:即一侧较稳定, 另一侧沉降随时间在发生,在两端接合部,采用预先压浆处理,减少 了桥涵端部不均匀沉降和高填深挖结合部差异沉降,实践证明能起到 较好的效果。 4.7做好防排水设施 建设期间,在防水和排水设施方面,加大投入,对高填方路基防冲刷、雨水侵入损坏和提高整体稳定,能起到事半功倍的效果。 4. 8合理安排工期,确保高填土路堤有一年以上的预压期 如果能保证高填土路堤在建设期间,通过科学组织,均衡施工。有一年以上的自然沉降期,就能消除沉降的60%——70%,有效减少通车后的沉降量,有利于路堤的后期稳定。 高填土路基的在高速公路为满足使用功能而迫不得已使用的一种建筑方式,在高速公路方案设计时,应从路线方案、分离式立交桥型选择等方面进行系统考虑,尽可能降低路堤填土高度。


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