高速公路高填土路基病害及处理措施研究

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:谭小阳
[导读] 摘要:针对高速路基高填土病害形成原因,例如土方原因、压实度不达标、水的影响等进行全方位分析,并简单介绍高速公路高填土路基特点,明确高速公路路基病害形式,例如不均匀沉降、基层产生较多裂缝、排水设施不完善、路基稳定性较差等,采取换土方法、粉喷桩方法与土工格栅施工工艺、加大含水量控制力度、科学安排工期等措施,取得较好的施工效果,显著提升高速公路高填土路基施工质量,供相关人员参考。
        广西路桥工程集团有限公司  广西南宁  530000
        摘要:针对高速路基高填土病害形成原因,例如土方原因、压实度不达标、水的影响等进行全方位分析,并简单介绍高速公路高填土路基特点,明确高速公路路基病害形式,例如不均匀沉降、基层产生较多裂缝、排水设施不完善、路基稳定性较差等,采取换土方法、粉喷桩方法与土工格栅施工工艺、加大含水量控制力度、科学安排工期等措施,取得较好的施工效果,显著提升高速公路高填土路基施工质量,供相关人员参考。
        关键词:高速公路; 高填土路基; 路基病害;
        在国民经济全方位发展背景下,高速公路事业的全面发展,对国民经济发展起到良好促进作用。结合高速公路高填土路基病害特点,有针对性地进行处理,可以节省大量的建设成本,提升公路工程的整体效益。因此,本文重点探讨高速公路工程高填土路基病害和处理要点,具体内容如下。
        1 高速公路高填土路基特点
        高速公路建设过程中,会对周围环境产生较大影响。高速公路高填土路基具有以下特点:
        (1)高速公路采取全封闭、全立交模式,可以为来往的车辆提供良好的通行条件,对路基的稳定性提出了更高的要求。通过适当提升路基填土高度,可以更好地满足高速公路稳定运行需求。
        (2)高速公路项目建设区域的地形地貌较为复杂,起伏较大,施工线型指标较高,若公路需要经过河流,需要提高路基填土高度。
        2 路基病害形式分析
        (1)不均匀沉降。高填土路基容易出现失稳现象,引发不均匀沉降,同时,路面会出现大面积的破碎,严重影响道路车辆的正常通行。
        (2)桥涵隧道和高填土路基结合位置,由于结合部位施工效果较差,一旦外界行车荷载过大,容易引发较多裂缝,严重的还会出现网裂,降低道路车辆的行驶舒适度。
        (3)高速公路的路基填土高度过大,对路基密实度提出更高要求,如果路基密实度不符合规定标准要求,路基会发生局部下沉现象,使基层产生较多裂缝,裂缝反射到面层结构,如果出现降雨,雨水会顺着裂缝进入路基,使高填土路基的承载能力不断下降。
        (4)通过科学设置排水沟,安装适量的排水设施,可以有效提升高填土路基的可靠性与安全性,但排水工作在实际施工中经常被忽视,由于排水设施过少或者没有设置排水沟,高速公路路面排水效果下降,路基长时间处于湿润状态,其内部的细料出现腐蚀变质现象。
        3 路基高填土病害形成原因与解决对策
        3.1 形成原因
        3.1.1 土方原因
        高速公路路线通常较长,沿线区域会经过多种复杂地形,尤其是覆土较厚的水田区域,此类区域土壤承载力较差,同时土壤自身的天然密实度低,如果外界承载过大,特别容易出现变形。若高速公路高填土路基高度超过4.5m,对路基的密实度要求较高,故施工人员要加强路基土壤密实度控制力度。
        在高填土路基施工之前,受外部各类因素影响,施工单位对工程所在地区的地基承载力缺乏足够了解,地质勘查资料不完善,影响高速公路高填土路基施工质量。例如,在某高速公路填土路基项目之中,由于施工单位对该地区的地质条件缺乏足够了解,软弱地基没有得到有效处理,降低填土路基的稳定性,高速公路投入使用后,容易出现不均匀沉降,使路面出现大面积破坏。
        3.1.2 压实度
        路基出现沉降,主要是由于其自身重力导致,对高速公路路基压实质量提出了严格要求。通过适当提升高速公路高填土路基的压实度,能够提升路基施工强度,确保道路车辆安全运行,延长高速公路的运行寿命。由于高速公路高填土路段施工需要较多的土方,施工单位应合理确定取土场具体位置,尽可能将取土场控制在稳定场地,为高填土路基施工提供有利条件。
        针对同一个施工段,由于施工人员采取相同的压实机械组合模式,压实遍数也相同,会影响土壤的干密度,虽然施工单位针对不合格点进行有效处理,但是在部分路段仍然出现压实度不足现象。由于高填土压实度质量不达标,高速公路在实际运行期间,路面特别容易出现大面积裂缝,严重的还会引发大面积沉降,路面出现剪切破坏。一些施工单位为了追赶工期,在高填土路基施工环节,路基压实度控制不严格,自然沉降量不达标,路面在使用过程中,容易发生大面积沉降。


        3.1.3 水的影响
        水对路基影响较大,如果高填土路基含水量过高,会引发较多病害,尤其是南方地区,夏季降雨量比较大,地下水特别丰富,如果高填土路基处理不及时,会带来严重后果。同时,由于路基排水不到位,缺乏良好的排水设施,影响路基的排水效果,无法满足高填土路基压实需求,影响最终的压实质量。
        如果高速公路填土路基高度超过3.5m,在实际施工过程当中,施工人员需要进行超宽填筑,及时刷坡,并进行有效的防护。由于填筑土壤特别容易被冲刷,会增加路基防护难度,使填土路基大面积暴露,影响高填土路基的安全性。为避免高填土路基出现滑坡,提升路基结构的可靠性,施工人员需要采取有效的防护措施,对既有的防护措施进行全面完善,减小外界降雨对路基产生的不利影响,防止高速公路路面出现严重破损。
        3.2 处理措施
        3.2.1 换土法
        针对表层软弱土层或土层比较浅的施工路段,施工人员可以直接去除软弱土层,换填强度较高、透水性能较好的材料,进行妥善的处理,提升高速公路高填土路基施工强度,显著减少路基危害。
        3.2.2 粉喷桩法与土工格栅
        结合高速公路高填土路基结构特点可以得知,如果高填土路基的承载能力比较差,路基出现淤泥或者软弱土层,会严重影响路基的安全性,降低高速公路车辆行驶舒适度。故施工人员可以采取粉喷桩施工方法,进行妥善的处理,不断提升高填土路基的施工强度。
        3.2.3 加大含水量控制力度
        (1)合理控制路基填土含水量。对填料含水量进行严格的管控,确保填料含水量不超过最佳含水量的±2%,方可进行碾压施工。在高填土施工场地,可采取酒精燃烧方法,准确测定填料含水量,如果填土料的含水量过低,则及时洒水,进行均匀的拌和处理,如果填土料含水量过高,应采取翻晒措施,确保填土料含水量符合施工规定要求。
        (2)做好清表工作。如果高速公路施工区域降雨量过大,每年的雨季时间过长,乔木与灌木植被生长比较茂盛,为提升路基填筑施工质量,在高填土路基施工之前,要求施工人员将植被根系全部挖除,挖除之后,采取分层夯实方法进行夯实处理,确保路基压实度满足规定要求。
        (3)合理布设防排水设施。为确保地下水能够快速排放到路基外部,在路基填方路段,施工人员需要合理布设防排水设施,通过设置盲沟,可将山体内部地下水快速引入河流中。由于高速公路填土高度不断增加,施工人员应快速将路基顶面积水排除,并结合纵断面高程变化情况,每隔一段距离设置排水设施。
        通过合理设置防排水设施,不仅可以将高速公路路基顶面的积水快速排出,而且可以显著减少路基病害的发生,为后续的施工提供有利条件。同时,施工人员还应加强填方路基防冲刷处理力度,减小雨水对路基边坡产生的影响。
        3.2.4 科学安排工期
        通过科学安排工期,为高速公路高填土路基施工提供充足时间,能够显著提升高填土路基施工质量。施工单位管理人员要预留出足够的沉降时间,有效消除沉降量,减少路基病害的发生。
        4 结语
        综上所述,本文对路基高填土病害形成原因与解决对策进行了分析,高速公路高填土路基施工流程较为复杂,对施工人员提出了更高要求,施工单位应加大技能培训,确保填土路基施工质量,推动我国高速公路事业的发展。
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