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浅析高速公路路基台背回填通病预防与治理

2021-04-03王佑取李强

中国设备工程 2021年22期
关键词:通病基底土层

王佑取,李强

(江西科力咨询监理有限公司,江西 南昌 330000)

我国高速公路工程质量虽有大幅度提高,但高速公路路基台背沉降却成了高速公路的质量通病之一。因此,如何有效地控制路基沉降,提高行车的舒适性,保证行车安全,是工程技术人员亟待解决的课题。路基台背问题是普遍且复杂的问题,它涉及的因素很多,包括路堤沉降、台背回填材料及其压实质量、桥台类型、接缝、路面以及施工工艺等多方面的因素。

1 高速公路路基台背回填通病分析

基于以往的作业经验,在高速公路路基台背回填施工过程中,所面临的最大通病在于,地面会出现不均匀沉降问题。而沉降问题又可以分为以下两种:第一,路基压缩沉降,在高速公路通车后,在车辆荷载作用下,路基因承载力不足出现不均匀沉降问题,延伸到路面的病害包括车辙、路面裂缝等。第二,自然沉降,在路基台背回填期间,因为回填厚度、压实度不符合标准要求,在自身重量作用下,也会进行自然下沉,而前期回填后材料的压实度也将直接影响材料自然沉降速度,从而引起不规则沉降的问题。延伸到路面的病害包括路面混凝土面板断裂、产生跳车等通病。

2 高速公路路基台背回填通病主要原因

2.1 地质条件影响

高速公路横跨区域较大,在路基台背回填施工期间,很容易遇到不良地基,如淤泥质土、砂土层等,这类土质的压缩性较强、透水性较差,在遇到外部荷载时会被不断挤压,而土层承载力也在挤压过程中不断增强,具有更强的承载力。而路基台背回填处理过程中,如果没有将此类土层内部间隙压缩到允许范围内,那么土层依旧会在面临较大荷载作用时出现沉降,从而导致通病类问题的出现。

2.2 材料质量不达标

进行路基回填处理时,经常使用的回填材料种类有砂类土、素土等,这些材料具有一定强度,并且具备良好的渗水性,从而满足既定荷载要求。从实际应用情况看,部分施工单位为了减少经济成本支出,会选择一些质量相对较差的材料,同时由于管理过程的不严格,也容易出现材料混用的情况,这也使得回填后综合强度不能满足既定要求,导致路基不规则沉降问题。

2.3 压实过程不合理

在分析通病出现原因时,压实过程不合理也是重要的影响因素,从实际应用情况来看,该内容体现在以下几方面:(1)压实设备选择不合理。针对不同回填厚度、可作业区域范围,需要匹配相应功率的压实设备,由于所选择压实设备合理性较低,也直接影响压实效果。(2)压实操作不合理。一般情况下,回填料的压实过程可分为初压、复压、终压三个阶段,总碾压次数不少于10次,以确保最终的碾压效果。部分施工单位为了追求工作效率,缩减了碾压次数,使初始状态下土层强度低于标准,进而引起路基沉降问题。

2.4 排水处理不当

为了避免排水处理不当导致土层出现形变的问题,通常在挡土墙的设置中,多使用钢筋混凝土或片石作为主要施工材料,而施工过程的不合理,也会造成路基和台背相结合位置出现细小裂缝,雨水顺着裂缝渗入路基深处,从而对路基内部进行软化侵蚀,使基础强度不断下降,在遇到外部荷载时,填方也会出现形变问题,导致路基出现不规则沉降的问题。

2.5 施工操作不合规

除了上述提到的原因外,施工操作不合规也是通病出现的常见诱因,具体体现为以下几点:第一,操作人员自身质量意识较低,在质量控制上未按要求履行相应职责,导致路基回填作业期间出现较多质量缺陷问题,引起路基不规则沉降问题。第二,缺少可靠的现场监督,在节点检查上没有等待检查结束就开始现阶段施工,尤其是一些隐蔽工程,很容易出现漏检问题,从而引起路基沉降问题。

3 高速公路路基台背回填通病预防与治理措施

3.1 做好基底处理工作

通过做好基底处理工作,能够确保基底具备足够的承载力,为后续回填工作的顺利进行奠定基础。在路基台背基底处理过程中,经常使用的处理方法包括表面处理技术、材料换填技术、静压荷载技术、搅拌桩技术、垂直排水固结技术等。以材料换填技术为例,选择砂土、素土将原土层材料进行替换,使基底强度得到有效提升,满足公路荷载要求。而且在基底处理期间,也要对基底标高、平整度等参数进行控制,确保此类参数的合规性。

3.2 合理筛选回填材料

通过合理筛选回填材料,可以确保路基回填效果,满足高速公路荷载要求。在具体应用过程中,也需注意以下几点:第一,做好基础资料的采集工作,如路基土层性质、含水率、地区降水量、区域地势、地下水位置等,据此选择相匹配强度的回填材料,确保所选材料的应用价值。第二,在回填材料进场前,也要对其进行质量检查,确保所选材料的合规性,而且在使用期间也需要对回填材料质量进行不定期抽检,以确保施工期间所使用施工材料的统一性。

3.3 合理控制回填范围

通过合理控制回填范围,能够有效抑制路基及周边不规则沉降问题,从而提高路基回填后的作业效果。在具体的应用处理中,也需要注意以下几点:(1)在加固设计中,台背填土期间需要预留出一定距离,以缓解集中加固区域的土应力矛盾,确保作业后结构的稳固性;(2)在施工过程中,预留出的足够回填长度才能够满足过渡段施工要求,通常情况下,其填土长度不能低于2倍孔径长度;(3)透水性材料的填筑高度,从路堤顶面起向下计算,通常应该回填至高水位处;(4)做好结合处的处理工作,一般情况下,在结合处需要按照1:1坡度来完成接触处理,从而提高结合处理结果的实用性与可靠性。

3.4 细化机械压实过程

通过细化机械压实过程,可以确保压实结果的可靠性,满足公路规范要求。从实际应用情况来看,应注意以下几点:第一,合理筛选压实设备,在前期需要做好基础资料采集工作,根据已采集资料来匹配恰当的压实设备,并且在应用前也需要对设备进行状态调试,确定其处于最佳的工作状态,以满足后续作业要求。第二,对压实过程进行合理控制,整体碾压速度不超过5km/h,期间不允许出现拐弯、急停等情况,确保碾压过程的连续性,以提高回填材料的碾压效果。

3.5 做好排水系统布设

通过做好排水系统布设,能够降低土层内含水率,使其可以维持稳定的固结状态。从实际应用情况来看,在排水系统布设中需注意以下内容:(1)进行台背回填时需要按既定要求完成泄水管或盲沟的布置,而且在此过程中,也要避免雨水侵蚀的问题,确保回填工作结束后顶部能够及时封闭,提高施工结构的抗渗性能。(2)进行挡土墙设计时,也要在回填位置布设好泄水孔,并且在该位置铺设碎石、粗砂或砾料层,作用是对水体进行过滤,避免堵塞问题。

3.6 规范施工人员操作

通过规范施工人员操作,可以确保操作过程的规范性,减少人为失误带来的负面影响。在具体实践中,第一,做好施工人员安全意识培训工作,培训内容包括操作意识宣传、实践操作细则等,并且在培训后也需要对人员进行及时考核,筛选合规人员参与到作业活动中,约束施工人员的作业行为。第二,在施工技术应用前,也要和施工人员完成技术交底工作,帮助其明确技术应用要点、注意事项等内容,搭配岗前考核制度,以确保施工技术的有序进行,提高施工技术的应用效果。

3.7 回填通病治理措施

在发现回填通病问题后,需要对其进行及时处理,从而增强路基的稳固性。目前在结构补强方法的选择中,经常利用到的技术包括振动碎石桩、矿渣桩、喷粉桩、灰土挤密桩等,以振动碎石桩为例,在台背回填区域内布置碎石桩作业点,按要求完成碎石桩钻孔、清孔、填充碎石料、分层碾压、质量检测等工作,从而起到原地基补强作用,同时也有效提升地基承载力,满足高速公路行车的荷载要求。

4 结语

综上所述,做好基底处理工作,能够确保基底具有足够的承载力,合理筛选回填材料,可以确保路基回填效果,合理控制回填范围,能够有效抑制路基及周边不规则沉降问题,细化机械压实过程,可以确保压实结果的可靠性,做好排水系统布设,能够降低土层内含水率。针对所存在问题拟定恰当预防与治理措施,对于提升路基稳固性,延长高速公路使用寿命有着积极的意义。

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