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      高填方路基病害處置及加固補強施工技術(shù)研究

      2022-04-11 00:56:08江澤坤
      科學(xué)家 2022年3期
      關(guān)鍵詞:高填方施工技術(shù)

      江澤坤

      摘要:高填方路基是公路建設(shè)中至關(guān)重要的部分,在所有工程建設(shè)環(huán)節(jié)中,不僅施工的難度較大,并且作業(yè)量也較高??梢?,路基的施工質(zhì)量直接影響著路面的使用效果及年限。在路基松軟不穩(wěn)定時,可能會因為行車載荷而出現(xiàn)不均勻的沉陷,不僅影響路面的美觀性,還會降低車輛行駛速度,甚至?xí)?dǎo)致車輛人員的安全。所以,需要充分研究高填方路基病害處置及加固補強施工技術(shù),從而路基施工提供質(zhì)量保障。文章針對高填方路基常見的病害進行了分析,并研究了導(dǎo)致病害的相關(guān)因素,結(jié)合高填方路基加固技術(shù)、常見病害處理技術(shù),提出施工措施,為高填方路基施工提供參考。

      關(guān)鍵詞:高填方;路基病害處置;加固補強;施工技術(shù)

      高填方路基施工是路基施工是一種較為典型的施工方式,主要指的是處于常年積水地區(qū),采用細(xì)粒土填筑,高度在大于6m的路基,也可以理解為在其他地區(qū)高度大于20m的路基。在進行施工中,由于路基的使用性能較為特殊,并且對行人車輛的影響較大,所以通常會應(yīng)用到加固技術(shù)處理。但是由于我國當(dāng)前加固補強施工技術(shù)及病害處理方面尚處薄弱階段,所以需要充分研究,為高填方路基施工提供參考。通過研究,可以幫助高路基施工明確常見病害,并了解加固補強及病害處置的具體措施,為工程質(zhì)量提供保障。

      一、高填方路基常見的病害

      高填方路基常見的病害主要有路基滑動或邊坡滑坍,結(jié)合實際工程來看,存在的主要病害因素有路基設(shè)計不合理、施工工藝不當(dāng)?shù)?,詳?xì)分析如下:

      (一)路基設(shè)計不合理

      高填方路基段的施工應(yīng)該遵照相關(guān)規(guī)范要求來嚴(yán)格設(shè)計,并通過穩(wěn)定性和沉降方面的計算、驗算,在計算過程中,如果相關(guān)的實驗資料以及地質(zhì)條件無法反映施工的真實情況,就會出現(xiàn)設(shè)計不合理的問題。在工程實施完畢后,也會造成高填方路基出現(xiàn)大面積的下降或局部沉陷,從而影響公路的性能及壽命[1]。

      (二)施工工藝不當(dāng)

      高填方路基的施工工藝較為復(fù)雜,影響因素較多,在施工中的所有環(huán)節(jié)如果處理不當(dāng)都會為質(zhì)量及安全造成隱患,從而出現(xiàn)后期的病害。主要的因素在于:

      1.填料不合格。在用料方面,高填方路基應(yīng)當(dāng)加強用料質(zhì)量的控制,從取土場中挖土或者取土過程中要遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,保證材料的質(zhì)量。尤其針對膨脹土,因為膨脹土具有遇水膨脹軟化,遇風(fēng)收縮開裂,以及固體穩(wěn)定性差的特點。如果用作填料時,會隨著土壤中的水分揮發(fā)而出現(xiàn)收縮開裂的問題,從而對路堤的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的危害。

      2.填筑工藝不當(dāng)。在分層填注填料期間,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求來確定厚度,如果不按照相關(guān)規(guī)范隨意加厚鋪筑厚度,就算使用壓石機來碾壓數(shù)遍,也不能達(dá)到相關(guān)規(guī)范的要求。如果在此條件下進行施工,就會產(chǎn)生沉降變形的問題,并且在重復(fù)載荷和填料自重的影響下出現(xiàn)沉陷。并且,施工中最好的方案就是整幅分層填筑,而部分路段因為受到客觀條件的影響,也可以采取縱向分幅以及分層填筑的方式施工。在工程實施期間,嚴(yán)禁出現(xiàn)垂直或無搭接填筑,在每一層都要有臺階來做搭接處理。針對半填半挖的路段,也可以按照同樣的要求施工,但必須在山坡以上,并要求由填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺階[2]。

      3.壓實工藝不當(dāng)。在施工中,要符合高填方路基相關(guān)要求的壓實功能,并配備與之相關(guān)的整平碾壓機,在合規(guī)的操作下開展作業(yè)。在工程實施期間,要嚴(yán)格遵守填料的實際含水量,保證含水量控制在最佳范圍內(nèi)。如果在實際工程實施中沒有按照要求的壓實工藝開展碾壓,或在施工中路基的壓實強度并不均勻,以及在壓實度方面不能滿足工程的具體要求或相關(guān)規(guī)范要求,就會出現(xiàn)嚴(yán)重的沉陷變形,并導(dǎo)致整個陸地出現(xiàn)不均勻沉降。

      4.質(zhì)量和技術(shù)管理不嚴(yán)。在工程具體實施期間,施工人員的專業(yè)能力及專業(yè)素養(yǎng)非常重要,人民要有明確的責(zé)任心以及較高的管理水平,如果在施工現(xiàn)場中人員的責(zé)任心不足,或管理能力不強,不僅會導(dǎo)致施工現(xiàn)場混亂,還會嚴(yán)重影響工程質(zhì)量,最終造成路基病患的發(fā)生。并且,人員管理能力不足及責(zé)任心不強,對施工安全性的重視也會有所降低,從而為人員施工埋下安全隱患??偠灾?,高填方路基質(zhì)量涉及的病害因素較多,并且所有工程的相關(guān)特點不一,在工程實施期間需要本著因地制宜的原則,綜合考慮工程相關(guān)因素,從而為工程提供質(zhì)量保證[3]。

      二、高填方路基的加固技術(shù)

      (一)碾壓與夯實法

      在開展高填方路基工程實施中,夯實和碾壓是在路基加固技術(shù)中常見的一種方式,這種方式主要是通過壓實的原理來降路基壓實,從而加大路基的密實度。在加固期間,一般情況下,采取重錘對路基采取夯實或者使用重型機械碾壓的模式對路基夯實。在施工時出現(xiàn)較大的機械沖擊波,才能有效達(dá)到路基的固結(jié)。在開展路基施工中,要選擇合理的土質(zhì),首選為沙土和碎石,不適合使用粘性的土質(zhì)[4]。

      (二)換土墊層法

      在開展高填方路基加固過程中,換土墊層方式比較適合用在基礎(chǔ)下持力較為軟弱的位置中。具體施工操作為,基層墊層下的挖掘,用較大的強度來實施材料的填充,例如碎石等。在地基位置應(yīng)力符合施工標(biāo)準(zhǔn)后,針對基層開展夯實工作。使用此類加固技術(shù),能夠有效提升地基的承載力,避免出現(xiàn)沉降現(xiàn)象,杜絕對工程實施完成巨大的隱患,促進工程實施。

      (三)強夯法

      在開展高填方路基工程實施中,可以通過使用強夯法來加強路基的加固工程。一般情況下,強夯法在路基工程實施中對地質(zhì)擁有一定的要求,如砂性土以及非飽和粘土、雜填土路段,所以在工程實施期間,應(yīng)當(dāng)加大土層探測工作。強夯法的落實步驟主要包含了如下幾部分,首先結(jié)合土層自身的承載力,將重錘提高到一定的高度,隨后將重錘下落,從而完成夯實工作,達(dá)到路基土的加強密度。采用這種方式較為有效,可以最大限度的加強土質(zhì)承載力,尤其是針對軟土層的加固。在強夯非粘性土質(zhì)時,為了能夠滿足承載力的要求,一般要采用連續(xù)夯擊的方式,在開展施工時結(jié)合場地土質(zhì)來明確夯擊的強度。

      (四)砂石樁法

      這種方式的主要踐行路徑,主要是借助震動機的機械運動,來達(dá)到相應(yīng)的擠密成果。優(yōu)先將套管打入工程場地的路基中,套管在未達(dá)到基礎(chǔ)地基后,將套管周邊的土質(zhì)擠密,投入承載力較強的砂石,經(jīng)過反復(fù)的震動來實現(xiàn)循環(huán)震動,從而構(gòu)成砂石樁。

      (五)振動壓實工藝法

      振動壓實的工藝所指的是,振動壓路機工作時,因為振動輪的作業(yè),會對地面形成較大且往復(fù)的沖擊力。在多次沖擊下,可以對材料形成一個沖擊波,從而在沖擊波的作業(yè)下,將材料顆粒由靜止?fàn)顟B(tài)逐漸變化為運動狀態(tài)。這種振動壓實的工藝方法也具有一定的影響,而影響的主要參數(shù)為振動的質(zhì)量、機械凈重,以及振動頻率、幅度、速度等等,同時還要考慮機械的輪寬、直徑、振輪數(shù)量等相關(guān)因素。

      三、高填方路基常見病害的處理措施

      (一)控制填料質(zhì)量,制定合理的填筑方案

      填料的質(zhì)量直接影響著高填方路基是否出現(xiàn)病害,應(yīng)當(dāng)選擇具有壓縮性,及穩(wěn)定性強的填料。在日常選料中,通常會因為砂石、石塊的水穩(wěn)定性及石塊滲水性好,而選擇此類材料作為填料。選擇填料時,要經(jīng)過一定的測試,例如通過CBR測試,如果測試不達(dá)標(biāo),可以結(jié)合具體需求摻入石灰料,從而保證填料的穩(wěn)定性,滿足填筑需求。路基填筑要結(jié)合工程具體需求、地質(zhì)等內(nèi)容,來制定符合需求的填筑方案,在厚度分層中要結(jié)合壓實機械的性能,按照填一層壓實一層的方式,直到路基的頂面為止[5]。

      (二)嚴(yán)格控制施工方法和施工工藝

      在工程實施的方法和工藝方面,要加強對所有層的厚度檢查,保證所有層的厚度控制在一定的參數(shù)內(nèi),隨后用推土機或者平地機找平。結(jié)合工程實施相關(guān)要求來看,要求每層的攤鋪寬度,要寬于設(shè)計的攤鋪50cm左右,來確保邊坡部分的壓實度。工程實施前,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先確定防線位置,并在邊坡的部位做包邊土,從而確定邊坡的寬度、坡度等參數(shù)。在碾壓過程中,還要結(jié)合具體試驗,在合理配置壓實機械,并多次反復(fù)碾壓。在完成碾壓后,相關(guān)人員組織壓實試驗,采用環(huán)刀法及灌砂法等方式開展土方路基試驗。在檢測是否壓實到要求程度時,可以使用水準(zhǔn)儀來觀測沉降,直至不再出現(xiàn)沉降為止。因為工程實施具有不同的特點,所以在必要時,可以結(jié)合沖擊碾壓及強夯法,保證填方體的穩(wěn)定。在碾壓后,如果發(fā)現(xiàn)壓實度等各方面因素不符合參數(shù)要求,要及時補強過返工,從而讓參數(shù)達(dá)到合理要求,并開展下一階段的施工。

      (三)設(shè)計方面采取合理措施

      在路線選擇中,要堅持控制路線的總走向,要求符合相關(guān)的要求。因為高填方路基具有地質(zhì)地形復(fù)雜的特點,在設(shè)計路線時,要結(jié)合施工場地的特點,避開不良地段,從而合理搭配線性指標(biāo),從而在符合質(zhì)量及設(shè)計要求的基礎(chǔ)上達(dá)到良好的視覺效果。加強地質(zhì)與環(huán)境的考察,詳細(xì)的探明并調(diào)查所設(shè)計施工地段的周邊地質(zhì)、水文條件,和地區(qū)的降水情況。對有明確要求壓實度或者地基承載力標(biāo)準(zhǔn)的。主要目的在于避免在自重與車輛荷載的情況下,因為承載力與不足的情況下出現(xiàn)沉降。針對承載力不高的路段,通過采用特殊措施處理,加強路基排水系統(tǒng)綜合開展設(shè)計,屬于地表與地下水排出路基之外,或者把路表水劃分在路基之外,不能出現(xiàn)路基區(qū)域以內(nèi)的積水情況,以免讓路基長時間浸泡在積水里而出現(xiàn)沉降[6]。

      (四)臺背、溝壕和邊角的壓實方法

      臺背的填筑方式主要為:水平分層,開展填料壓實,不能采用松軟土壤鋪設(shè)頂部,避免出現(xiàn)壓力過大的問題。還要保證符合壓實標(biāo)準(zhǔn)要求,以免出現(xiàn)橋頭跳車的現(xiàn)象,或者出現(xiàn)橋臺損壞的問題。

      溝壕填筑的主要方法為:在地下管線埋設(shè)完畢后,需要溝壕覆土,回填方式不能一次性完畢,要采取分層回填并夯實的工藝,還要避免有積水的情況下回填,如果溝壕的板樁支撐效果良好,也要在沉實填土后進行拔除。

      涵管處的填筑主要方法為:在涵管兩側(cè)采取平行并分層填筑的工藝,在確保涵管完整不受損壞的情況下填土夯實。在具體操作中,可通過初期輕擊,到達(dá)管頂?shù)?0cm后,再進行壓實。

      (五)做好邊坡防護和沉降觀測

      邊坡防護及沉降方面,可通過漿砌片石圬工加植草防護(如人字形骨架,菱形骨架,窗口式骨架,多邊形預(yù)制塊等)。還可以采取整體作出漿砌片石護坡,從而保證邊坡的穩(wěn)定情況。在具體工程中,漿砌片石護坡有如下幾點需要注意:

      (1)石料的選擇。砌筑所用的片石石質(zhì)要堅硬,片石主要用作于鑲面石和角隅石以及使用表面平整的原料,如果尺寸過大,要經(jīng)過修正。同時要保證在選料時嚴(yán)禁使用風(fēng)化石料[7]。

      (2)砌筑施工要點。使用座漿法,進行砌筑,并保證準(zhǔn)確放線,在砌筑方面要做到曲面圓滑,具體措施中不能出現(xiàn)折線面的問題。同時,依舊要開展分層砌筑,砂漿飽滿[8]。

      (3)勾縫施工要點。勾縫砂漿嚴(yán)格遵守設(shè)計標(biāo)號的內(nèi)容,保證縫面的整齊光滑,并在砂漿凝固到一定程度后,再開展縫面修正,施工期間要確保縫條的一致性,合理安排勾縫時間,在符合溫度應(yīng)力要求的環(huán)境下施工,并在后期加強養(yǎng)護,避免出現(xiàn)裂縫和脫落的現(xiàn)象[9]。

      結(jié)束語:

      綜上所述,高填方路基是公路建設(shè)中至關(guān)重要的部分,是一種較為典型的施工方式,主要指的是處于常年積水地區(qū),在所有工程建設(shè)環(huán)節(jié)中,不僅施工的難度較大,并且作業(yè)量也較高。本文分析了高填方路基常見的病害及原因,并提出了具體的壓實工藝,并結(jié)合具體有效的處理措施開展施工。高填方路基施工一般出現(xiàn)在環(huán)境較為特殊的區(qū)域,其地基、填料、土質(zhì)方面會對路基產(chǎn)生極大的影響,同時施工的工藝方法,也是引起路基沉降的重要因素,所以針對此要加強研究,從而提高質(zhì)量的認(rèn)識,總結(jié)更加經(jīng)濟、安全及有效的解決方式,避免出現(xiàn)各種病害。

      參考文獻:

      [1]王曙光,左學(xué)賢,吁燃.斜坡地基坡面放坡特性對高填方邊坡的影響分析[J].交通科技,2021,(6):61-65+71.

      [2]曹福麗.高填方路基病害處置及加固補強施工技術(shù)[J].智能城市,2021,7(23):151-152.

      [3]張思峰,夏沖,秦海潮,王同福,柴慶剛.錨桿與鋼管樁聯(lián)合支擋結(jié)構(gòu)在路基高填方加固工程中的應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)(中英文),2021,50(19):88-91+96.

      [4]鮑燕妮.黃土地區(qū)高填方路基病害分析及處理方法[J].城市道橋與防洪,2021,(8):107-110+118+17.

      [5]劉佳龍.高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)研究[J].四川建材,2021,47(8):136-137.

      [6]花成雨.高速公路高填方路基施工技術(shù)要點[J].交通世界,2021,(19):34-35.

      [7]陳俊江.高填方路基施工技術(shù)分析與應(yīng)用[J].江西建材,2020(12):261-262.

      [8]莫春雨.高填方路基病害成因及施工控制措施[J].交通世界,2020(32):36-37.

      [9]蘭祖平.高填方路基常見病害及質(zhì)量控制措施[J].福建交通科技,2020(03):59-61+108.

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