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(shè)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(fù)荷載作用下，路基常出現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jìn)行分析，找出路填常見病害的原因，提出預(yù)防治理病害的方案，以供公路建設(shè)者借鑒參考。
1 高填方路堤的定義
根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ013—95)表3.3.5所列數(shù)值，當(dāng)邊坡總高度大于20m(土石質(zhì)填料)和12m(砂、礫填料)時，宜進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。因此，20m和12m(砂、礫填料)可視為高填路堤的分界值。再據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ033--95)5.6.1條規(guī)定：水稻田或長年積水地帶，用細(xì)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(jù)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(guān)，也與路基填料及其性質(zhì)、邊坡坡度、地基所處水文地質(zhì)狀況、路基壓實(shí)機(jī)具、施工方法等有關(guān)。
2 高填方路堤下沉的原因
2.1 設(shè)計(jì)方面的原因：
不良地質(zhì)地段土基強(qiáng)度低、承載力低，設(shè)計(jì)處理不當(dāng)，土基易于產(chǎn)生壓縮沉降或擠壓移位，導(dǎo)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(shè)計(jì)考慮不周，易造成路基兩側(cè)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(hù)與加固不妥。路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善，在路基范圍內(nèi)排水不良會引起路基填土含水量大、土質(zhì)松軟、強(qiáng)度降低、邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動以及產(chǎn)生凍害等。對擴(kuò)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(xiàn)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(shí)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(zhì)路段未予以處理或處理不當(dāng)而導(dǎo)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(rèn)真做好臨時排水設(shè)施建設(shè)與永久性排水系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，使得路基排水系統(tǒng)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(dǎo)致沉降發(fā)生。
2.3 施工工藝方面的原因。
填筑順序不當(dāng)。在高填方路堤施工中，填層超厚或未嚴(yán)格按分層填筑分層碾壓工藝施工，路基壓實(shí)度不足而導(dǎo)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(guān)規(guī)范或設(shè)計(jì)要求的厚度進(jìn)行鋪筑，隨意加厚鋪筑厚度；壓實(shí)機(jī)具按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實(shí)時，壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范規(guī)定的要求，當(dāng)填筑到路基設(shè)計(jì)高程時，必然產(chǎn)生累計(jì)的沉降變形，在重復(fù)荷載與填料自重作用下產(chǎn)生下沉。
施工組織安排不當(dāng)，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(jié)，而使路面使用不久就沉陷。
2.4 工程質(zhì)量管理方面的原因。
施工過程中，質(zhì)量與技術(shù)方面的管理力度不夠，現(xiàn)場技術(shù)人員的責(zé)任心不強(qiáng)；技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督力度不足，施工單位疲于應(yīng)付，施工單位刻意減少壓實(shí)度的抽檢頻率，甚至不惜偽造試驗(yàn)資料敷衍檢查；施工現(xiàn)場混亂無序?qū)е鹿こ藤|(zhì)量降低，加大了施工過程中的隱患，甚至造成大的質(zhì)量事故，危及了路基的穩(wěn)定性。
2.5 施工技術(shù)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(dǎo)致路基的不均勻沉降而出現(xiàn)裂縫。路基兩側(cè)超寬填筑不夠，整修時采用“貼補(bǔ)法”，補(bǔ)填土不易與原邊坡土結(jié)合緊密而且難以壓實(shí)，整體性差。
3 高填方下沉的防治措施
3.1 路線選線中，在堅(jiān)持路線總體走向通過主要控制點(diǎn)的原則下，因地形、地質(zhì)環(huán)境布設(shè)路線，盡量避讓不良地質(zhì)地段，不需要追求高指標(biāo)的線形，努力做到線形指標(biāo)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(jī)質(zhì)含量和其他雜物多而不易壓實(shí)，應(yīng)挖除換填；如果地基為松軟土，通過對原地進(jìn)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(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》要求向監(jiān)理工程師提出對軟弱土進(jìn)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(shù)、含水量和CBR等指標(biāo)外，還應(yīng)根據(jù)填料的性質(zhì)（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(yán)格控制填料含水量，嚴(yán)禁過濕的土填于路基之上；且要求不同土質(zhì)分層填筑，剔除填料中超大顆粒，以保證各點(diǎn)密實(shí)度均勻一致。
路堤施工中，各施工層表面不應(yīng)有積水，填方路堤應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和施工時氣候狀況設(shè)置2%～4%的雙向或單向排水橫坡，及時排走雨水。施工前，應(yīng)先做好截水溝、排水溝等排水及防滲設(shè)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(yán)格遵照有關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行，不盲目的趕工期，搶進(jìn)度。施工單位應(yīng)配備完善的施工組織和質(zhì)量檢驗(yàn)體系，專業(yè)人員持證上崗。在壓實(shí)過程中，施工單位自檢人員應(yīng)按規(guī)定的頻率逐層檢查路基的壓實(shí)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(nèi)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(yīng)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(shè)置臺階并分層壓實(shí)，提高路堤的整體穩(wěn)定性。
3.6 路基施工應(yīng)超寬填筑，超寬碾壓。一般較設(shè)計(jì)寬度每側(cè)超寬不小于30cm，以確保邊坡密實(shí)；路基虧坡，整修時開臺階，分層填筑壓實(shí)，嚴(yán)禁貼補(bǔ)，確保路基的整體性和邊坡密實(shí)。每層填筑上料前要根據(jù)設(shè)計(jì)邊坡線實(shí)地放出路堤填筑邊線。
3.7 種植灌木、草皮，強(qiáng)化邊坡植被保證。
4 結(jié)束語
減少高填方路堤的病害帶來的負(fù)面影響，就要求我們必須做到早預(yù)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(xiàn)問題及時采取有效的補(bǔ)救措施，在施工中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，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。
