淺談高填方路堤常見病害及防治
2015-06-23
隨著我國公路建設行業(yè)的快速發(fā)展，新建公路尤其是山區(qū)高速公路的日益增多，路基高填方處理問題較之過去十年就顯得更容易遇到。公路竣工后，在車輛日積月累的重復荷載作用下，路基常出現路基整體下沉或局部沉降、路基縱橫向開裂、路基滑動或者邊坡滑坍病害等，特別是橋涵結構物臺背回填與路基填方交接處、填方與挖方交接處，路基下沉尤為突出。本文對新建、改建過程中涉及到的高填方路基進行分析，找出路填常見病害的原因，提出預防治理病害的方案，以供公路建設者借鑒參考。
1 高填方路堤的定義
根據《公路路基設計規(guī)范》(JTJ013—95)表3.3.5所列數值，當邊坡總高度大于20m(土石質填料)和12m(砂、礫填料)時，宜進行穩(wěn)定性驗算。因此，20m和12m(砂、礫填料)可視為高填路堤的分界值。再據《公路路基施工技術規(guī)范》(JTJ033--95)5.6.1條規(guī)定：水稻田或長年積水地帶，用細粒土填筑路堤高度在6m以上，其他地帶填土或填石路堤高度在20m以上時，按高填路堤施工。據此，高填方路堤與低填方路堤只是一個相對的概念。高填方路堤的穩(wěn)定不僅與邊坡高度有關，也與路基填料及其性質、邊坡坡度、地基所處水文地質狀況、路基壓實機具、施工方法等有關。
2 高填方路堤下沉的原因
2.1 設計方面的原因：
不良地質地段土基強度低、承載力低，設計處理不當，土基易于產生壓縮沉降或擠壓移位，導致高填方路堤沉降變形，路線穿越寬淺游蕩性的河床時，路基與橋梁銜接處填土較高，路基填筑與橋梁修建所涉材料彈性模量相差較大。高填方路段縱、橫向排水設計考慮不周，易造成路基兩側長期積水而降低地基承載力，使路基沉降。高邊坡路堤坡腳防護與加固不妥。路基排水系統設計不完善，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、強度降低、邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動以及產生凍害等。對擴改建工程，新舊路連接處未按要求作特別處理，留下隱患，可能出現整體下沉或局部沉陷，影響公路的正常使用。
2.2 施工方面的原因。
原地面未徹底處理：未清除草根、樹根、淤泥等不良土壤，地基壓實度不足等因素，在靜、動荷載的作用下，使路基沉降變形。不良地質路段未予以處理或處理不當而導致路基沉降變形。
路基排水方面的原因：高填方地段地面線多位于低洼處，常常積水，尤其是下雨天，使土基常時間浸泡，土基含水量大，排水不良，路基施工前未認真做好臨時排水設施建設與永久性排水系統的有機結合，使得路基排水系統不暢通，長期積水浸泡路基致使地基和路基土承載力降低，導致沉降發(fā)生。
2.3 施工工藝方面的原因。
填筑順序不當。在高填方路堤施工中，填層超厚或未嚴格按分層填筑分層碾壓工藝施工，路基壓實度不足而導致路基沉降變形；未全斷面范圍均勻分層填筑，而是先填半幅，后填另半幅而發(fā)生不均勻沉降。高填方路基在分層填筑時，沒有按照相關規(guī)范或設計要求的厚度進行鋪筑，隨意加厚鋪筑厚度；壓實機具按規(guī)定的碾壓遍數壓實時，壓實度達不到規(guī)范規(guī)定的要求，當填筑到路基設計高程時，必然產生累計的沉降變形，在重復荷載與填料自重作用下產生下沉。
施工組織安排不當，先施工低填方路堤，后施工高填方路堤，往往高填方路堤施工完成后就立即鋪路面，路基沒有足夠的時間沉降固結，而使路面使用不久就沉陷。
2.4 工程質量管理方面的原因。
施工過程中，質量與技術方面的管理力度不夠，現場技術人員的責任心不強；技術質量監(jiān)督力度不足，施工單位疲于應付，施工單位刻意減少壓實度的抽檢頻率，甚至不惜偽造試驗資料敷衍檢查；施工現場混亂無序導致工程質量降低，加大了施工過程中的隱患，甚至造成大的質量事故，危及了路基的穩(wěn)定性。
2.5 施工技術處理方面的原因。
高填方路堤施工中的縱橫向搭接未按規(guī)范處理，搭接不正確導致路基的不均勻沉降而出現裂縫。路基兩側超寬填筑不夠，整修時采用“貼補法”，補填土不易與原邊坡土結合緊密而且難以壓實，整體性差。
3 高填方下沉的防治措施
3.1 路線選線中，在堅持路線總體走向通過主要控制點的原則下，因地形、地質環(huán)境布設路線，盡量避讓不良地質地段，不需要追求高指標的線形，努力做到線形指標搭配合理，即可取得良好的視覺效果。
3.2 路基若通過耕地、水田，施工時必須做填前碾壓，如果有機質含量和其他雜物多而不易壓實，應挖除換填；如果地基為松軟土，通過對原地進行常規(guī)的填前碾壓不能滿足穩(wěn)定和沉降要求時，要按《公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范》要求向監(jiān)理工程師提出對軟弱土進行加固處治。
3.3 高填方路堤的填料。對高填方路基路段施工在填料料場選擇時，除按規(guī)范要求的液限、塑性指數、含水量和CBR等指標外，還應根據填料的性質（如：水穩(wěn)性承載能力）綜合選擇水穩(wěn)性好、干密度大、承載能力高的礫石類土填筑路基為宜。在路基填筑前必須將料場蓋山土清除干凈，防止樹根、雜草、種植土等混填于路基之中。施工中嚴格控制填料含水量，嚴禁過濕的土填于路基之上；且要求不同土質分層填筑，剔除填料中超大顆粒，以保證各點密實度均勻一致。
路堤施工中，各施工層表面不應有積水，填方路堤應根據土質情況和施工時氣候狀況設置2%～4%的雙向或單向排水橫坡，及時排走雨水。施工前，應先做好截水溝、排水溝等排水及防滲設施，坡腳避免遭受水的沖刷(排水溝邊緣距路基坡腳不小于2m)。
3.4 施工和監(jiān)理嚴格遵照有關規(guī)章制度進行，不盲目的趕工期，搶進度。施工單位應配備完善的施工組織和質量檢驗體系，專業(yè)人員持證上崗。在壓實過程中，施工單位自檢人員應按規(guī)定的頻率逐層檢查路基的壓實度。
3.5 舊路加寬時，清除邊坡上的雜草，并沿舊路邊坡挖成向內傾斜的臺階，臺階寬度不小于1.0m。填方分段施工兩段交接處，則先填段應留臺階與后填段分層階梯搭接，搭接長度不小于2m。半填半挖路段按規(guī)范要求設置臺階并分層壓實，提高路堤的整體穩(wěn)定性。
3.6 路基施工應超寬填筑，超寬碾壓。一般較設計寬度每側超寬不小于30cm，以確保邊坡密實；路基虧坡，整修時開臺階，分層填筑壓實，嚴禁貼補，確保路基的整體性和邊坡密實。每層填筑上料前要根據設計邊坡線實地放出路堤填筑邊線。
3.7 種植灌木、草皮，強化邊坡植被保證。
4 結束語
減少高填方路堤的病害帶來的負面影響，就要求我們必須做到早預見、早防治，發(fā)生問題前盡可能完善施工方案，將問題消滅在源頭，發(fā)現問題及時采取有效的補救措施，在施工中不斷地積累經驗，把病害減小到最低限度，確保高填方路堤有足夠的穩(wěn)定性和耐久性。
