談高填方路堤沉降病害及預防

王 勇

(山西省朔州高速公路有限責任公司，山西 朔州 036000)

談高填方路堤沉降病害及預防

王 勇

(山西省朔州高速公路有限責任公司，山西 朔州 036000)

簡述了高填方路堤的定義及病害形式，從設計、施工、填料三方面分析了高填方路堤沉降的原因，并提出了針對性的預防措施，以減少路堤不均勻沉降現象的發(fā)生，確保公路交通的正常運行。

路堤，不均勻沉降，病害，壓實度

0 引言

隨著我國基礎設施建設向西部地區(qū)的不斷延伸和擴展，出現了大量的高填方路基。在我國，填方路基是山區(qū)高等級公路路基的主體結構。在公路投入使用后，高填方路基受自然環(huán)境的影響，同時由于自重和行車荷載的共同作用，使得路基出現的沉降對路用性能造成影響。在高填方地基中，路基出現沉降是特別突出的。地基產生局部變形，不能有效的進行工后路基沉降量控制，將會影響路面結構。在我國投入使用的部分高速公路路基高填方路段中，受各種因素的影響，出現了不同程度的不均勻沉降病害，使得路面出現過早破壞，提高了公路養(yǎng)護和維修成本，對交通的正常運行產生不利影響。

1 高填方路堤的定義及病害形式

高填方路堤沒有一個明確的定義，只是一個籠統說法，指填方較高的路堤。在我國頒布的JTG D30—2004公路路基設計規(guī)范中要求“進行個別勘察設計，對重要的路堤進行穩(wěn)定性監(jiān)控”，指的是邊坡高度超過20 m的路堤，還有地面斜坡坡率陡于1∶2.5的路堤，以及不良地質、特殊地段的路堤。在施工中，將上述的三類路堤統稱為高填方路堤(見圖1)，與低填方路堤是一個相對概念。

在我國，高填方路堤病害發(fā)生主要處于地質地形變化處、水文影響較大處、橋涵結構物臺背回填段及路基結合處等部位，出現的路基整體或局部沉降。特別是在填挖交界處，由于填筑土體和原地面土體的密實度和沉降量不同，在荷載作用下出現不均勻沉降。由于路基的不均勻沉降導致路面開裂、路基滑動及邊坡坍塌等嚴重病害的發(fā)生。

大量的工程實踐表明，高填方路堤是否穩(wěn)定，其影響因素較多，不僅僅是邊坡高度，與路基填料、所處地的水文地質情況、路基施工中的方法和工藝等都有關系。高填方路基出現的不均勻沉降，輕的使得路面縱向線形不連續(xù)，造成行車舒適度差，車輛出現顛簸，嚴重的造成路面結構破壞，導致安全事故的發(fā)生。

2 高填方路堤沉降原因分析

填方路基出現沉降，地質地形、水文氣候、設計施工是最主要的影響因素。大量的工程實踐表明，確保高填方路堤穩(wěn)定性的關鍵在于設計理念、施工水平及填料質量。

2.1 設計方面

1)在通過不良地質路段時，一般選擇采用高填方路基。在不良地質路段，一般存在著土基強度低、承載力差的情況。當設計不當時，會導致完工后的路基出現壓縮沉降或擠壓移位，路面容易出現裂縫等病害。

2)在設計中，在路基與橋梁銜接處填土比較高，且填土與橋梁材料的彈性模量值差異較大。當設計不當時，將易導致在兩者銜接處形成不均勻沉降，導致行車橋頭跳車病害。

3)在一些公路設計中，高邊坡路堤的坡腳防護和加固由于設計不當導致病害的發(fā)生。如抗滑樁起止點設計不當時，會導致填方路基由于抗滑性能不足而出現路基下滑現象。

4)在一些填方路段排水設計中，由于排水設計不當造成積水而導致路基承載力降低，在載荷作用下出現沉降變形。

5)路基排水系統設計不完善(見圖2，圖3)，在路基范圍內排水不良會引起路基填土含水量大、土質松軟，使得路基強度降低，出現邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動及產生凍害等病害。

6)在通道、涵洞鋪砌設計中，防水設計的缺陷使得地表水對路基滲透浸泡，導致路基承載力下降并發(fā)生沉降變形。

2.2 施工方面

1)原地面處理不到位。

在施工前，未對原路面的草根、樹根、淤泥等不良土壤進行徹底清理，這會導致地基壓實度不足。對已發(fā)生沉降變形的不良地質路段未予以處理或處理不當。

2)在路面施工中，臨時排水設施與永久性排水系統建設應實現有機結合。否則，會導致填方路基由于排水不暢，從而形成積水長期浸泡影響路基的承載性能。

3)填筑順序不當。

在高填方路堤施工中，嚴格按照施工要求，落實“分層填筑、分層碾壓”是確保施工質量的重要環(huán)節(jié)。否則，會造成路基壓實度不足。同時，一些工程在全斷面范圍內，采用“先填半幅，后填另半幅”時，也會導致路基出現不均勻沉降。

4)在施工中分層填筑時，未按規(guī)范要求進行鋪筑。

在一些工程中，在施工中隨意增加鋪筑厚度、降低壓實機具等級或是減少碾壓遍數等情況，這些都會對路基壓實度產生不利影響，導致完工后的路基在載荷作用下出現下沉。

5)填挖交界處接合部銜接不良。

如在施工中，未按規(guī)范要求挖臺階，或因腐殖土等未清除等導致的壓實度不足，銜接不良易導致路基出現不均勻沉降。

6)在路橋過渡段施工時，在橋涵臺背回填和路橋過渡段填筑時容易導致壓實度不足。

在進行臺背回填作業(yè)時，一般是路橋先成形，后填筑過渡段，由于空間狹小，存在著大型機械作業(yè)不便的情況，而小型機具受各種因素的影響造成路基壓實度不足。

7)施工組織安排不當。

在施工中，高填方路堤施工完畢后，路基沒有足夠的時間固結，就立即鋪筑路面，從而使得路面投入使用后不久就遭到破壞。

2.3 路基填料

在施工時，填料是影響施工質量的一個關鍵因素。在一些路段施工中，一些劣質土混入填料中，如種植土、腐殖土或泥沼土等。劣質土的抗水性差、強度低，混在填料中會降低填料質量，使得完工后的路堤出現變形。在填料中混入未經打碎的大塊土、凍土塊時，在冰凍或季節(jié)性凍土地區(qū)，會導致路堤出現凍融翻漿病害。在填石路堤施工中，石料規(guī)格是影響路基質量的一個因素。當石料大小不一、性質不勻時，會造成填筑路基空隙率高，在載荷作用下出現顯著下沉。

3 高填方路堤不均勻沉降的預防

在設計、施工、養(yǎng)護等各個方面認真面對高填方路堤沉降變形問題，采取切實有效措施防止出現不均勻沉降，確保填方路基承載力、壓實度等方面符合設計要求。

3.1 設計方面

1)在施工前切實加強擬建線路的工程地質勘察工作，特別是對地質、水文等會對路基沉降造成影響的因素進行詳細調查。在線路選擇中，因地形、地質環(huán)境布設路線，盡量避讓不良地質地段。按照路基設計規(guī)范要求進行設計，盡量避免高填方路堤和陡坡路堤設計，否則提出工后沉降量要求。

2)擬建設的公路線路在通過較陡的橫坡和溝谷地等不良地質路段時，通過特殊設計以提高路基的承載力和水穩(wěn)性，以確保公路投入使用后路基沉降量符合設計高程。如在一些不良地質路面設置縱橫向臺階，確保填筑路基和原地面形成良好的結合。

3)原地面點的壓實度和承載力應符合設計要求。在一些工程中，在自重和車輛荷載作用下，由于原路面地基承載力不足而導致填方路基出現沉降。對原路面壓實度和承載力不足的路段，應采取有效工程措施進行處治。

4)做好路基排水系統的綜合設計。在路基施工設計中，通過排水系統設計，確保臨時排水和永久排水設施相結合，確保路基不會產生積水。在涵洞通道的底部設計中，要充分考慮防水設計，杜絕由于積水浸泡產生的沉降變形。

5)在路橋過渡段設計中，為緩解由柔性路基到剛性路基導致的病害問題，可考慮采用半剛性路基過渡的方式。

3.2 施工方面

1)做好施工前的準備工作。如清除地表植被、樹根、垃圾和種植土等。對原地面進行處理，以確保其能夠承受填筑土體的自重。做好路基臨時排水工作等。

2)施工組織是確保質量的前提。重視施工組織設計，通過各工段先后順序合理安排，確保路堤施工和沉降留有足夠時間，以保證投入使用后的公路不會出現較大的工后沉降。

3)嚴格控制路堤填筑工藝。在施工前，通過試驗確定不同填料、不同施工機械的組合，通過試驗段的鋪設，獲得最佳的施工流程及組合。在采用分層填筑時，應嚴控填層厚度。在高填方路段，壓實質量要求高，應合理選擇壓實機具，宜選用重型輪胎壓路機和振動壓路機效果較好。

4)做好特殊部位，如橋涵臺背回填處、路橋過渡段填方以及填挖結合部等的施工質量控制。

5)做好壓實度的檢測工作。

3.3 填料方面

在施工中，路基填料應嚴格選取，做好填料質量控制。根據路基質量要求，綜合考慮地形、水文、地質等因素，選擇水穩(wěn)性能高、干密度較大的路基填料，以確保路基具有較高的承載力。通過篩分程序，將填料中的劣質土、大塊土等影響路基壓實度的雜質予以清除。在分層填筑施工時，嚴格控制填料粒徑及含水量，確保路基密實均勻。

3.4 加強養(yǎng)護

為確保路基的使用功能，養(yǎng)護必不可少。在公路投入使用后，通過路基路面養(yǎng)護是一種延長路面使用壽命的有效手段。隨著車輛載荷的反復碾壓，路基路面出現不同程度的破損是不可避免的，及時對出現的缺損進行修補，確保路基路面正常使用是養(yǎng)護的中心。

在填方路基養(yǎng)護中，應重視路基的水損壞，加強對防水、排水結構的養(yǎng)護，確保路基路面排水通道的暢通。在發(fā)現的沉降量較大的路段，可通過注漿加固等工程措施進行加固。做好坡面的植被防護，穩(wěn)定路基邊坡，對出現的邊坡損壞等情況，應及時進行修補加固。

[1] 韋金龍.淺析公路高填方路堤常見病害及預防治理措施[J].中國科技博覽，2013(33)：46.

[2] 化憶川，陳 磊.公路高填方路堤中常見病害及治理措施的探討[J].科技致富向導，2013(29)：32.

[3] 路基病害的綜合整治與防護[J/OL].http://wenku.baidu.com/view/d82b1cf389eb172ded63b733.html，2014-07-12.

Discussion on disease and prevention of high embankment settlement

Wang Yong

(ShanxiShuozhouHighwayLimitedLiabilityCompany,Shuozhou036000,China)

This paper briefly introduced the definition and diseases types of high embankment, from design, construction, packing three aspects analyzed the causes of high embankment settlement, and put forward targeted preventive measures, to reduce the uneven settlement phenomenon of embankment, to ensure the normal operation of highway traffic.

embankment, uneven settlement, disease, compaction degree

2014-08-29

王 勇(1971- )，男，工程師

1009-6825(2015)08-0160-02

U416.12

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