公路路基填挖交界處不均勻沉降原因及防治

趙勇強

(新疆道路橋梁工程總公司第一工程處)

0 引言

近年來隨著公路設施的大幅修建，高填深挖路段和隧道工程也不斷增加，在路基施工尤其是填挖交界部位施工質量難以控制，往往出現(xiàn)在道路投入運營后隨著時間延長和車輛荷載的作用而在填挖交界處出現(xiàn)整體或局部不均勻沉降現(xiàn)象，該現(xiàn)象一旦出現(xiàn)則影響公路的正常使用，且會增加公路的養(yǎng)護費用，若對其重視程度不夠或未采取合適的修補措施則甚至會導致滑塌等質量安全事故，產生不良社會影響。

1 填挖交界處不均勻沉降產生原因

1.1 滲透水影響

該種情況多發(fā)生于河灘路基，雖河灘路基多有防護工程，但其淹沒部分仍會受到滲透水體壓力的作用，而一旦防護工程滲水，且在常水位下的路基則會受到河水的浸泡，即使在填筑時穩(wěn)定的土體的強度也會急劇下降，尤其是水穩(wěn)性差的土體更為明顯，最終將會破壞路基的整體穩(wěn)定性能，造成各種裂縫以及整體或局部的不均勻沉降。

1.2 地下潛流

該種情況是當挖方路段開挖后導致附近地下水的徑流方向發(fā)生變化，在開挖前處于橫流的水體會變?yōu)榭v流等，導致地下潛流水侵蝕路基而增大路基的含水量，降低路基的強度而形成病害，該種情況對細粒土更為明顯;或由于地下潛水由于植被吸收和陽光照射等作用而導致徑流方向發(fā)生變化，該原因雖部明顯但日積月累也會對路基造成損害。

1.3 徑流滲水

施工中一般在路塹兩側設置邊溝用于排水，邊溝在引出設計段均和填挖交界處平行，在邊溝填筑時若填筑不密實則邊溝內的水會下滲，或邊溝砌筑時由于砌筑砂漿不飽滿或勾縫砂漿脫落均會導致溝內水體進入路基，終將導致路基強度降低造成路基不均勻沉降。

1.4 地質勘探不到位

在路基施工前尤其是地質病害較多的區(qū)域進行路基施工前應對其進行詳盡的地質勘探，并結合實際情況在施工中采取相應措施進行處治，由于路基一旦建成則存在長期受地下潛流長期沖刷的可能，長期以往將會造成在填挖交界部位出現(xiàn)不同程度的軟弱層，因此對該部位應加強勘探，嚴禁出現(xiàn)漏探并采取有效措施對原地基進行有效處理。

1.5 填筑工藝不當

規(guī)范規(guī)定填筑材料超粒徑不可超過填筑厚度的2/3，石料強度不能低于15 MPa，若在進行路基填筑時若填料超粒徑現(xiàn)象嚴重，存在超粒徑石塊則會導致路基內出現(xiàn)大空隙以及在路肩處碾壓不到位等現(xiàn)象。而采用不同巖性的石料進行混填時則在不平整部位應用細石或石屑找平，若采用強風化石料或軟質巖石填筑則在碾壓過程中破碎現(xiàn)象較為嚴重，甚至可出現(xiàn)粉質土因此會降低路基的強度，因此在材料選用時應測定其強度，嚴格按照規(guī)范規(guī)定選用。

1.6 施工臺階不規(guī)范

在填挖交界段路基施工一般采用臺階法施工，但由于路基施工機械化程度較高，因此在實際施工中會出現(xiàn)缺少人工配合的現(xiàn)象，而在縱橫向臺階開挖都采用推土機施工因此會留下縱橫向土埂，以及在壓實后仍有松土存在，或邊坡的表層土清理不干凈，內部夾雜樹根、草皮等腐殖質含量高的土體。

1.7 工后沉降不一

對新施工路基尤其是高填至路基在施工后均會不同程度的出現(xiàn)不均勻的工后沉降，而填挖交界部位多為高路堤，但由于路塹段的工后沉降則較小，尤其是挖石方路段其工后沉降更小，因此會導致在填挖交界部位出現(xiàn)不均勻沉降以及縱橫向裂縫等。

2 不均勻沉降防治措施

2.1 臺階法施工

對填挖交界部位不均勻沉降的常見處理方法多為挖土質臺階，其在填方路段地面橫坡坡度超過1∶5時首先應將地表草皮、腐殖土等清除，后將地面挖成臺階，臺階寬度不應小于2 m，且臺階應向內有2% ～4%的傾斜坡度，其壓實度不應小于85%;當基巖面的覆蓋層較薄并不穩(wěn)定時則應向將覆蓋層清除后再挖臺階，當覆蓋層較厚且較穩(wěn)定則可清除覆蓋層后挖臺階，臺階挖成后應先對其進行壓實后進行填筑直至路槽頂標高，并應保證填筑的壓實要求，若地面橫坡較陡、填挖高差較大則必須采用更為合理的土工格柵等措施來處理路基不均勻沉降;若坡面或坡腳部位裂隙水較為豐富或存在地下泉水則應沿坡腳位置每間隔2～3個填層高度設置一個盲溝以將豐富的裂隙水或泉水導流到區(qū)域外，同時應嚴格控制縱橫坡以保持路拱以便雨季排水通暢，對于半填半挖路段施工則最好不用推土機直接進行填土作業(yè)以免形成推土區(qū)不能滿足壓實要求。

2.2 土工格柵

土工格柵分為塑料土工格柵和玻璃纖維土工格柵等，其均具有較高的拉伸強度和拉伸模量，并具有較低的延伸率和較好的耐高低溫性能。施工時將其布置于土體的拉伸變形區(qū)后，則土基與格柵共同形成嵌鎖結構，土體的拉應力將傳遞給土工格柵使其筋材成為抗拉構件，而當加筋土受到荷載作用則土工格柵與土體間咬合鑲嵌的摩擦阻力將對土體的側向變形形成制約，且由于格柵與土體間存在較高的粘接作用，可與土體產生相互嵌固作用效應而顯示出更好的抗拉性能，即通過高抗拉性能使有筋土的強度遠高于無筋土而極大的提高了路基土承受剪應力的能力，因此可在很大程度上改善了其上層沉降狀況，實現(xiàn)斷面部位均勻沉降，減少差異沉降等。

2.3 地基換填

在部分地區(qū)尤其是山區(qū)路基修筑中填挖交界處的原地面由于山體的常年沖刷作用而形成一定厚度的沖積層，對于沖擊層不厚的路段可進行換填來保證路基的穩(wěn)定性。在換填施工時應先將軟弱層全部清除，并在填筑前應保證基槽內干燥，若施工區(qū)域地下水位較高則應采取相應的排水措施，并填筑透水性能良好的材料，多采用弱風化石料以及天然級配砂礫，而由于細粒土和強風化石的水穩(wěn)性差而不宜在該路段內使用;若軟弱層較厚則換填施工難度較大，且會增加施工成本，因此應在該路段填筑高強度、高透水性的材料。

2.4 路基與路床填筑

路基填筑應采用透水性能良好的材料，其以弱風化路塹開挖石料和天然級配砂礫為佳，并應加大高填挖路段臺階，在機械推土后應人工配合修整以免留下碾壓不到的橫向土埂，回填厚度應略小于規(guī)范允許的厚度，嚴禁超厚、超粒徑;路床填筑應盡量采用石方填筑，最好在整個填區(qū)都采用石方，并避免在其上部采用細沙土找補以造成整個路基的強度存在較大偏差，對超粒徑的材料應采用人工或機械解小或在施工過程中給予剔除。

2.5 沖擊碾壓或強夯

對填挖交界部位還應采取必要的沖擊碾壓或強夯等措施來增強補壓，減小填挖路段間的不均勻沉降，對碾壓成型的路基進行檢驗性追加沖碾遍數來提高路基的整體強度和均勻性，當路基強度達到要求時高填方路堤采用沖擊碾壓技術可使工后沉降減少2/3，可有效避免由于不均勻沉降所引發(fā)的裂縫。

2.6 盲溝設置

采用土工格柵法施工應先將填方路段原地面按照一般方法處理到路槽頂面下120 cm處，挖方段也處理至同樣高度，之后在原地面填挖交界處開挖一道底寬401 cm，頂寬80 cm，高40 cm的梯形盲溝，溝內材料為砂、礫石或碎石，盲溝內側、頂邊均包無紡土工布，外側和底邊包復合土工膜，其搭接長度不小于10 cm，溝底坡度不小于1%，盲溝設置完成后應在內部填至120 cm后的砂、礫石或碎石等透水性良好的材料，并應保證其壓實度滿足要求，在填筑層內設置3層雙向土工格柵，頂面及地面不布設，其填方段處置長度應為10 m，若交界線與路線垂直方向夾角大于15°則可在填挖兩側個處置5 m即可。

2.7 路基注漿

對填挖交界處的路基，可在路基上層1～2 m范圍內注射水泥漿，以增強填石路基效果，并可通過注漿以填充滲透和擠密等形式將土?；蚴瘔K間空隙占據，并形成一個結構新、強度大的穩(wěn)定體來提高防水作用。

3 結語

填挖方交界處不均勻沉降時公路路基施工中常見病害之一，且因其導致因素較多而不易徹底預防，在施工中只有充分結合當地地質狀況，采取科學合理的施工技術，嚴格按照施工工藝進行施工才能保證施工質量，減少或避免不均勻現(xiàn)象的發(fā)生，提高路基施工質量。

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