路基与小桥涵常见病害及成因分析.docx
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路基与小桥涵常见病害及成因分析
路基与小桥涵常见病害及成因分析
路基是路面的基础,其强度和稳定性是保证路面结构稳定、路用性能良好的大体条件。
路基的各类病害及破损都是由路基的强度和稳定性不足引发的,而影响路基强度和稳定性的因素有两方面,一方面是自然因素与地质条件,其中最主要的影响因素是温度和湿度;另一方面是人为因素,包括:
设计、施工和养护。
而路基建成后,其质量将主要取决于路基的养护水平。
本章主要介绍高填土路基、路堑边坡、防护加固构造物、特殊路基、小桥涵等路基及构造物常见的各类病害及其形成原因。
第一节路基病害及成因分析
填土路基常见的病害有路基沉陷、路基侧滑、冻胀翻浆等现象。
(一)路基沉陷产生的原因
一、路基沉陷特征
路基沉陷是路基施工期和道路建成以后常常出现的一种病害。
高填土路基施工完工后,随着时间的延长与荷载的作用,路基在垂直方向上常会产生较大的变形和沉陷。
沉陷从反映在路面上的状况分为:
不均匀下沉、局部沉陷、整体下沉三种类型。
从路基的沉陷的产生部位分为路堤沉陷和地基沉陷两类。
高填土路基在沉陷的同时,常伴随发生路基纵横向开裂或边坡滑动。
高填土路基沉陷不仅与边坡高度有关,而且也与路基填料的性质、边坡坡度、地基土质、水文状况、路基施工方式等有关。
2、路基沉陷的原因
(1)设计因素
因条件限制公路线路必需通过复杂地域时,设计上应依照《公路路基设计规范》要求认真对高填路基进行特殊设计。
若对软基、溶洞、采空区等特殊地质区勘探不明,易产生路基沉降、塌陷等灾害,对于山区高填方路段若未进行稳定性、变形验算,而按一般路基进行设计,且施工工艺、填料等未作特殊要求时,易产生路基沉陷、侧滑、纵向开裂等路基病害。
(2)施工因素
①路基填筑工艺
高填方路基的填料在分层填筑时,应依照《公路路基施工规范》要求的厚度进行铺筑。
随意将铺筑厚度加厚,压实机具不按规定的碾压遍数压实时,则压实度达不到《公路路基设计规范》规定的要求,在重复荷载与填料自重作用下将产生累计的沉降变形。
②工程机械与碾压工艺
高填方路基施工中,应按要求配备相应的整平和碾压机具,并按规范进行操作。
未按要求的压实工艺进行碾压,路基的压实度不均匀,压实度达不到规定要求,将会致使高填方段路基产生较大的沉降变形。
③施工质量管理
工程施工中,工地现场人员的责任心不强、技术管理力度不够、施工现场混乱,使工程质量降低,造成施工进程中的隐患。
④填料与土基结合不良
在荷载作用下,填料极易失稳而沿坡面产生滑移。
半填半挖地段的施工,土基未按规定要求挖成台阶,使土基与填料在接合部产生裂痕和沉降。
⑤填土速度过快
对路基填土的临界高度熟悉不足,在接近路基填土的临界高度时没有增强路基沉降观测,致使软土地基强度接近临界状态,稍不注意,路基出现承载力不足,致使基层失稳,出现沉陷或纵向开裂。
(3)工程地质
在工程地质不良、泥沼软基地段填筑路堤,由于地表土密度小、紧缩变形大、承载能力低,当路堤填料不断增加时,原地面土容易发生紧缩沉降和挤压移位,地基的紧缩变形致使路堤随之沉降或开裂。
(4)路基填料
若是路堤填料土质较差,填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼等劣质土,由这种土中有机物含量多、抗水性差、强度低等特性的作用,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。
对于特殊填料土如膨胀土、高塑限粘土等,若不进行特殊处置或压实工艺不合理将存在路基病害隐患。
(5)路基排水
路基排水的作用是把路基工作区的土基含水量降低到必然的范围内。
土基含水量过大、排水不良会引发土质松软,强度降低,边坡坍塌,路堤沉陷或滑动,和产生冻害等。
二、排水不顺畅
路基、路面、中央分隔带若排水不顺畅,致使路基进水,路基将产生局部沉陷,引发路面结构初期损坏。
对于在少雨、缺水季节修成的高填土路基,压实时难以保证其最佳含水量,压实度达不到要求,土的孔隙大,雨季时如排水不完善,雨水必然浸入路堤,造成路基浸水和软化,使路基下沉塌陷。
3、路堤冲洗损坏
高填土路堤,若是防护办法不妥易被暴雨冲洗,造成病害。
当路堤被冲洗的较严重时,若是不能完全处置,会给后期施工留下隐患,易造成边部、边坡局部开裂、局部滑塌等现象发生。
4、缺乏必要观测手腕
没有进行沉降观测或沉降观测控制不严,仅依赖于沉降计算的数据进行施工控制,若实际的沉降速度、工后沉降量较大,必将致使路基沉降变形较大等病害。
(二)路基侧滑失稳的大体特征及原因分析
公路在建设进程中及运营以后,常常会出现不同类型的工程事故,其中路基的侧滑失稳问题最为突出。
此类事故不仅能造成路面的损毁破坏,更由于其常常直接致使路基的沉陷和塌方,对公路建设和运营安全组成了严重要挟。
因此,如何对路基的侧滑失稳问题加以预防与治理,是一项事关公路建设和运营安全的重大技术难题。
去掉
一、侧滑失稳类型
侧滑失稳的外在形式多种多样,据其诱发原因大致可分为以下几种主要类型:
1)单纯侧滑(图3-1-a)
此类侧滑是指路基填方部份失稳滑移,多发生于填方高度大于3.5m或半填半挖的路段,是路基侧滑失稳的主要形式。
2)软基诱发侧滑(图3-1-b)
此类侧滑一般发生在软土地基路段,其特点是路基随地表以下软土一路下陷并向路基双侧滑移,严重者可致使路基双侧地面隆起,路面受损,影响交通安全。
3)坡间侧滑(图3-1-c)
此类侧滑一般发生在单侧开挖或半填半挖的路段,路基随边坡滑移,是边坡滑体的一部份,严重者乃至可能致使整个路基塌陷、交通中断、人员伤亡的严重事故,此为路基侧滑失稳的最危险形式。
(a)单纯侧滑(b)软基诱发侧滑(c)坡间侧滑
图3-1路基侧滑大体类型
4)其他形式的侧滑
由于填方路基侧面洪水的侵蚀、地表以下采空区活动、地震等影响也可致使路基侧滑失稳。
二、侧滑失稳大体特征
经对国内数十处路基侧滑失稳情况综合分析,发现虽然事故发生的时间、地址各不相同,但其发生破坏的外在形式却有着一路的大体特征:
一是路面发生纵向开裂,一般有3~5条裂痕,严重者可在路面上沿裂痕断开成横向阶梯状;二是滑移面为弧形,符合土体边坡滑坡的一般特征。
3、失稳原因分析
一般来讲,只要严格依照规范设计和施工,在设计荷载下不会出现侧滑失稳。
但由于人为和非人为的原因,在实际施工和运营进程中,此类事故却常常发生,主要原因有以下几点:
(1)设计中的遗漏。
设计的主要依据是现场踏勘和地质钻探资料,但往往由于地质情况复杂多变和设计周期太短等原因,取得的有关资料不能反映实际的地质情况,造成在设计中遗漏了应该采取的相应的技术办法,为路基侧滑失稳留下了隐患。
(2)施工中的缺点。
虽然规范对路基填方土的质量、压实度都有明确和具体的要求,但在施工进程中,常常由于施工人员的轻忽,质量管理不严,加上工期紧、取土场的限制等原因,出现填土压实度不够,超标土代替合格土等情况,在施工或运营进程中易产生路基侧滑失稳问题。
(3)渗水影响。
虽然公路路基在设计时会考虑防水、排水的问题,但由于设计理念的差距和为了节省资金的因素,往往做的不够或不合理。
公路运营以后,由于地下水位的转变,毛细水不断上升集聚,填方一侧洪水的侵蚀,挖方一侧裂隙水的渗透,加上大量的雨水通过绿化隔离带和路面上的裂痕下渗。
随着时间的推移,原压实土的力学特性逐渐发生转变,填方路基整体承载能力降低,容易诱发路基的侧滑失稳。
(4)超载因素。
目前我国的干线公路一般设计荷载为汽——20,挂——100或汽——超20,挂120。
但实际运营进程中,汽车超载现象普遍且十分严重(最大单车车货总重超过100吨,且常常出现几列车队并排行使的现象),大大超过了路基的设计承载能力,对路面及路基的稳定性造成了严重影响。
这也是通车以后出现路基侧滑失稳的主要起因。
.(三)冻胀和翻浆产生的原因
冻胀与翻浆是季节冻土与连年冻土地域所特有的两种公路病害,主要散布在我国北方酷寒地域和南方高寒山区和青藏高原,是上述地域内散布较广、危害较大的两种公路病害,因此也是路基路面设计必需考虑的问题。
一、概念
利用冻胀性土的路段,当有水分供给时,在冬季斗气温作用下,水分持续向上聚流,在路基上部形成冰夹层、冰透镜体,致使路面不均匀隆起,使柔性路面开裂、刚性路面错缝或折断的现象,称为冻胀。
利用冻胀性土的路段,在冬季斗气温作用下,水分持续向上聚流、冻结成冰,致使春融期间,土基含水过量、强度急剧降低,在行车作用下路面发生弹簧、裂痕、鼓包、冒泥等现象,称为翻浆。
2、影响冻胀与翻浆的因素
公路冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果。
土质、水、温度与路面是影响冻胀的四个主要因素。
翻浆除受这四个因素影响外,还受行车荷载因素的影响。
在上述诸因素中,土质、温度和水是形成冻胀与翻浆的三个大体条件。
1)土质
粉性土具有最强的冻胀性,最容易形成翻浆。
这种土的毛细水上升较高且快,在负温度作用下水分易于迁移,如水源供给充沛可形成特别严重的冻胀,在春融时承载能力急剧下降易于形成翻浆。
粘性土的毛细水上升虽高,但速度慢,只在水源供给充沛且冻结速度缓慢的情况下,才能形成比较严重的冻胀和翻浆。
粉性土和粘性土含有较多腐植质和易溶盐时,则更易形成冻胀和翻浆。
粗粒土在一般情况下不易引发冻胀和翻浆,因其毛细水上升高度小、聚冰少,且在饱水情况下也能维持必然的强度;但当粗粒土中粉粘粒含量超过必然量以后,冻胀性明显增加,也能形成冻胀和翻浆。
2)水
冻胀与翻浆的进程,实质上就是水在路基中迁移、相变的进程。
路基周围的地表积水及浅的地下水,能提供充沛的水源,是形成冻胀与翻浆的重要条件。
秋雨及浇灌会使路基土的含水量增加,使地下水位升高,从而促成冻胀与翻浆的形成。
3)温度
没有必然的冻结深度或冰冻指数(冬季各月每日斗气温的总和)是难以形成冻胀和翻浆的,没有更大的冻结深度或冰冻指数是难以形成严重冻胀和翻浆的。
而在一样冻结深度或冰冻指数的条件下,冻结速度和斗气温作用的特点对冻胀和翻浆的形成有很大影响。
例如,在初冻时气温较高或冷暖交替转变,温度在0℃~-3℃~-5℃之间停留时间较长,冻结线长时间停留在土基上部,就会使大量水分聚流到距路面很近的地方,形成严重的冻胀和翻浆。
反之,冬季一开始就很冷,冻结线下降很快,水分来不及向上迁移,土基上部聚冰少,那么冻胀和翻浆就较轻或不出现。
之外,春融期间的气温转变及化冻速度对翻浆也有影响。
如春天开始化冻时,天气骤暖,土基急剧融化,则会加重翻浆。
如春融期间冷暖交替并伴有雨、雪,也会使翻浆加重。
4)路面
冻胀与翻浆都是通过路面变形破坏而表现出来的,因此,冻胀与翻浆和路面是密切相关的。
路面类型对冻胀与翻浆有影响。
如在比较潮湿的土基上铺筑沥青路面后,由于沥青路面透气性较差,路基中的水分不能通畅地从表面蒸发,可能致使聚冰增加、冻胀量增大,以致出现翻浆。
路面厚度对冻胀与翻浆也有影响,路面厚度大时可减轻冻胀,可减轻或避免翻浆。
5)行车荷载
公路翻浆是通过行车荷载的作用形成和暴露出来的。
虽然路基有聚冰、有冻胀,春融时含水过量,但无行车荷载作用,是不可能产生翻浆的。
当其它条件相同时,在翻浆季节,交通量愈大,车辆愈重,则翻浆也会愈多、愈严重。
6)人为因素
在下列情况下,都将加重翻浆的形成。
①设计时对翻浆的因素考虑不周。
路基设计高度不够,特别是低洼地带,线路没有避开不利的水文地质地带,缺乏防治翻浆的办法,和路面结构组合不妥,厚度偏薄等。
②施工质量有问题。
填筑方案不合理,不同土质填料混杂填筑,或采用大量的粉质、腐殖土、盐渍土、大块冻土等劣质填料,或分层填筑时压实度不足。
③养护不妥。
排水设施堵塞,路拱有反向坡,路面、路肩积水,对翻浆估量不足,且无适当的防护办法。
第二节路堑边坡病害类型
高品级公路特别是山区高品级公路的边坡病害是路基最多见病害之一,通常有:
崩坍、落石、滑坡、坡面冲洗、坍塌、剥落和泥石流等。
去掉
(一)路基崩塌
1、崩塌的概念及特征
公路边坡崩塌是较常见病害,危害严重,常常阻断交通。
崩塌是岩体突但是猛烈地从陡峻的斜坡上崩离翻腾跳跃而下的现象。
崩塌可发生在高峻的自然山坡上,也可发生在高陡的人工路堑边坡上。
发生崩塌的物体一般为岩石,但某些土坡也会发生崩塌。
崩塌与滑坡的明显区别是:
崩塌发生急促,破坏体散开,并有倾倒、翻腾现象;而滑坡体一般老是沿着固定滑动面整体地、缓慢地向下滑动。
公路路堑开挖过深,边坡过陡,或由于切坡使软弱结构面暴露,都会使边坡上的岩体失去支撑,在水流冲洗或地震作用下引发崩塌。
崩塌按形成机理可划分为三类:
①滑移式崩塌
这种崩塌的形成机理是崩塌首先沿已有的层面或其它结构面产生滑移,一旦崩塌体重心滑出坡外,这种崩塌就会发生。
其断面如图2-8所示。
②倾倒式崩塌
这种崩塌的形体多是柱状和板状岩体,其形成机理是岩体在失稳时绕根部一点发生转动性倾倒,一旦岩体重心偏离到坡外,岩体就会突然崩塌。
此处不稳定岩体在强烈震动下或遇有长时间暴雨,容易失稳产生倾倒式崩塌,如图2-9所示。
③错断式崩塌
这种崩塌多为直立柱状或板状岩体,在失稳时不是发生倾倒,而是在自重作用下,下部与稳定岩体没完全断开的部份可能沿图2-10中虚线所示位置发生错断。
不稳定岩体是不是会发生崩塌,关键在于没有断开的部份在自重作用下最大剪应力是不是大于岩石的允许抗剪强度,一旦最大剪应力大于岩石的允许抗剪强度,错断式崩塌就会突然发生。
长期风化作用、强裂的振动和特大暴雨的动静水压力都会促使和诱发这种崩塌的发生。
二、崩塌的形成条件及因素
1)地形:
陡峻的山坡是产生崩塌的大体条件。
产生崩塌的山坡坡度一般大于45°,而以55°~75°者占多数。
2)岩性:
节理发达的块状或层状岩石,如石灰岩、花岗岩、砂岩、页岩等都可形成崩塌。
厚层硬岩覆盖在软弱岩层之上的陡壁最易发生崩塌。
3)构造:
当各类构造面,如岩层层面、断层面、错动面、节理面等,或软弱夹层偏向临空面且倾角较陡时,往往会组成崩塌的依附面。
4)降水:
在暴雨或久雨以后,水分沿裂隙渗入岩层,降低了岩石裂隙间的粘聚力和摩擦力,增加了岩体的重量,就加倍增进崩塌的产生。
5)冲洗:
水流冲洗坡脚,减弱了坡体支撑能力,使山坡上部失去稳定。
6)地震:
地震会使土石松动,引发大规模的崩塌。
7)人为因素:
如在山坡上部增加荷重,切割了山坡下部,大爆破的震动等。
(二)路堑边坡滑坍失稳原因分析
一、滑坡概念及散布
斜坡岩土体在重力作用下,沿必然的软弱面或软弱带整体下滑的现象,叫做滑坡。
滑坡是山区公路的主要病害之一。
滑坡常使交通中断,影响公路的正常运输。
大规模的滑坡,可堵塞河道、摧毁公路、破坏厂矿、掩埋村落,对山区建设和交通设施危害极大,滑坡形式如图所示。
图不清楚,或从头画,或另找图替代。
图号名称从头标注,
西南地域(云、贵、川、藏)是我国滑坡散布的主腹地域,不仅规模大、类型多,而且散布普遍、发生频繁、危害严重。
我国其它地域的山区、丘陵区,包括黄土高原,也都有不同类型的滑坡散布。
二、滑坡裂痕
按受力状态,滑坡裂痕可分为四类:
①拉张裂痕:
散布在滑体上部,与滑坡壁的方向大致吻合,多呈弧形,因受滑坡体向下滑动的拉力而产生。
与滑坡壁或滑坡周界重合的最外面的一条,称为主裂痕。
②剪切裂痕:
散布在滑坡体中部的双侧,在滑坡体下滑时,滑体与滑床在分界处形成剪力区,区内形成的裂痕即为剪切裂痕。
在剪切裂痕的双侧,常伴生有羽毛状的裂痕。
③鼓张裂痕:
散布在滑坡体的下部。
如滑坡上部较下部滑动得快,或滑体受阻,则会隆起,并产生张开裂痕,裂痕方向与滑动方向相垂直。
④扇形张裂痕:
散布在滑坡体的中下部。
当滑体向下滑动时,滑体的前部向双侧扩散,形成张开裂痕,裂痕方向在滑坡体中部与滑动方向平行,在滑坡体的舌部成放射状。
3、路堑边坡失稳特征
路堑边坡以人工挖方为主,虽然其开挖的时间不同,工程地质条件不同,但边坡的失稳大多有着一路的特征:
(1)开挖工程中的失稳。
主要有以下两种表现形式:
a.路堑开挖进程中,边坡下方路基发生底鼓,从而最终致使路堑边坡整体或局部滑塌(图a)。
b.路堑边坡顶部或上部开裂(图b)。
(2)通车后路堑边坡的失稳。
主要特征是,通车以后由于车辆动载的扰动或雨水的入侵,边坡发生局部滑塌或开裂。
(a)(b)
图开挖进程中路堑边坡失稳的主要形式
4、滑坡的主要原因
1)地质因素
①山坡表面土壤或岩层为透水的,下面为不透水土壤或岩层,且其层理偏向路基。
如遇地下水活动,会使表层沿着不透水的隔水层滑动而造成滑坡。
②边坡上部岩层松散或为堆积层,下面的主要岩层较陡而又伸向路基,则其上部松散岩层或堆积层易于滑坡。
③山坡岩层软硬交织,且其软弱面向路基倾斜,由于风化程度不同或地下水侵蚀等关系,岩层可能顺着软弱面向下滑动。
④线路穿过岩层软硬不均的岩石断开地带,又为地下水集中活动的地面时,开挖的路堑容易引发滑坡。
2)水文影响
①大量雨水渗入滑坡体内,使土体湿软,增加重量,降低强度,加速滑坡活动。
②不合理的排水办法,例如在渗水性强的边坡顶上设置没有防水层的截水沟内,就大量渗入土中而促使滑坡发生。
③地下水量增加,浸湿滑坡面。
④边坡上方有浇灌渠道或水田,没有进行适当处置,渗漏严重,造成滑坡。
⑤在路堑开挖区,自然坡体的植被环境蒙受破坏,这就加速了雨水的入渗,加大了水对边坡的作用。
水对边坡的影响主如果水压力和水的软化作用。
水的入渗,使边坡岩土体将经受孔隙水压力、裂隙水压力和动水压力作用。
对于路堑开挖边坡,水压力主要增加了边坡的下滑力,使边坡的稳定度降低。
水的软化作用主要表现为岩土体在雨后强度降低,从而减小了边坡的抗滑力。
当岩体或软弱结构面亲水性强时,易发生崩解或泥化,对于土质边坡,浸水后软化现象更明显,土体饱水后强度急剧下降。
3)设计因素
①坡度大,自稳性差。
由于土地资源的缺乏,为了尽可能少征地,路堑边坡普遍较陡。
随着边坡变陡,坡顶上的最大张应变将向着与边坡面偏向相反的方向位移,与此同时,最大主应力线随之变陡,最大主应力线成为滑面滑移线的可能性增大,边坡滑塌的加速度必然较高,滑塌的土石方量也将增大。
这就造成即便绝对高度较低的路堑仍然会发生失稳或滑塌。
②路堑边坡设计进程中勘探程度不够,致使边坡加固设计强度不高,加固结构强度不足以维持边坡的稳定。
4)外界因素影响
①风化降低边坡稳定性。
边坡岩土体中风化或强风化,强度较低,在自重应力的作用下,岩土体发生变形破坏,致使边坡稳定性系数下降。
②外因影响。
公路运行后车辆载荷和雨水的入侵也是造成边坡失稳的不可轻忽的外在原因。
第三节防护及支挡结构物病害
一、防护工程病害类型及成因分析
路基防护是确保道路全天候利用,使路基不致因地表水流和气候转变而失稳的必要工程办法,是路基设计的主要项目之一,其重要性因道路技术品级的提高和交通量的急剧增加日趋突出。
路基防护的方式,一般可分为坡面防护和冲洗防护两类。
冲洗防护可分为直接和间接两种,直接防护是指在坡面加铺护面墙、混凝土板、或采用砌石护坡和土工织物护面等,亦包括对沿河浸水边坡或坡角进行抛石,或以石笼、梢料、浸水挡土墙防护;间接防护则指沿河路堤修筑调治构造物和对河道进行整治,将危害路基的较大水流引向指定位置,以减小水流对路基的直接冲洗。
路基防护的各类办法如图1—5—1所示。
一、病害类型
1)砌石防护工程
①砂浆强度偏低,砂浆不饱满。
②石料强度偏低,颜色不一。
③墙面不平直、曲折起伏、线形不顺畅,整体感差。
④勾缝脱落,勾缝不统一,影响美观。
⑤沉降缝不直,沉降不均匀。
2)混凝土防护工程
①混凝土强度没有达到设计强度。
②混凝土跑模,结构表面翘曲不平整,严重时影响结构受力。
③结构表面模板痕迹明显,纵横向施工缝新浇混凝土跑浆、漏浆在已完工结构物表面,使得外观粗糙,浇注痕迹明显。
④气泡、麻面多。
⑤沉降缝不铅直,宽窄不一,影响美观。
二、成因分析
综合原因分析,大部份防护工程质量缺点的产生都是由于未严格依照施工工艺要求施工造成的。
除上述一些具体的原因外,还有其它一些更深层次的因素:
1)施工、监理人员的主观上熟悉不足,以为以上这些质量病害仅仅是一些小问题,不会对整个工程项目造成多大影响,无形中使得以上质量通病仍不断地发生;
2)客观上公路工程施工点多面广,战线长,质量控制工作量较大,管理工作跟不上,各个队伍施工水平、业务素质有限,不能严格依照施工工艺要求施工,更是增加了质量管理上的难度;
3)施工、监理单位的个别现场管理人员、旁站人员责任心不强,业务素质差,在施工现场不能及时发现问题,或发现问题也不能提出解决问题的办法;
4)由于最近几年来公路市场的竞争激烈而无序,使得工程的单价特别是一些非关键工程的单价普遍偏低,承包人为了获取利益,施工时偷工减料便成了常常发生的事,从而大大地影响了工程质量。
二、支挡结构物病害类型及成因分析
(一)挡土墙的利用处合及类型
挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以维持土体稳定的建筑物。
在公路工程中,它普遍应用于支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁及河流岸壁等。
按其结构特点,挡土墙可分为石砌重力式、石砌衡重式、加筋土轻型式、混凝土半重力式、钢筋混凝土悬臂式和扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型。
(二)挡土墙病害类型:
一、浆砌块石挡土墙的病害
(1)挡土墙滑移
挡土墙整体外移,与相邻挡土墙产生错位,且上、下位移大致相等。
原因分析:
①基底碎石垫层未夯实,碎石没有嵌入土基内,使基底摩擦系数没有达到设计要求。
②挡墙基础双侧填土没有同时回填,被动土压力减少,致使滑移。
③挡墙墙身后回填土采用推土机或挖掘机回填时,没有按要求做到分层填筑,分层压实,而是将大量土推向墙身或堆靠在墙身上,由于推土机引发的主动土压力和未压实土主动土压力增加形成很大的水平推力。
④采用淤泥或过湿土回填,减低了填土的摩擦角力,增大了压力,如挡墙排水不顺畅,还会引发静水压力和膨胀压力。
⑤基础埋深不够,被动土压力减少。
(2)挡土墙倾斜
土墙整体前倾,与相邻挡土墙产生位移,且位移上大下小成楔形状。
原因:
①墙身后填土未分层压实或填土含水量过大,没有达到设计要求的密实度,使填土内摩擦角减少,土压力增加。
②挡墙地基不均匀或地基超挖后用素土回填未夯实,或淤泥、垃圾等不良土质没有清除干净,致使地基承载能力下降,使受力最大处前墙趾下沉,挡墙随之前倾。
③设计时断面不合理,如墙趾较短,力臂小,抗倾覆能力差,或墙背倾斜过大,形成较大的土压力。
④排水不良或采用含水量过大的粘土回填,引发静水压力和膨胀压力。
(3)砌体断裂或坍塌
砌体产生较大的裂痕,整体倾斜或下沉,严重时砌体发生倒塌或墙身断裂。
原因:
①地基处置不妥,例如:
淤泥、软土、垃圾等没有清理干净;地基超挖后用素土回填未经夯实;地基土质不均匀,又未按规定设置沉降缝,或地基应力超限。
②砌筑质量低下,例如:
砂浆填筑不饱满,捣固不密实;砂浆强度品级不够;采用强度低的风化石砌筑;块石竖向没有错缝,形成通缝;小石块过度集中等,都将影响砌体质量。
③沉降缝不垂直,或块石间彼此交叉重叠,乃至不设沉降缝致使地基不均匀下降时,挡墙彼此牵制拉裂。
④挡墙一次砌筑高度太高或砌筑砂浆强度未达到要求时,过早进行墙后填土,致使砌体断裂或倒塌。
⑤墙身断面过小,拉应力超限或基础底面过小,应力超限致使挡墙破坏。
二、加筋土挡土墙的病害
加筋土挡土墙是我国近20年来普遍应用的挡土墙建设技术,据不完全统计,全国仅交通系统就有近300座跨线大中型桥梁的接线工程采用了该项技术。
随着时间的推移,在其投入利用5至10年以后,由于各种原因,各地许多加筋土挡土墙接踵出现了不同程度地变形或失稳现象。
严重者乃至酿成墙体倾覆、交通断绝、人员伤亡的严重事故。
因此,失稳加筋挡土墙的加固问题已不是一般性的路桥养护问题,
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