高填路堤病害及其加固技術(shù)應(yīng)用

張東星

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通工程成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，在高速公路尤其是山區(qū)高速公路建設(shè)中，高填路堤病害問題一直困擾著工程界?；诖耍疚木透咛盥返滩『捌浼庸碳夹g(shù)進(jìn)行分析與研究。

【關(guān)鍵詞】高填路堤；病害；加固

一、高填路堤病害防治的必要性

在公路建設(shè)完成以后，隨著時(shí)間的推移和汽車荷載作用，填土密度及固結(jié)發(fā)生改變，產(chǎn)生了不均勻沉陷或局部沉陷，特別是在填挖方接頭處，這種現(xiàn)象更加顯著。路堤長期曝露在自然環(huán)境之下，受水、空氣、溫度等自然因素的影響，發(fā)生物理力學(xué)性質(zhì)的改變。如：浸水溫度變大，強(qiáng)度降低；水、溫度影響加劇巖土風(fēng)化；溫差作用形成脹縮循環(huán)，濕差作用形成干濕循環(huán)，使路堤強(qiáng)度變低；地表水沖刷、地下水入侵等都可能引起路基病害。這些病害會(huì)導(dǎo)致路基強(qiáng)度下降，濕軟地基容易產(chǎn)生沉陷。對高填路堤進(jìn)行整體治理有以下好處：

（一）在路線跨越深溝時(shí)采用高填路堤方案，能加快工程進(jìn)度，保證施工質(zhì)量。

（二）在跨越黃土地區(qū)各種沖溝時(shí)采用高填路堤方案，能夠解決黃土地基的各種弊病，使各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)更加合理，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

（三）加筋法可以提高路堤的整體性，使路堤堤身更穩(wěn)固，從而減少工后沉降，提高公路使用性能。這對高等級公路尤其是山區(qū)公路尤為必要。

二、高填路堤病害的預(yù)防措施

（一）一般情況下可對填土高度大于20m的路堤堤身進(jìn)行沖擊碾壓或強(qiáng)夯處理，減少路堤的工后沉降。

沖擊增強(qiáng)補(bǔ)壓法適用于長度大于100m的高填路段和路床增強(qiáng)補(bǔ)壓；強(qiáng)夯增強(qiáng)補(bǔ)壓法適用于施工場地較小的高填路段。在路床設(shè)計(jì)標(biāo)高下10cm進(jìn)行路床沖擊增強(qiáng)補(bǔ)壓，沖壓后攤鋪路床填料用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

按照施工規(guī)范要求，采用沖擊式碾壓時(shí)，路基高度和沖壓位置應(yīng)符合以下要求：高填方路基，沖擊碾壓采用從96區(qū)頂面算起，往下每隔2.0m沖擊碾壓一次，每次沖碾20遍，按錯(cuò)輪而不重疊輪跡的方式碾壓。機(jī)械一般建議采用沖擊能量為25KJ的雙輪三邊形自行沖擊式壓路機(jī)，沖擊補(bǔ)強(qiáng)過程中應(yīng)注意與構(gòu)造物及土工合成材料保持一定的安全距離，其施工方案以及注意事項(xiàng)參照交通部公路科學(xué)研究院主編的《公路沖擊碾壓應(yīng)用技術(shù)指南》（2006年）執(zhí)行（如圖1.）。

采用強(qiáng)夯補(bǔ)壓時(shí)，路基高度和夯擊位置應(yīng)符合以下要求：高填方路基，強(qiáng)夯采用從96區(qū)頂面算起，往下每隔4.0m強(qiáng)夯一次，強(qiáng)夯夯擊能2000kN·m，夯錘重10t，落距10m。收錘時(shí)，最后兩擊的平均夯沉量不宜大于50mm。當(dāng)有構(gòu)造物時(shí)，應(yīng)距構(gòu)造物水平距離30m外或構(gòu)造物頂面標(biāo)高以上5m開始強(qiáng)夯（如圖2.）。

圖1. 沖擊增強(qiáng)補(bǔ)壓

圖2. 強(qiáng)夯增強(qiáng)補(bǔ)壓

一般高填路堤主要位于山嶺區(qū)路段的沖溝或洼地，地表多為水田，軟塑狀的粘土，為軟弱土層。軟弱土層厚度較小時(shí)（小于3m），采取挖除換填軟弱土層的措施，來增強(qiáng)地基土的承載力，當(dāng)軟弱土層厚度較大時(shí)（大于3m），采取其他深層處理措施進(jìn)行處理。

坡率設(shè)計(jì)：高填路段，每級邊坡可按8m高度分級，在邊坡分級處設(shè)1.5m寬平臺(tái)；坡率可采用1：1.5～1：1.75。

根據(jù)設(shè)計(jì)的邊坡坡率和斷面形式，對所有高填段落按土石混填料分別采用直線滑動(dòng)面法及圓弧滑動(dòng)面法驗(yàn)算高填路堤穩(wěn)定性。但是為避免路基不均勻沉降和路基開裂，保證高填路堤整體穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)中除采用沖擊碾壓或強(qiáng)夯補(bǔ)壓路堤的措施進(jìn)行處治外，對位于溝谷等地勢低洼的高路堤，應(yīng)加強(qiáng)路基排水措施，根據(jù)地基情況可在基底設(shè)置縱向間隔20m，橫向間隔15m的排水滲溝。

（二）地面坡度陡于1：2.5的高填路堤，設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)、邊坡高度等進(jìn)行綜合考慮，并進(jìn)行路堤穩(wěn)定性分析，因地制宜地采取設(shè)置土工格柵等措施以保證路基穩(wěn)定。

斜坡上的高填方路堤，在填筑前必須一律清除原坡面植物根莖，開挖寬度不小于2m的內(nèi)傾臺(tái)階。

斜坡路堤內(nèi)側(cè)，重視對坡面水的攔截和排出。斜坡路堤的填筑必須嚴(yán)格按施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行。

邊坡高度較高的陡坡路堤，在每級填方邊坡平臺(tái)下部增設(shè)2層土工格柵，以加強(qiáng)路基的穩(wěn)定性。

根據(jù)陡坡高填路堤地質(zhì)條件進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，若斜坡穩(wěn)定性存在問題，則應(yīng)采取在填挖交界處設(shè)置土工格柵等工程措施處理。

（三）監(jiān)控方案

路堤施工應(yīng)注意觀測路堤填筑過程中或以后的地基變形動(dòng)態(tài)，對路堤施工實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，觀測項(xiàng)目如下：

高填路堤監(jiān)控方案

觀測項(xiàng)目 常用儀具名稱 觀測內(nèi)容及目的

地表沉降量 地表型沉降計(jì)

（沉降盤） 根據(jù)測定數(shù)據(jù)調(diào)整填土速率；預(yù)測沉降趨勢，確定預(yù)壓卸載時(shí)間和結(jié)構(gòu)物及路面施工時(shí)間；提供施工期間沉降土方量的計(jì)算依據(jù)

地表水平位移量及隆起量 地表水平位移樁（觀測樁） 監(jiān)測地表水平位移及隆起情況，以確保路堤施工的安全和穩(wěn)定

地下土體分層水平位移量 地下水平位移計(jì)（測斜管） 用作掌握分層位移量，推定土體剪切破壞的位置

路堤施工監(jiān)控點(diǎn)的布設(shè)要求、觀測頻率及注意事項(xiàng)應(yīng)參照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTGF10-2006）》第6.3.19條執(zhí)行。

地表沉降及地表水平位移量控制要求同軟基監(jiān)控要求。

結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國高等級公路建設(shè)十分迅速，公路建設(shè)場地已由平原微丘區(qū)向山嶺重丘區(qū)發(fā)展，不可避免的產(chǎn)生大量高填路堤，然而由于我國在高填路堤建設(shè)方面研究基礎(chǔ)薄弱，雖然公路被建成，但質(zhì)量問題令人堪憂。所以只有對高填路堤存在的病害進(jìn)行加固處理，保證其施工質(zhì)量，才能保障高速公路的健康發(fā)展。

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