高填方路堤產(chǎn)生沉降的因數(shù)主要來自于設(shè)計(jì)和施工兩方面。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)只要道路勘測(cè)者認(rèn)真進(jìn)行勘察設(shè)計(jì),詳細(xì)調(diào)查擬建公路沿線地形、地貌,查明其工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況,采取有針對(duì)性的工程設(shè)計(jì)方案;施工中嚴(yán)格按照施工規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,合理組織施工;公路養(yǎng)護(hù)中加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),及時(shí)排除險(xiǎn)情,確保道路正常使用,對(duì)于防止高填方路堤沉降,必將起到積極作用。
1.設(shè)計(jì)方面應(yīng)采取的合理措施
⑴路線選線中,在堅(jiān)持路線總體走向通過主要控制點(diǎn)的原則下,因地形、地質(zhì)環(huán)境布設(shè)路線,盡量避讓不良地質(zhì)地段,不需要追求高指標(biāo)的線形,努力做到線形指標(biāo)搭配合理,即可取得良好的視覺效果。
⑵加強(qiáng)工程地質(zhì)勘察。嚴(yán)格按照工程地質(zhì)勘察規(guī)程開展工作,詳細(xì)調(diào)查和探明擬建公路沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況,對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況有懷疑地段增加探坑數(shù)量,在設(shè)計(jì)外業(yè)驗(yàn)收中,將工程地質(zhì)勘察作為重要的檢查內(nèi)容之一。
⑶對(duì)原地面明確提出壓實(shí)度和地基承載力要求。其目的在于防止路基填方在自重和車輛荷載作用下,因地基承載力不足而產(chǎn)生沉降;對(duì)地基承載力低的路段應(yīng)采取有效的工程處理措施。
⑷路線通過較陡的橫坡及溝谷地段時(shí),應(yīng)按要求設(shè)置縱橫向臺(tái)階,使填筑路基和原地面形成良好的結(jié)合,同時(shí)宜放緩邊坡。
⑸盡量避免高填方路堤和陡坡路堤設(shè)計(jì)。否則,應(yīng)按照路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì),并提出工后沉降量要求。
⑹做好路基排水系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì),使地表、地下水順利排出路基以外或?qū)⒌乇硭韪粼诼坊酝?,不能在路基范圍?nèi)積水。涵洞、通道底鋪砌設(shè)計(jì)中要考慮防水,避免積水浸泡基底而沉降變形。
⑺高填方路堤路橋過渡段要采取特殊設(shè)計(jì),避免直接由柔性到剛性的路基設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),可以考慮采取半剛性的路基過渡。
⑻對(duì)軟土、鹽漬土等不良地質(zhì)路段,要采取特殊設(shè)計(jì),提高路基的承載能力和水穩(wěn)性,同時(shí)要由試驗(yàn)計(jì)算路基的壓縮沉降量,設(shè)計(jì)中要考慮超填厚度,使竣工后的沉降能維持路基設(shè)計(jì)高程。
2.施工方面應(yīng)采取的有效措施
⑴做好路基施工的準(zhǔn)備工作。開工前施工單位、監(jiān)理單位的工程技術(shù)人員要認(rèn)真審閱設(shè)計(jì)文件,詳細(xì)了解公路沿線地形地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、路基填料、各段的填方數(shù)量和特殊路基分布等情況,并逐一步核實(shí)設(shè)計(jì)文件提供的資料,做到心中有數(shù),發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)文件提供的資料有誤應(yīng)及時(shí)上報(bào)業(yè)主,妥善處理。同時(shí)要與設(shè)計(jì)單位做好技術(shù)交底工作。
⑵施工組織設(shè)計(jì)是保證工程質(zhì)量的前提。路基施工也不例外,施工單位必須重視高填方路堤的施工組織設(shè)計(jì),合理安排各施工段的先后順序,明確構(gòu)造物和路基的銜接關(guān)系,尤其對(duì)高填方段應(yīng)優(yōu)先安排施工,給高填方路堤留有足夠的時(shí)間施工和沉降,從而有效防止高填方路堤工后產(chǎn)生過大的沉降。在施工中,以施工組織設(shè)計(jì)為依據(jù),結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,合理調(diào)配人員、設(shè)備,保證高填方路基施工質(zhì)量。
(3)重視原地面處理。路基填筑前必須徹底清除地表植被、樹根、垃圾和種植土,加大原地面的壓實(shí)力度。地表植被、樹根、垃圾、不良土質(zhì)暴露于自然環(huán)境下,相對(duì)比較松軟,不易壓實(shí),有的土壤易產(chǎn)生病害,如鹽漬土、膨脹土等,因此必須予以清除。土是三相體,土粒骨架的空隙被水分和空氣所占據(jù)。土在壓實(shí)過程中,因土粒受到瞬時(shí)荷載或振動(dòng)力的作用,使土粒重新調(diào)整位置,重新組合,彼此擠密,空隙縮小,土的單位質(zhì)量提高,形成密實(shí)整體,從而導(dǎo)致強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性提高。土基壓實(shí)后,土的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能等均有明顯改善,因此施工中應(yīng)加大地表的壓實(shí)密度。
目前的設(shè)計(jì)理論強(qiáng)調(diào)活載影響的作用,越接近路面,活載的影響越大,因此要求有較高的壓實(shí)度。然而在高填方路段,活載影響土基的應(yīng)力隨著深度的增加越來越小,而恒載對(duì)土基的影響將隨路基的高度而增加。一些設(shè)計(jì)文件要求地基的壓實(shí)度達(dá)到85%~90%,這已不能滿足高填方路堤對(duì)地基土承載力的要求。地基土的壓實(shí)一般和土壤類別、土中含水量、壓實(shí)機(jī)具密切相關(guān)。對(duì)于細(xì)粒土、黏土等土質(zhì),土中含水量大小對(duì)土質(zhì)的密實(shí)程度比較敏感,在壓實(shí)過程中要求含水量接近于最佳含水量;對(duì)于礫石土等,壓實(shí)含水量不起關(guān)鍵作用。在地基壓實(shí)中,由于沒有進(jìn)行分層碾壓,光輪壓路機(jī)作用深度比較淺,壓應(yīng)力提供不足,一般采用大噸位振動(dòng)壓路機(jī)效果較好。
⑷填筑路基前抓做好路基臨時(shí)排水工作,做到臨時(shí)排水系統(tǒng)與永久性排水系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。施工過程中通過路基兩側(cè)縱橫向排水系統(tǒng)及時(shí)疏散路基范圍的積水,避免路基受水浸泡。當(dāng)?shù)鼗梁吐坊盍蠟槿绶弁?、黃土、濕陷性土、黏土等細(xì)粒土?xí)r,在干燥狀態(tài)下其結(jié)構(gòu)性比較強(qiáng),有較高的承載能力,一旦受水浸泡后其結(jié)構(gòu)性很快破壞,強(qiáng)度也很快降低,失去應(yīng)有的承載能力,導(dǎo)致地基、路基沉降。因此,做好路基排水是保證路基穩(wěn)定的前提條件。工程監(jiān)理和施工質(zhì)量檢查人員,應(yīng)認(rèn)真監(jiān)督檢查。
⑸嚴(yán)格選取路基填料,并控制好填料質(zhì)量。對(duì)高填方路基路段施工在填料料場(chǎng)選擇時(shí),除按規(guī)范要求的液限、塑性指數(shù)、含水量和cbr等指標(biāo)外,還應(yīng)根據(jù)填料的性質(zhì)(如:水穩(wěn)性承載能力)綜合選擇水穩(wěn)性好、干密度大、承載能力高的礫石類土填筑路基為宜。在路基填筑前必須將料場(chǎng)蓋山土清除干凈,防止樹根、雜草、種植土等混填于路基之中。施工中嚴(yán)格控制填料含水量,嚴(yán)禁過濕的土填于路基之上;且要求不同土質(zhì)分層填筑,剔除填料中超大顆粒,以保證各點(diǎn)密實(shí)度均勻一致。
⑹嚴(yán)格控制路堤填筑工藝。在高路堤填筑全面鋪開前,各施工單位必須根據(jù)不同填料、各種施工機(jī)械組合鋪筑試驗(yàn)路段,以獲得最佳機(jī)械組合方式、填層厚度、碾壓遍數(shù)和填料的施工含水量范圍。路堤填筑方式應(yīng)采用水平分層填筑,即按照橫斷面全寬分層逐層向上填筑;當(dāng)原地面縱坡大于12%的地段,宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時(shí),仍應(yīng)采用水平分層法填筑。每層應(yīng)保證層面平整,便于各點(diǎn)壓實(shí)均勻一致。在路堤施工過程中要嚴(yán)格控制填層厚度,根據(jù)不同的填料和場(chǎng)地要選擇不同的壓實(shí)機(jī)具。一般情況下,輕型光輪壓路機(jī)(6~8t)適用于各種填料的預(yù)壓整平,重型光輪壓路機(jī)(12~15t)適用于細(xì)粒土、砂類土和礫石土,重型輪胎壓路機(jī)(30t以上)各種填料均適用,尤其是細(xì)粒土;羊足碾最適用于細(xì)粒土,但需要光輪壓路機(jī)配合對(duì)被翻松表層進(jìn)行補(bǔ)壓;振動(dòng)壓路機(jī)具有滾壓和振動(dòng)的雙重作用,用于砂類土、礫石土和巨礫土,其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他壓實(shí)機(jī)具。在高填方路段,壓實(shí)質(zhì)量要求高,選用重型輪胎壓路機(jī)和振動(dòng)壓路機(jī)效果比較好。
⑺抓好路基特殊部位的施工質(zhì)量控制。如橋涵結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填、路橋過渡段填方以及填挖結(jié)合部,這些地方地形條件特殊,填方施工難度大。臺(tái)背、路橋過渡段往往是路基和橋臺(tái)完成后而剩余的缺口,因此,有必要將該段作為路基施工的管理點(diǎn),抽調(diào)組成專門的回填隊(duì)伍。臺(tái)背處大型設(shè)備不易工作而采用小型夯實(shí)機(jī)具時(shí),填筑的分層厚度若太厚就很難壓實(shí),一般宜控制在15cm左右,同時(shí)應(yīng)加大抽檢頻率保證壓實(shí)。對(duì)于填挖結(jié)合部,應(yīng)徹底清除結(jié)合部的松散軟弱土質(zhì),做好換土、排水和填前碾壓工作,按設(shè)計(jì)要求從上到下挖出臺(tái)階,清除松方后逐層碾壓,確保填挖結(jié)合部的整體施工質(zhì)量。
⑻做好壓實(shí)度的檢測(cè)工作。在壓實(shí)過程中,施工單位自檢人員應(yīng)按規(guī)定的頻率檢查路基各層的壓實(shí)度,目前對(duì)于“按200m抽檢4處”的規(guī)定,施工單位感覺工作量偏大,部分人員憑經(jīng)驗(yàn)減少壓實(shí)度的抽檢頻率,甚至于偽造試驗(yàn)資料應(yīng)對(duì)檢查。面對(duì)檢測(cè)工作量大的問題,可以考慮采用傳統(tǒng)的環(huán)刀法、灌砂法與快速檢測(cè)核子密度濕度儀法相結(jié)合,對(duì)薄弱地點(diǎn),如路基邊緣、臺(tái)背處采用傳統(tǒng)方法檢測(cè),路基中可考慮采用核子密度濕度儀檢測(cè),這樣可提高檢測(cè)速度。
3.加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)
為保證路基有完好的使用功能,路基養(yǎng)護(hù)工作必不可少。由于設(shè)計(jì)和施工過程中或多或少存在著一些不足,道路通過長(zhǎng)期使用也會(huì)表現(xiàn)出不同程度的破損,通過及時(shí)養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)缺損,保證道路正常使用是養(yǎng)護(hù)工作的中心。在養(yǎng)護(hù)工作中應(yīng)做好以下工作:
⑴加強(qiáng)對(duì)防水、排水構(gòu)造物的養(yǎng)護(hù)工作,確保路基范圍內(nèi)縱橫向排水設(shè)施暢通無阻;發(fā)現(xiàn)水毀地段應(yīng)及時(shí)加固修補(bǔ),避免路基遭遇水的浸泡;對(duì)地下水位高的地段,要挖排水溝降低地下水位。
⑵對(duì)沉降量大形成跳車的路段,應(yīng)分析原因采取注漿加固等有效措施穩(wěn)定路基,及時(shí)修補(bǔ)破損路面保證車輛安全行駛。
⑶對(duì)風(fēng)蝕、水蝕的路基邊坡,要及時(shí)修補(bǔ)加固,確保路基安全。
⑷在有條件的情況下做好坡面植被防護(hù),穩(wěn)定路基邊坡。