高填路堤病害及其加固技術應用

張東星

【摘要】隨著社會經濟的快速發展，交通工程成為人們關注的重點，在高速公路尤其是山區高速公路建設中，高填路堤病害問題一直困擾著工程界。基于此，本文就高填路堤病害及其加固技術進行分析與研究。

【關鍵詞】高填路堤；病害；加固

一、高填路堤病害防治的必要性

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

（一）在路線跨越深溝時采用高填路堤方案，能加快工程進度，保證施工質量。

（二）在跨越黃土地區各種沖溝時采用高填路堤方案，能夠解決黃土地基的各種弊病，使各項技術指標更加合理，產生更大的經濟效益。

（三）加筋法可以提高路堤的整體性，使路堤堤身更穩固，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公路尤為必要。

二、高填路堤病害的預防措施

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

沖擊增強補壓法適用于長度大于100m的高填路段和路床增強補壓；強夯增強補壓法適用于施工場地較小的高填路段。在路床設計標高下10cm進行路床沖擊增強補壓，沖壓后攤鋪路床填料用振動壓路機壓實至設計標高。

按照施工規范要求，采用沖擊式碾壓時，路基高度和沖壓位置應符合以下要求：高填方路基，沖擊碾壓采用從96區頂面算起，往下每隔2.0m沖擊碾壓一次，每次沖碾20遍，按錯輪而不重疊輪跡的方式碾壓。機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，沖擊補強過程中應注意與構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參照交通部公路科學研究院主編的《公路沖擊碾壓應用技術指南》（2006年）執行（如圖1.）。

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

圖1. 沖擊增強補壓

圖2. 強夯增強補壓

一般高填路堤主要位于山嶺區路段的沖溝或洼地，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（小于3m），采取挖除換填軟弱土層的措施，來增強地基土的承載力，當軟弱土層厚度較大時（大于3m），采取其他深層處理措施進行處理。

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

根據設計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面法及圓弧滑動面法驗算高填路堤穩定性。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定性，設計中除采用沖擊碾壓或強夯補壓路堤的措施進行處治外，對位于溝谷等地勢低洼的高路堤，應加強路基排水措施，根據地基情況可在基底設置縱向間隔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，設計中應結合地形、地質、邊坡高度等進行綜合考慮，并進行路堤穩定性分析，因地制宜地采取設置土工格柵等措施以保證路基穩定。

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的內傾臺階。

斜坡路堤內側，重視對坡面水的攔截和排出。斜坡路堤的填筑必須嚴格按施工技術規范要求進行。

邊坡高度較高的陡坡路堤，在每級填方邊坡平臺下部增設2層土工格柵，以加強路基的穩定性。

根據陡坡高填路堤地質條件進行穩定性分析計算，若斜坡穩定性存在問題，則應采取在填挖交界處設置土工格柵等工程措施處理。

（三）監控方案

路堤施工應注意觀測路堤填筑過程中或以后的地基變形動態，對路堤施工實行動態監控，觀測項目如下：

高填路堤監控方案

觀測項目 常用儀具名稱 觀測內容及目的

地表沉降量 地表型沉降計

（沉降盤） 根據測定數據調整填土速率；預測沉降趨勢，確定預壓卸載時間和結構物及路面施工時間；提供施工期間沉降土方量的計算依據

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

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

路堤施工監控點的布設要求、觀測頻率及注意事項應參照《公路路基施工技術規范（JTGF10-2006）》第6.3.19條執行。

地表沉降及地表水平位移量控制要求同軟基監控要求。

結束語

隨著經濟的快速發展，我國高等級公路建設十分迅速，公路建設場地已由平原微丘區向山嶺重丘區發展，不可避免的產生大量高填路堤，然而由于我國在高填路堤建設方面研究基礎薄弱，雖然公路被建成，但質量問題令人堪憂。所以只有對高填路堤存在的病害進行加固處理，保證其施工質量，才能保障高速公路的健康發展。

參考文獻：

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