高等級公路路基沉陷病害的處理和預防

白立新，于文華

(赤峰市中交公路勘察設計有限責任公司)

高等級公路路基沉陷病害的處理和預防

白立新，于文華

(赤峰市中交公路勘察設計有限責任公司)

分析了山區公路填挖交界處路基產生沉陷病害的原因，針對路基沉陷程度的不同采取相應的處理措施，提出在路基設計中應加強路基填挖交界處特殊部位的設計，預防在填挖交界處產生沉陷病害。

填挖交界處;沉陷;砂樁處理

高等級公路應該給予駕駛者和乘客一種行車的安全性、舒適性，但往往在山區高等級公路上，由于地勢起伏較大，為了滿足高等級公路技術指標的要求，路基填挖較大。由于各種原因，在路基填方與挖方交界處會出現不均勻的沉陷現象，使路基出現沉陷病害。這種病害，輕者造成舒適性較差的影響，嚴重的給行車帶來安全隱患，造成安全事故，因此，山區公路路基沉陷病害成為第二個“橋頭跳車”，預防和處理路基填挖交界處的路基沉陷成為路基設計和施工管理的重中之重，而對于正在運營的公路，如何以低成本而又有效、快捷的處理路基沉陷，盡最大可能減少施工對交通的影響，更加值得關注。

1 原路基沉陷病害情況

省道206線錦山至茅荊壩段一級公路是最為典型的山區高等級公路，全長60.7 km，路基寬20.0 m，設計行車速度60 km/h。該段公路于2002年建成通車，路面結構層為：7 cm瀝青混凝土高級路面面層+20 cm水泥石灰穩定砂礫土基層+20 cm石灰水泥綜合穩定砂礫土底基層+20 cm天然砂礫墊層。通車后第二年，在填挖交界處路基填方出現了沉陷病害，路面伴隨著縱向沿填挖交界面開裂，經過7年的行車荷載作用，路基沉陷處已基本穩定。經現場調查全段路面共有41處路基沉陷病害，其中路基左幅有16處、右幅有25處，沉陷深度在50～265 mm之間，裂縫寬度在10～40 mm之間，沉陷長度在20～200 m之間。

2 路基沉陷產生的原因

根據沉陷范圍分別對每處沉陷進行地質鉆探，鉆探位置分別在填方路基沉陷處、填挖交界處及挖方路基處。

通過對路基沉陷處的路面結構層進行鉆探，在路面開裂處路面結構層已經斷通，面層、基層、底基層開裂位置基本一致。路面結構層的整體性遭到破壞，整體強度降低。

根據地質勘察報告提供的試驗數據分析，產生路基沉陷主要原因有以下幾點。

(1)填方路基填料雖然為砂礫或碎石土，但經重型動力觸探試驗檢測砂礫或碎石土的密實度偏低。

(2)路基下部填料多為粘性土，天然含水量較高(一般大于20%)，導致土基整體強度降低，密實度隨之降低。

另外，據設計代表記錄當時施工現場，在處理路基填挖交界處時，路基銜接處橫向挖臺階不規范，臺階寬度、高度及向內2%反坡均不標準，這也是造成路基沉陷的原因之一。

3 路基沉陷處理方案

路基沉陷處理有多種方案，需要根據具體不同的原因進行設計省道206線錦山至茅荊壩段公路主要是解決密實度不足及含水量較高問題，同時要注重施工簡單、迅速，節省造價，并將施工對交通的影響降到最小，綜合上述考慮，對已沉陷路基進行處理。

通過綜合比較，確定處理方案為對沉陷路基部分進行打砂樁處理，深度至原地基下砂礫層(由于路線布設在錫伯河走廊帶上，一般見砂礫層深度為3 m)，通過打砂樁對路基起到擠密的作用，并通過砂樁將土體中的水份引致地下透水層，減小土體的天然含水量，提高土體的整體強度。

處理方案按路基沉陷深度的不同，采取不同砂樁間距。具體處理措施如下。

(1)當路基沉陷值h＜10 cm時，砂樁橫縱向設置間距為2.5 m，當路基沉陷值10 cm＜h＜20 cm時，砂樁橫縱向設置間距為2.0 m，當路基沉陷值h＞20 cm時，砂樁橫縱向設置間距為1.5 m，分布形狀為梅花狀，打入原地基深度不小于3 m(至砂礫層)。

(2)砂樁成孔采用旋轉鉆法，砂樁直徑為40 cm，若沉陷位置為左幅或右幅時，砂樁最后一排必須超過道路中心線，第一排砂樁橫向距原路基邊緣1.0 m，縱向首尾端砂樁距路基沉陷邊緣0.5 m。砂樁頂面打至與原路床頂面齊平，砂樁打完后將原路面結構層挖除，重新鋪筑路面結構層。

(3)砂樁填筑材料為級配良好的砂礫，砂礫最大粒徑不大于63 mm，砂礫應連續填筑，每層厚度為30～50 cm，夯實后測定砂礫層承載力，承載力不小于600 kPa。

下表列舉幾段路基沉陷病害的程度及砂樁處理方案。

表1 幾段路基沉陷病害的程度及砂樁處理方案

4 減小路基沉陷的預防處理措施

(1)在填方路基部分可采取沖擊壓實或強夯等進行路基增強補壓，以減小路基填挖間的差異變形。

(2)當挖方部分為土質時，應用滲水系數較大的材料對挖方路床80 cm范圍進行超挖換填壓實，并在路床底面和頂面分別鋪設一層土工格柵。

(3)原地表橫向挖臺階，臺階高度不大于1.0 m，臺階挖成向內的2%～4%的反坡。

(4)縱向填挖交界處應設置過渡段，挖方部分為土質時，過渡段宜采用級配較好的砂礫或碎石填筑，當挖方部分為巖質時，過渡段可采用填石路堤。過渡段長度一般為填方高度的3～5倍。

(5)當原地表較陡時，可再填方路堤邊坡下設置護腳墻等支擋工程。

［1］公路路基設計規范(JTG D30-2004)［S］.人民交通出版社.

［2］公路路基施工技術規范(JTG F10-2006)［S］.人民交通出版社.

［3］公路橋涵地基與基礎設計規范(JTG D63-2007)［S］.人民交通出版社.

［4］塑料板排水法加固軟基工程實例集［M］.人民交通出版社.

U416.1

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1008-3383(2012)11-0066-01

2012-06-05