山区公路路基病害形成原因及防治措施研究.pdf

２０１４年第２０期（总第１４９期）江西建材交通工程山区公路路基病害形成原因及防治措施研究■舒相中■重庆交通建设（集团）有限责任公司，重庆４０００６０摘要：通过对现有山区公路路基病害的形成原因及基本特征分析，把山区公路式中：Ｋ为抗滑系数；ＦＸ为抗滑力；Ｎ为下滑力。路基病害分为：路基沉陷、路基开裂及路基滑坍三种基本类型，并针对这通过对山区已有公路路基病害的调查发现，当公路路基出现边坡三种基本病害形式提出对应的防止和防治措施，为山区公路路基设计、溜塌滑塌现象的主要特征表现为边坡高且坡度陡、表面覆盖层较厚，自路基施工和道路养护提供一定的理论方向。重较大、路基范围内排水系统不够完善，且缺少必要的防护措施护或存关键词：道路工程路基病害成因分析防治在防护措施，但防护措施过于单一。山区公路路基出现失稳滑塌现象的特征表现为路基一侧填方较１引言高、填方边坡坡度较陡，且缺少必要的加固措施或加固措施不完善。近年来，随着我国基础建设的大力发展，各等级公路里程呈显著增３路基病害成因分析长趋势，且公路路基路面结构也呈多元化发展，成为我国经济发展不可路基作为公路主体，是主要的承载结构，其强度和稳定性决定了道或缺的重要组成部分。但在公路基础建设得到高速发展的同时，面对路承载能力的大小，因此，路基质量的好坏直接影响道路整体质量。针各种自然及人为等因素对公路路基路面等交通设施的损坏也日益严［３］对上述路基病害类型，进行路基病害原因分析。［１］重，特别是重载交通及自然水毁对公路路基路面的危害最为严重。３．１路基设计不合理因此，针对公路建设过程及公路养护过程中出现的路基损毁采取合理、由于路基设计过程未完全考虑施工过程中的自然变化情况，导致合适、可靠的防治是非常必要的。路基设计荷载与实际承载能力存在较大差异。在边坡较陡地段未按要２公路路基病害分类及影响求设计合理的子弹结构物，在常规土质边坡去烧必要防护，导致路基应山区公路相对于平原、丘陵地带的公路而言具有其独特性：（１）道边坡雨水侵蚀而稳定西下降，失稳滑坍。路线形更为复杂，导致路面及路基范围内排水交错等问题出现；（２）由３．２路基压实不足于受到山区地形条件制约，道路横断面很多都较陡，采用半挖半填或者路基压实度不足指施工过程中碾压为按照规范要求，不能达到规沿溪修建公路的情况较多，路基一侧必然会形成薄弱面，若碾压不到位范要求压实度；或应压实度标准较低不能满足实际行车荷载要求，主要或碾压变数不够等因素，加上受到长期冲刷、淘蚀就会使得路基不稳存在两个方面的影响：（１）路基工后塑性变形偏大，在外荷载作用下，其定，出现病害；（３）山区交通组织特征明显，很多重载交通会造成路基病变形累积，导致路基沉陷，或因荷载不均匀导致路基变形积累不均匀，害。针对山区公路不同原因、不同致灾机理对路基病害进行分类。根在成路基横向破坏，形成路面积水，进而造成恶性循环。（２）路基压实据山区公路路基的破坏形式及致灾因素的不同，把山区公路路基病害度不足导致路基弹性模量较小，在外荷载作用下导致竖向变形偏大，从分为如下三类：即路基沉陷、路基开裂、路基滑坍。而造成路面结构承载增大，造成路面开裂，是雨水进入路基范围，加剧２．１路基沉陷路基病害。公路路基沉陷其主要特征为路基实际变形大于路基的容许变形致３．３排水设施不足［２］使路基在低于原设计标高。路基沉陷从沉陷形式上一般分为两类：路基排水设施不足是指在雨天下不能迅速排出路基范围内雨水，一类是路基的整体沉陷，即路基整体在标高范围内沉陷，其特点表现为导致路基长期处于积水状态，软化路基，降低路基承载力，在外荷载作范围较大，容易出现在整体地质条件均匀，但承载能力相对较弱的地用下路基发生沉陷失稳，严重发生路面滑塌。包括横向、纵向排水设施区；另一类为路基的不均匀沉陷，路基的不均匀沉降常发生在半填半挖不足。地段，或者施工条件地质环境差异较大，不能形成一个较为稳定的整体３．４填挖结合不当的地段。当路基沉陷后会导致其原设计标高降低，不能满足设计规范路基不同结构结合路段作为结构薄弱点应特别设计和施工。而填要求。若设置有路肩墙时，由于路肩与路基不是同步沉陷，会造成路面挖结合处置不当是路基病害的主要原因，主要为是个方面：（１）填挖结排水困难，导致路基范围内水集聚，加剧路基破坏，但相对不均匀沉陷，合路段处置不当。在路基填筑时未处理好原地面，使填挖结合面差异整体沉陷对道路的使用影响不大，不影响道路的整体运行。较大形成薄弱滑动面，造成填方路基在一定因素下失稳。（２）当路基横大部分路基沉陷病害主要表现为路基的不均匀沉陷，按照其沉陷断面较陡时需在断面上挖台阶形成填挖咬合面，若在设计时台阶数量裂缝的走向及病害形式把路基不均匀沉陷分为局部沉陷、横向不均匀或者太台阶尺寸不能满足规范要求时，致使填挖结合不良，形成潜在滑沉陷和纵向不均匀沉陷。其主要去区别表现为裂缝形式不同、形成地动面，当不利因素耦合时，就会形成路基病害。质条件差异等特征。４路基病害防治措施２．２路基开裂针对路基病害类型及病害形成原因提出以下防治措施：路基开裂其主要形式表现为路基的纵向开裂，与路基纵向不均匀（１）妥善处理路基填筑前原地面。路基原地面的处置质量对路基沉陷不同，其形成机理为：路基整体在外力（如汽车荷载、路面自重或自强度影响很大，应充分考虑行车荷载、冬季、雨季等因素想做好路基工然荷载）作用下，造成工后沉降速度不一致，从而形成一个相对滑动面，［４］程，严格按照规范了要求填筑，做好对原地面的处理。造成滑动面靠近如中线一侧向下沉降、倾斜，外侧在自重及雨水作用下（２）合适填料选择。路基填料应优先选择含水量和塑性指数均符向外倾斜，导致路基开裂，形成路基裂缝。研究认为：造成路基纵向开合规范的土。当液限＞５０、塑性指数＞２６的土，一般不宜作为路基填裂的主要原因是施工过程中未按照设计要求进行碾压或降低设计材料土。指标。（３）压实度保证。应严格执行《公路路基施工技术规范》要求，并２．３路基滑坍通过试验路段确定、松铺厚度等碾压参数，确定最佳含水率。公路路基滑塌包过两个方面，即路基滑坡及路基垮塌。路基滑坡（４）排水设施完善。布置完善的排水设施，确保路基范围内不受雨是路基在横断面范围内沿应力薄弱区，形成滑动面，当抗滑力小于下滑水及地下水的影响，在全线形成沟渠、管道等相统一的排水体系。力时土体形成滑坡，即Ｋ＜１时：５结语ＦＸ公路路基病害是道路工程研究的重点压实难点，在对山区公路路Ｋ＝≤１Ｎ基病害调查研究的基础上对常见路基病进行了分类，分析其形成原因，·１５３· ２０１４年第２０期（总第１４９期）江西建材交通工程软土路基的施工技术研究■任天权■中铁二十三局集团第一工程有限公司，山东日照２７６８２６摘要：随着高速铁路建设的加快，对于路基工程质量的要求也越来越高，其中曾炜（２０１２）研究了ＣＦＧ桩在铁路软土地基处理中的应用，提出了软土路基会影响路基的强度和稳定性，针对软土路基的加固研究尤其重ＣＦＧ桩（水泥粉煤灰碎石桩）的施工工艺，并通过试验分析了ＣＦＧ桩对要。本文针对“郁南车站路基工程”项目中的软土路基施工技术展开研软土地基结构性能的提升作用（包括抗压强度、承载力、单桩竖向承载究，首先分析软土路基的特点，介绍了软土路基的施工技术要点，对典型力）［３］。刘秉辉（２００７）也对研究了铁路软土路基的ＣＦＧ桩施工技术，的软土路基加固技术进行分析，最后详细介绍了符合该项目特点的软土［４］提出了工艺流程和施工技术要点。路基加固技术的应用。叶雁璞，张林杰（２００７）提出了粉喷桩在铁路软土路基施工中的应关键词：软土路基施工技术加固处理用，分析了施工配合比、施工机械、粉喷桩的工艺，以及施工后期的载荷［５］试验。王祥（２００７）研究了粉喷桩复合地基，改善了其沉降计算理１工程概述［６］论，并以一维固结理论推导了固结度计算公式。吕旭民（２００７）分析随着我国高铁建设的不断加快，高铁已经延伸到国内广袤地域，因了萧甬铁路施工中水泥粉喷桩在软土路基加固中的施工质量控制，包此软土路基的加固处理技术越来越重要。软土作为路基的支承体，由［７］括原材料和机具、喷灰量、桩径、断灰等的处理方式。于含水量大、空隙比，造成路基强度低、沉降量大。本工程“郁南车站路由于高速铁路对路基的强度要求更高，传统的软土路基需要进一基工程”位于新建南广铁路，施工里程为ＩＤＫ２６８＋２００－ＩＤＫ２７０＋７００，［８］３３步补强，汤明方（２０１４）研究了软土路基的管注浆施工工艺。主要工程量为挖方１２６．５万ｍ，填方１０１．８万ｍ，路基工程为深路堑２３软土路基的施工技术分析及软土路基，其中软土路基的面积超过３万ｍ。如何处理该区域软土３．１软土路基的基本要求路基，使得其强度满足高铁建设的要求，是工程遇到的首要技术难题。（１）路基的稳定性。如前所述，软土路基承载强度低，稳定性差。２软土路基的特点和研究现状如果采用快速施工修筑路堤，存在一个临界高度。当路堤高于这一极２．１软土路基的分类和特点限高度时，必须采取加固措施，否则会导致填土部分崩塌、坡脚外侧地软土路基的类型对于路基的加固处理有很大的影响，由于软土路基隆起（刺入破坏和圆弧滑动）等，造成工程施工失败返工，甚至出现施基形成原因不同，其物理力学特性也有很大差异，所需要的加固处理手工现场伤害事故。因此，在软土路基施工中，所要遵循的一个基本要段也不尽相同。因此首先分析软土路基的种类和特点。软土路基一般［１］求，是保证施工高度低于临界高度，保证路基的稳定性，否则采取加固以沉积的饱和软弱粘性土以及淤泥为主，包括少量的腐泥和泥炭。措施。根据软土路基的含水量、空隙比等指标，软土路基可以分为软粘性土［２］（２）路基的沉降量。软土路基由于压缩性比较大，在其自身重力的类、淤泥质类、淤泥类、泥炭质土类、泥炭类五种。其具体物理特性作用下很容易发生沉降，并且沉降会保持很长的一段时间，超过了一般如表１所示。路基的允许沉降量。这不仅增加了填土工程量，而且导致路基以及附表１软土路基的分类属设施损坏，引起结构破坏。除此之外，影响路基沉降的因素还包括附密度含水量有机质含量渗透系数类型（ｋｇ·ｍ－３）（％）空隙比（％）（ｃｍ·ｓ－１）加应力的变化和方式等，由于软土地基承载力薄弱，附加应力很容易对其产生影响，甚至施工过程中平台提升、放置杂物等都会影响路基平整软粘性土１６００～１９００＞１．０＜３．０度。因此，在软土路基施工中，要密切关注路基的沉降量，加强施工管淤泥质土１６００～１９００＜１００１．０～１．５３．０～１０＜１×１０－６理，防止施工过程对软土路基产生影响。淤泥１６００～１９００＞１．５３．０～１０３．２软土路基的施工技术分类泥炭质土１０００～１６００１００～３００＞３．０１０～５０＜１×１０－３软土路基的施工加固技术分类较多，按照加固机理分类，大概可以泥炭１０００＞３００＞１０＞５０＜１×１０－２分为四种：排水固结法、复合地基法、改善应力法和动力挤密法，其处理２．２软土路基对施工的影响方法、加固原理和适用范围，如表２所示。软土路基的施工比普通路基难度更大，要求也更为严格。由于软表２软土路基的常用加固方法和适用范围土路基密度小、含水量大、空隙比大，因此其强度小、沉降大，常规的施分类处理方法加固原理适用范围工手段很难保证铁路的正常运行。尤其是近年铁路大规模提速以后，堆载预压法、矿井预压对路基的强度、刚度和变形的要求更为严苛，对于软土路基可能存在的排水利用压力、负压、电势差软粘土、淤泥法、真空预压法、电渗预固结法排除空隙水质土沉降、变形、破坏等问题必须采取更加严格的处理手段。综上，软土路压法基对铁路施工的危害，主要体现在以下三个方面：承载强度低造成结构淤泥质土、杂复合ＣＦＧ桩、粉喷桩、旋喷桩、通过不同材料灌注桩管，填土、粘性土破坏、产生水平侧向位移、出现不均匀的沉降。地基法碎石桩与原地基形成复合地基等２．３国内研究现状针对软土路基的铁路施工难题，国内不少学者和工程技术人员对改善冻结法、烧结法通过冻结、烧结等方法减软粘土、湿陷应力法少水分，提高强度性黄土铁路软土路基施工的技术展开了研究，提出了一系列解决措施。檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪并提出了相应的防治原则和措施。但文中只进行了定性分析，还需进［２］李俊．山区公路水毁路基稳定性分析及防治措施［Ｄ］．西安：长安大行定量研究。学，２０１３．［３］杨静，李磊，武明等．山区公路路基病害类型及成因分析［Ｊ］．路基参考文献工程，２０１２（６）．［１］柴贺军，李海平．山区公路斜坡地形路基病害类型及处治方法［Ｊ］．［４］熊淼．公路路基常见病害问题分析及控制措施［Ｊ］．科技资讯，２０１０公路交通技术，２００８（６）．（１８）．·１５４·