公路工程填挖交界處的路基病害處治方案

蔡云鷗

（梅州市梅縣區(qū)偉康公路建設投資有限公司，廣東梅州514700）

1 引言

在我國山區(qū)公路建設工作穩(wěn)步推進中，受到地形條件的限制，采用全斷面挖方或者填方路基實施難度大，還會導致工程投資變大，侵占更多的土地，影響生態(tài)環(huán)境[1]。因此，采用半填半挖路基是一個行之有效的解決方案。半填半挖路基相對于其他類型的路基具有以下幾點優(yōu)勢：土方開挖工程量減少；開挖土方可就地利用，避免填方遠距離調運；挖方基本被利用，避免專門設置棄土場。但是，由于半填半挖路基自身的特點導致其非常容易受到水的影響，而且由于受到填方路基與挖方路基之間的差異性以及二者之間結合程度的影響，導致其容易發(fā)生失穩(wěn)破壞?；诖?，對填挖交界路基病害與防治對策進行深入研究很有必要。

2 填挖交界路基病害及其形成機理

2.1 填挖交界路基種類

依據搭接方向的不同，可以將填挖交界路基分為2種：橫向填挖交界路基和縱向填挖交界路基[2]。其中，填方路基與挖方路基搭接方向與路基橫斷面方向一致的被稱為橫向填挖交界路基；縱向填挖交界路基是填方路基與挖方路基順著公路縱斷面方向進行搭接，如圖1所示。

圖1 填挖交界路基

2.2 填挖交界路基病害分類

2.2.1 裂縫

在縱向填挖交界路基處出現的為橫向裂縫，其擴展方向與公路路線走向方向相交，嚴重時會橫向貫穿路基?？v向裂縫出現在橫向填挖交界路基處，其擴展方向與路線走向一致，長度普遍較長。網狀裂縫在形狀上表現為縱向裂縫與橫向裂縫之間相互分割，主要由施工原因導致。填挖交界路基裂縫主要是挖方路基與填方路基之間存在的差異導致，路基填料強度存在差異，容易發(fā)生不均勻變形；路基固結程度存在差異，在填挖交接處會存在臨界面。以上因素都對填挖交界處路基出現裂縫提供了誘因。

2.2.2 不均勻沉降

不均勻沉降是填挖交界路基的常見病害，其產生的原因是填方路基與挖方路基在工程性質上存在差異。土層的固結沉降是一個漫長的過程，包括主固結沉降和次固結沉降，在公路建設期內，填方路基的固結沉降是無法完成的。雖然挖方路基不會出現固結沉降問題，但是，會由于上層部分土體的挖除而出現較小的彈性變形。輕度的不均勻沉降往往伴隨著細微裂縫的出現。而這些裂縫受到水的影響之后會逐漸變大，進一步導致了不均勻沉降的發(fā)生，嚴重時甚至會導致路面出現錯臺現象，對車輛的安全行駛造成非常大的影響。

2.2.3 路基滑動

路基滑動是一種很嚴重的填挖交界路基病害，會造成填挖交界面填方路基的滑動，對路基和路面帶來嚴重的破壞，導致公路的使用功能基本喪失。引起路基發(fā)生滑動的因素有很多種，包括不均勻沉降、地下水活動以及人為因素等。

2.3 填挖交界路基病害成因分析

2.3.1 填方路段存在不良地基

填方路基會將受到的上部荷載傳遞到下部的地基中，若地基中存在不良土質，會在上部荷載的作用下出現較大的變形，同時還會出現持續(xù)的固結變形，通常表現為豎向變形，導致填方路基與挖方路基之間出現不均勻變形，對路基的整體穩(wěn)定性帶來很大的影響。

2.3.2 水的影響

對路基產生影響的主要為大氣降水和地下水。大氣降水會順著路基中的裂縫滲入填挖交界面處，使填挖路基之間的結合變弱，加劇路基的破壞程度，致使裂縫進一步變寬，導致更多的水滲入裂縫中，形成惡性循環(huán)。地下水對填挖交界路基的影響主要是因為地下水位的變化所導致的，地下水位上升進入路基之后會導致路基軟化，導致其強度降低而容易發(fā)生變形。

2.3.3 施工影響

填方路基的施工質量在很大程度上取決于施工工藝參數，而且填料含水率與最佳含水率相差過大也會對壓實度造成影響，壓實度不足會導致路基的工后沉降難以控制，尤其是開放交通之后，會受到來自車輛荷載的影響，沉降更加明顯，極易導致裂縫的出現，當沉降過大時甚至會導致填方路基發(fā)生整體失穩(wěn)，造成路基與路面發(fā)生嚴重破壞。

2.3.4 原地面坡度

原地面坡度過大會導致其對填方路基的約束不足，填方路基存在沿著原地面發(fā)生滑移的可能。填方路基一旦發(fā)生滑移，會導致路面下部部分路基被掏空，隨之會出現路面斷裂、錯臺以及脫空等一系列的嚴重病害，對公路的使用功能造成嚴重危害。

3 填挖交界路基病害處治方案研究

填挖交界路基病害的處治方案要從兩方面著手：即在施工階段采取相應的措施對挖方路基與填方路基之間的結合進行加強；加強運營期的養(yǎng)護力度，及時處置發(fā)生的病害，避免其進一步的發(fā)展。

3.1 施工階段的處治方案

3.1.1 開挖臺階

當原地面的橫坡超過1∶5時，需要對原地面進行開挖臺階處理，通過增加填挖路基搭接面積，提高二者之間的摩擦阻力，旨在達到提高路基整體性的目的。與此同時，在一定程度上還可以抑制不均勻沉降的出現。需要注意的是，臺階的寬度以及內傾坡度都不宜過大，否則也會導致裂縫的出現。

3.1.2 鋪設土工格柵

通過鋪設土工格柵，可以加大填土內部的摩擦力，以此對土體的變形起到約束作用，達到加強路基的整體性的目的[3]。而且，由于土工格柵具有網狀結構，能夠有效促進填方路基中孔隙水壓力的消散，進而提高路基抗剪強度。土工格柵通常與開挖臺階配合使用，格柵的端頭錨固在挖方路基中，格柵間的搭接不小于10 cm，并采用鋼絲進行捆綁。

3.1.3 地基處理

施工前，需要對填方路段進行地基處理，以提高其承載力和強度，抑制其在路基填筑之后發(fā)生變形，消除填方路基與挖方路基之間的不均勻沉降。首先，在清除原地面的表土以及樹根之后才可進行路基填筑，存在不良地基土時，要進行處理后才可以進行路基填筑。對于淺層的不良土，可進行換填處理，或者在不良土中拌入摻和料（如水泥和石灰等），進行穩(wěn)定性處理。對于深層不良土，可以采用強夯、復合地基以及深層加固等方法進行處理，如圖2所示。

圖2 強夯加固處理

3.1.4 做好防排水

大氣降水以及地下水都會對填挖交界路基產生影響，導致病害的發(fā)生，因此，應及時排除路面水，隔離地下水是一項關鍵工作。首先，要做好路面水的排除，避免路面積水，防止其滲入路基，破壞填挖交界路基之間的結合；其次，要對地下水進行疏導與隔離，避免其進入路基，還要選擇透水性良好的材料進行路基填筑，并在填方路基中設置滲溝、橫向排水管以及排水墊層等；在挖方路基中做好邊溝的防滲，避免邊溝中的水滲入破壞路基。

3.2 運營期間的處治方案

填挖交界路基的病害大部分出現在運營期間，而且隨著運營時間的推移，病害出現的頻率以及嚴重程度都會不斷加大，因此，在運營期間做好病害的處治至關重要。車輛動荷載是在運營期間出現病害的直接原因，尤其是出現超載現象時，會加速病害的產生。因此，在運營期內要做好超載限制工作，確保公路在其荷載允許范圍內正常工作。當路基出現輕微病害后，要及時進行處理，防止病害因為養(yǎng)護工作的疏忽而逐漸嚴重；對于較為嚴重的病害，必須對路基進行開挖修復，不能只進行表面修補處理。

4 結語

填挖交界路基以其經濟性和對環(huán)境影響小的特點，在山區(qū)公路建設中有廣泛的應用。但是容易產生病害，相關工作人員應對其病害控制處理進行深入研究，從而提高工程質量和使用壽命，保證公路工程的使用安全。