高速公路病害及其治理分析
——以福泉高速公路BK2159～BK2160路段為例

鄒君俊

(福建省福泉高速公路有限公司，福建 福州 350001)

0 前 言

隨著我國社會經濟的發展，對區域交通網絡建設與運營提出了更高的要求。從目前來看，我國高速公路里程持續增加，由于設計階段對當地社會經濟發展評判偏差，未能正確評價由于項目修建通車吸引周邊交通數量。使之出現各種病害，其中路基滑移病害影響最為嚴重，直接威脅到運輸安全，因此，在高速公路運營期間需投入大量的資金維護(包括養護和改建)路面，提高公路服務水平、延長使用壽命。

常用的處治方法及優缺點見表1。

表1 常用的處治原理及優缺點

1 滑移病害治理的方法分類

由于建設期地基處理措施針對性不強、運營期周邊環境擾動與交通荷載作用,加上軟土顯著的蠕變性和觸變性,先后出現不同程度病害:過渡段不均勻沉降、局部失穩沉陷、側向滑移破壞等,嚴重影響運營安全。因此,采取合理、有效和快速的方法對在役高速公路軟基病害進行處治尤為重要。對于軟土路堤滑移失穩的處治，目前常用的花管注漿、反壓護道、預應力管樁等。

2 福泉高速公路BK2159～BK2160路段病害情況

2.1 工程概況

福泉高速公路BK2159～BK2160路段病害軟基為福泉高速公路填方路基，填高約3～5 m，場區位于沖海積平原地貌區，地形平坦開闊，地表主要分布農田，表層多種植農作物，跨越兩處寬約8 m灌概水渠及一條寬約40 m的無名河，一般海拔約3.3～4.0 m。場區有村水泥路經行，鄉村路網發育，交通便利。

2.2 病害情況

1)路基寬度為26 m，單向四車道+兩側應急車道，路面縱向裂縫共發現三道：①第一道位于土路肩邊緣，裂縫部位錯臺高度最大約25 cm；②第二道裂縫部分位于緊急停車帶與第四車道交界位置附近，部分裂縫錯臺高度、寬度最大為25、20 cm；③第三道裂縫位于第二車道中部。

2)路面橫向裂縫共發現三道均為涵洞邊緣位置開裂。

3)路基出現整體沉降滑移跡象二處，滑移區域為以上述相應路面第二道裂縫為滑移邊界。

3 病害分析

經過探坑、路堤沉降觀測等檢測及現場勘查分析得出，由于建設期軟土地基的工后不均勻沉降變形造成的，該段路基建設期間軟基采用塑料排水板加砂墊層的處理方案，但建設期間軟基處理排水板質量及施工情況未進行有效檢測，塑料排水板可能存在淤堵或局部不到位的情況，導致軟基處理排水固結效果欠佳，造成整個路基帶病工作，再加上2020年下半年持續干旱，下邊坡上的巨尾桉抽水作用造成軟基大量失水，原有的固結平衡狀態被破壞，軟土地基沉降急劇加大，路基整體性喪失，從而造成路面開裂。路基開裂見圖1，路基沉降觀測見表2。

圖1 路基開裂

表2 路基沉降觀測

4 治理方案

鑒于路基已經失穩，滑動面位于緊急停車帶與第四車道交界位置附近，且病害面積大，深度較深，考慮本項目的經濟、可行性，以現有的軟基處治方法進行比選，最終采取開挖卸載+PHC樁+反壓護道方案，道路橫斷面調整，卸載一個應急車道，由單向四車道+兩側應急車道調整為由單向四車道+單側應急車道，并將卸載后的材料用于反壓護道，即節省了材料，也給了反壓護道施工一定空間；由于受用地界控制，坡腳反壓寬度無法滿足平衡的要求，且因道路橫斷面調整對交通產生較大的影響，故設PHC管樁坡腳支護，并澆筑樁頂連系梁進行加強，以保證軟基受力的均勻、穩定；對于局部開裂且變形反應深度較淺處則采用花管注漿進行局部加強。道路橫斷面調整見圖2。

圖2 道路橫斷面調整

5 主要工序質量控制要點

5.1 預應力混凝土管樁(PHC樁)施工

PHC管樁，采用靜壓法施工，開口型樁尖。施工的內容包括地表處理，壓樁至設計深度后再澆筑樁頂連系梁。施工前需進行試樁，試樁不少于4根，試樁完成后應按有關標準對試樁進行單樁承載力試驗，確定壓樁力與實際承載力之間的關系。由于對軟土地基的擾動較大，因此，在試驗過程中對樁、土、墊層的應力和變形狀態進行監測，考察設計文件是否滿足工程承載力及沉降要求，及時調整設計。

5.2 施工流程

控沉PHC樁的施工流程：清理平整→墊層土壓實或透水性材料壓實至90%→樁位放樣→靜壓機就位→經緯儀調整垂直度→靜壓第一節樁→起吊第二節樁→接樁→檢查接樁質量和垂直度→靜壓第二節樁→重復前面的壓樁工藝→檢查整樁質量→開挖樁帽土體形成土模→綁扎樁帽鋼筋，澆混凝土養護。

PHC樁的施工技術要求。

1)沉樁過程中應嚴格控制樁身的垂直度。宜采用經緯儀進行垂直度控制，可在距樁機15～25 m 處成90°方向設置經緯儀各一臺，測定導桿和樁身的垂直度。

2)每根樁宜一次性連續沉至控制高程，沉樁過程中停歇時間不應過長。

3)焊接接樁時，焊縫應連續飽滿，滿足三級焊縫的要求；因施工誤差等因素造成的上、下樁端頭間隙應采用厚薄適當的模型鐵片填實焊牢。接樁時上、下節樁的中心線偏差不得大于5 mm，節點彎曲矢高不得大于樁段的0.1%。

4)沉樁過程中遇到較難穿透的土層時，接樁宜在樁尖穿過該土層后進行。

5) 應嚴格控制成樁深度。宜采用在套管上畫出明顯標尺的方法進行成樁深度控制。靜壓樁見圖3，連系梁見圖4。

圖3 靜壓樁

圖4 連系梁

5.3 邊坡監測內容及方法

邊坡施工期監測主要采用深孔位移監測，以坡體變形數據來修正設計，指導施工，以確保施工安全，并且檢驗工程效果。運營期的監測有地表位移監測、地下位移監測等，監測周期為坡體開挖至建成營運后不少于兩年。

施工期間：地下位移監測1～2次/月，變形時1～2次/周，變形劇烈時1次/天。運營期間： 原則上1次/月，變形(或應力)異常、連續降雨、強降雨或臺風后等加密監測。

路基深層水平位移監測采用鉆孔測斜儀配合測斜管進行。監測之前，先在擬定的監測位置鉆孔埋設測斜管，鉆孔深度超過路基軟臥層，且進入硬土層深度至少50 cm，鉆孔偏斜率不大于1%；安裝測斜管時，其中一組導槽平行于路線走向，另一組導槽垂直于路線走向。安裝完成后重復測量2次，取得初始值。之后，開始測量工作。監測時從孔底開始，自下而上沿測斜管導槽滑移，每0.5 m讀取一次數據，分別測定平行路線走向和垂直路線走向的深部位移，合成為矢量位移，與初始值進行比較，二者之差即為路基深層水平位移。根據孔口、孔內位移量及位移速率，分析路基深層水平變形規律、穩定狀況。

6 結 語

本路段通過采用“卸載+PHC樁+反壓護道”的處理方案，達到了經濟合理、技術可行的效果，保證了施工工期與施工順利進行，新建的部分達到高速公路的使用要求。經歷了3年時間的運營及監測，該路段的沉降監測數值趨于穩定，證明卸載+PHC樁+反壓護道從根源上解決了軟土地基滑移病害。

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