施工過程中高填方路堤病害預防淺析

陳思強

（南平京臺高速公路有限責任公司 福建 南平 353000）

施工過程中高填方路堤病害預防淺析

陳思強

（南平京臺高速公路有限責任公司 福建 南平 353000）

以高速公路某段高填方路堤為實例，分析高填方路堤病害在施工過程中產生的原因，提出施工過程中的預防措施，以減少高填方路堤的工后沉降與災害的產生，延長公路的使用壽命，提高公路運營的經濟性及安全性。

高填方路堤；病害形式；原因分析；預防措施

1　前言

隨著我國經濟的高速發展，國家路網的進一步整治與完善，在我國南方許多地區，受到地形的制約，施工中常會遇到高填方路堤。近幾年，筆者經歷了公路建設的施工、監理與管理等的工作，對高填方路堤存在的沉降、開裂等問題，從施工角度進行分析病害產生的機理，總結預防措施，以改進施工工藝，保證施工質量，提高高填方路堤的道路行車質量。

2　高填方路堤定義及病害

高填方路堤是指水田或常年積水地帶，用細粒土填筑的路基高度在6m以上，其它地帶填土或填石高度在20m以上的路基。由于公路是線性工程，高填方路堤所處環境的地質情況錯綜復雜，填土的密實與自然的固結都需要時間，且常年受車輛荷載重復作用，因此在施工過程和工程完工后的車輛營運階段發生的病害較多，而且較難處治。經調查分析，常見形式病害主要有以下三種：

（1）路基整體下沉或局部沉降（例如橋頭跳車）；

（2）路基不均勻沉降引起的縱橫向開裂；

（3）路基滑動或邊坡坍陷。

以上每種形式都不同程度地影響著道路的正常使用，其危害極大。

3　高填方路堤病害產生的主要原因

高填方路堤沉降主要有工程地質與地形、水文與氣候、設計和施工等各方面的原因。本文主要討論在施工過程中可能產生病害的原因，主要有以下幾個方面：

（1）在路基施工開工前未做好臨時排水設施與永久性排水系統的有機結合，導致路基排水系統不暢，長期積水浸泡路基，致使路基基底承載力降低，導致沉降發生。

（2）項目的整體施工組織安排不當，比如先施工一般路堤，后施工高填方路堤，導致高填方路堤成為項目的控制性工程，最后的結果就是受工期限制，在高填方路堤施工完成后就立即開始鋪筑路面，路基沒有足夠的時間固結與沉降，從而使路面使用不久就發生開裂等現象；或是未按要求在全斷面范圍均勻分層填筑，而是先填半幅，后填另一半幅而發生不均勻沉降。

（3）在清表施工過程中原地面處理不徹底，如未清除草根、樹根、淤泥等不良土壤，基底部分洞穴未按要求進行換填、回填，地基壓實度不足等因素，在靜、動荷載的共同作用下，使路基產生滑移或沉降變形。

（4）填土路基土方內混入種植土、腐殖土或沼澤土等劣質土，或土中含有未經打碎的大塊土等；填石路堤石料規格不一、性質不勻或就地爆破堆積，亂石中空隙很大。

（5）壓實不足。高填方路堤在分層填筑時，沒有經過試驗段施工來論證壓實機具效能、壓實遍數等參數，或是沒有按照相關規范或設計要求的分層厚度進行鋪筑，隨意加厚鋪筑厚度；壓實機具未按規定的碾壓遍數壓實，導致壓實度達不到規范和設計規定的要求，當填筑到路基設計高程時，在重復荷載與填料自重作用下必然會產生累計沉降變形。

（6）在填挖交界處沒有按要求開挖臺階，導致交界處發生不均勻沉降。或因為原地面與填料結構不同，兩者密度、承載能力不同，如填挖交接處軟土、腐殖土等未清除干凈或填筑方式錯誤及壓實不足，就會出現填挖交界處沉降病害。

（7）在擋墻、橋臺或者涵洞等構造物臺背回填土下沉，其主要原因是臺背回填由于大型機械作業不便，小型機具壓實不足或填層超厚，易造成壓實度不足而沉降。

4　高填方路堤病害在施工過程中的預防措施

從各種數據分析來看，高填方路堤產生沉降的因素主要來自于設計和施工兩方面。因此，在設計時只要設計人員認真進行勘察設計，詳細調查擬建公路沿線地形、地貌、水文地質等情況，采取有針對性的工程設計方案；施工中嚴格按照施工規范和設計要求，合理組織施工，對于防止高填方路堤沉降，必將起到積極作用。

結合高速公路某合同段的工程實例（路基填土最大高度為42m），在施工過程中對于高填方路堤沉降的預防措施，主要采取以下幾個方面：

4.1做好技術交底和施工組織設計是保證工程質量的前提

要求施工單位的工程技術人員開工前要認真審閱設計文件，了解設計意圖，做好技術交底工作。高度重視高填方路堤的施工組織設計，合理安排各施工段的先后順序，明確構造物和路基的銜接關系，高填方路堤宜優先安排施工，給高填方路堤留有足夠的時間施工和沉降。

4.2處理好路基排水及原地面是保證路基穩定的基礎

填筑路基前抓好路基臨時排水工作，使臨時排水系統與永久性排水系統有機結合。施工過程中通過路基兩側縱、橫向排水系統及時疏散路基范圍的積水，避免路基受水浸泡。填筑前徹底清除地表植被、樹根、垃圾和種植土，加強對基底的壓實或對地基進行強夯處理，對地基位于斜坡和谷底地段，采用自下而上開挖臺階處理，臺階尺寸高度以4m控制（分層強夯強夯高度），寬度在10～15m之間，臺階向內側傾斜4%，在基底根據實際地形設置碎石盲溝，并在原地面開挖臺階后的部位視坡面情況酌情設置碎石滲溝，地表強夯后回填100cm碎石，并與排水溝連通。

4.3認真選取路基填料，嚴格控制路堤填筑工藝

要求路堤底部25m高度范圍須采用水穩定性好、強度高的強～中風化巖石填筑，路基填料應均勻、密實，采用指定的料場且經過現場試驗確認后方能填筑，填料最小強度（CBR）和最大粒徑應滿足設計和規范的要求。填筑前通過試驗段獲得不同填料的最佳機械組合方式、虛鋪厚度、碾壓遍數和填料的施工最佳含水量范圍。經試驗確定振動壓路機的自重噸位應大于20T，速度為3km/h～6km/h，碾壓遍數不少于8遍，碾壓時遵循先輕后重、先靜后振、先低后高、先慢后快、輪跡重疊的原則，路基每層的壓實度經檢驗滿足設計要求后方可進行下一層施工。

4.4采取強夯擊實對高填方路堤進行加固

考慮到高填方路堤的沉降和穩定問題，采取強夯措施對路堤填土進行充分處理，保證路基施工質量和穩定。

（1）對基底的強夯處理。對存在軟弱土地基的路段，挖除軟弱土，換填開山石渣，并對路基基底進行基底強夯處理，采用主夯、副夯、全幅滿夯的次序進行，主夯點、副夯點均按正方形布置（每四個主夯點正中夾一副夯點），點距為4m。第一、二遍單點采用1500kN·m夯擊能，每遍每點夯擊5次。第二遍點夯之后用推土機整平場地，第三遍全幅滿夯采用1000kN·m夯擊能。強夯處理完畢，最后兩擊平均夯沉量應不大于5cm，否則應增加夯擊遍數。

圖1　

（2）試夯。強夯施工前應進行試夯，以確定合理的施工參數和工藝。

（3）每4m進行分層強夯。本段為控制路基自身沉降和穩定，除基底進行強夯外，還對路堤堤身進行4m一層強夯處理。分層強夯單點夯擊能1000kN·m，錘徑為2m，全幅滿夯，搭接部分寬度為1m，即夯點間距為1m。分層強夯遍數2遍，強夯處理完畢，最后兩擊平均夯沉量應不大于5cm，否則應增加夯擊遍數。為了使強夯路段沿路線縱向方向順利過渡，強夯范圍至填方設計高度小于等于8m的路堤段截止。

4.5使用土工格柵對高填方路堤進行補強

每4m鋪一層土工格柵，強夯完成后，采用40t以上級振動壓路機進行碾壓整平處理，并鋪設雙向鋼塑格柵。在橫斷面橫向上鋪設時不得搭接綁扎接長，而相鄰幅之間的土工格柵搭接寬度為15cm；土工格柵兩端應回折2.0m錨固。鋪設土工格柵的土層表面應平整，嚴禁有碎、塊石等堅硬凸出物；土工格柵上、下側填料的最大粒徑不得大于規范規定的路床、路堤范圍的粒徑要求，在距格柵層8cm內的填料粒徑不得大于6cm。格柵應鋪設平整，不得有褶皺。利用土工格柵的高強度韌性，使之與土基組合成一個整體，可增強土體的抗剪能力，防止產生過大永久變形和疲勞破壞。

4.6抓好臺背部位的施工質量控制

涵洞兩側、擋墻后背，這些地方地形條件特殊，填方施工難度大。施工時采用小型夯實機具，填筑的分層厚度應控制在15cm左右，同時加大抽檢頻率保證壓實。

4.7做好路堤邊坡坡面的防護

路堤坡面采用拱形骨架內噴播植草防護。

4.8設置位移沉降監測點

加強施工過程中的穩定觀測，按施工圖紙要求布設位移、沉降觀測點，定期進行觀測，并做好記錄。用來指導高填方路堤的施工，控制填筑速率，預測工后沉降趨勢，確定路面施工時間和長期穩定性觀測。

在此段高填方路堤填筑完成后，歷經兩個雨季，經觀測，路基累計總沉降量控制在設計要求以內，且路基總體已處于穩定狀態，符合下道施工工序路面施工的要求，所采取的高填方路基沉降預防措施合理有效。

5　結束語

通過高速公路某段高填方路堤施工為實例，結合近年來的工作經驗，對高填方路堤產生常見病害的幾種形式進行淺析，總結出了其產生的原因及預防處理措施。因此，如何控制高填方路堤的施工質量，減少病害的發生就是高填方路堤病害防治的主要方向，從原路基地表、排水的處理，路基填料的選擇，每層攤鋪厚度及壓實度的控制，路堤邊坡防護等各道工序的嚴格控制，以及強夯工藝和土工格柵的合理應用，填筑過程中及填筑完成后進行沉降觀測等措施，以減少高填方路堤的工后沉降與災害的產生，提高公路運營的經濟性及安全性。

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[8]施工圖設計文件.

U418.5

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1673-0038（2015）18-0211-02

2015-4-10