路基沉降事故处治
摘要:本案例分析桥头构筑物变形和高填土路基裂缝沉陷破坏,采取综合处治措施达到稳定效果,并从中吸取教益。
关键词:沉陷破坏综合处治
1、背景
农奔公路孟津河桥北端,台背填土高度5-6m,路面及边坡出现沉降凹陷和开裂。路面上出现3条裂缝;东侧一条沿取土坑边线外4-5m,从位于路肩内侧2m,斜裂到路肩上,长约30m,最宽处4cm,两侧两条缝也均位于路面范围内,靠近路中心的一条长约40m,最宽处约有6cm,裂缝伴有错台和路拱扁肩现象。同时桥台台背侧墙外倾,桥台锥坡下沉,坡面浆砌片石严重开裂,坡脚矮墙受推挤外倾。
本工程2004年年底施工完成,历经一个冬天,施工单位已在早期出现的裂缝处作灌浆处理,防止雨水进入,但收效甚微。
2、破坏成因
2.1排除滑坡:根据事后补足的钻探资料和现状地形分析,可排除路面开裂为边坡滑移所致,其理由有:
①钻探查明:仅有一条斜穿道路的暗塘,宽度3-10m,淤泥厚2.1-3.2m,其底面平坦,下为粘土层。取土坑内有淤泥厚3.5m,下为粘土层。路基填土伸入取土坑内2-3m,填土时坑底沉积的淤泥未清除,其余路基范围内的地基土质,除地面0.6-1m的杂填土外,下卧层为粘土硬塑,厚2.5-5.6m,曾为建路时的取土选择地段。
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②淤泥层仅限于暗塘和取土坑内有,而下陷破坏路段尚包括无淤泥的好土层(粘土硬塑层)长度占3/4。
③有淤泥层处填土最高达6.1m,一般地段填土不高。
历经4个多月的填土工期,又经过一个冬天,已消除了部分沉降,路面破坏主要受瞬间沉降变形影响,工后沉降空间小。
因此:不采用抗滑挡土墙,因施工开挖清理剪出口周围的淤泥时,势必引起沉降体带来滑移,可能诱发滑坡。富阳大桥滑坡已有先例。
不采用抗滑桩:虽然抗滑桩可以切断其滑动面,施工简单,不会对现有滑动体各种地面以下设施带来大的搅动,但抗滑桩对于淤泥质亚粘土层厚较大,含水量大,高压缩性,塑性指数高的地段,由于地基承载力不足,易引起边坡失稳。
2.2路基沉降破坏因素:
①诱发性:路基范围内老河道及取土坑内未清除淤泥的固结沉降,诱发路基沉降破坏,路面受张拉开裂。
②自身抵抗力差:路基填土材料不满足设计要求,根据钻探报告显示:路基填土中,灰土含灰量及灰土层厚度均不满足设计要求,路基填土压实度不足,使得路基自身抵抗力弱,致使路基未形成一定强度的整体,抗剪抗拉能力不足,产生土基沉降差,导致开裂。
③排水不良:桥头两侧各10m范围内道路边坡未实施M7.5浆砌片石铺砌,同时土路肩土质非常松散,成为“好”的储水体,桥面及路面上的雨水,均由土路肩下渗,加快了路基破坏速率。
2.3挡土墙变形因素:
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①台帽拉裂:由于桥台施工时,桥台侧墙与台身未一次浇筑,使得台身后墙形成施工通缝,同时由于施工时侧墙与台后挡墙之间的沉降缝漏设,台后挡墙的沉降比桥台大,不均匀沉降,对侧墙产生一个沿道路方向的拉力,使台身后墙施工缝加大,在桥面上两侧台帽背墙出现2-3cm的裂缝。
②侧墙外倾:由于台后填土过快,密实度不足,侧墙(挡墙)基础在未达到一定强度就承受土压力,使得侧墙(挡墙)内侧承受过大的土压力,没有与台身连成一体的侧墙单独抵抗土压力能力较差,导致出现台后侧墙上端外倾现象。
③锥坡下沉:锥坡的填土压实度不足下沉,使得锥坡对侧墙失去保护作用。
3、处治方法
刚通车的道路顾及社会影响,未接受桥头路段翻挖重修彻底解决的方案,但也不局限于裂缝灌浆路面借平,施工单位已经做过的日常维修的过渡方案,因收效不大,也不适于本工程交通量大、填土高,行车安全受控地段。采取的综合处治方案如下:
3.1路面修补:路面裂缝下沉处采用水泥浆压浆工艺填补裂缝,沥青路面上采用沥青灌浆,裂缝错台,及路拱偏肩大面积补修养护。
3.2边坡整治:清除边坡上所有松散土层至道路路基,并挖成h×b为50cm×75cm的台阶,内倾3%,然后逐层采用好土搭接边坡并压实。要求补足土路肩宽度1.5m,压实度不小于87%。土路肩上采用乳化沥青硬化。台后30m范围内实施M7.5浆砌片石铺砌护坡。
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