浅谈高填方路堤常见病害及防治
2015-06-23
随着我国公路建设行业的快速发展，新建公路尤其是山区高速公路的日益增多，路基高填方处理问题较之过去十年就显得更容易遇到。公路竣工后，在车辆日积月累的重复荷载作用下，路基常出现路基整体下沉或局部沉降、路基纵横向开裂、路基滑动或者边坡滑坍病害等，特别是桥涵结构物台背回填与路基填方交接处、填方与挖方交接处，路基下沉尤为突出。本文对新建、改建过程中涉及到的高填方路基进行分析，找出路填常见病害的原因，提出预防治理病害的方案，以供公路建设者借鉴参考。
1 高填方路堤的定义
根据《公路路基设计规范》(JTJ013—95)表3.3.5所列数值，当边坡总高度大于20m(土石质填料)和12m(砂、砾填料)时，宜进行稳定性验算。因此，20m和12m(砂、砾填料)可视为高填路堤的分界值。再据《公路路基施工技术规范》(JTJ033--95)5.6.1条规定：水稻田或长年积水地带，用细粒土填筑路堤高度在6m以上，其他地带填土或填石路堤高度在20m以上时，按高填路堤施工。据此，高填方路堤与低填方路堤只是一个相对的概念。高填方路堤的稳定不仅与边坡高度有关，也与路基填料及其性质、边坡坡度、地基所处水文地质状况、路基压实机具、施工方法等有关。
2 高填方路堤下沉的原因
2.1 设计方面的原因：
不良地质地段土基强度低、承载力低，设计处理不当，土基易于产生压缩沉降或挤压移位，导致高填方路堤沉降变形，路线穿越宽浅游荡性的河床时，路基与桥梁衔接处填土较高，路基填筑与桥梁修建所涉材料弹性模量相差较大。高填方路段纵、横向排水设计考虑不周，易造成路基两侧长期积水而降低地基承载力，使路基沉降。高边坡路堤坡脚防护与加固不妥。路基排水系统设计不完善，在路基范围内排水不良会引起路基填土含水量大、土质松软、强度降低、边坡坍塌、堤身沉陷或滑动以及产生冻害等。对扩改建工程，新旧路连接处未按要求作特别处理，留下隐患，可能出现整体下沉或局部沉陷，影响公路的正常使用。
2.2 施工方面的原因。
原地面未彻底处理：未清除草根、树根、淤泥等不良土壤，地基压实度不足等因素，在静、动荷载的作用下，使路基沉降变形。不良地质路段未予以处理或处理不当而导致路基沉降变形。
路基排水方面的原因：高填方地段地面线多位于低洼处，常常积水，尤其是下雨天，使土基常时间浸泡，土基含水量大，排水不良，路基施工前未认真做好临时排水设施建设与永久性排水系统的有机结合，使得路基排水系统不畅通，长期积水浸泡路基致使地基和路基土承载力降低，导致沉降发生。
2.3 施工工艺方面的原因。
填筑顺序不当。在高填方路堤施工中，填层超厚或未严格按分层填筑分层碾压工艺施工，路基压实度不足而导致路基沉降变形；未全断面范围均匀分层填筑，而是先填半幅，后填另半幅而发生不均匀沉降。高填方路基在分层填筑时，没有按照相关规范或设计要求的厚度进行铺筑，随意加厚铺筑厚度；压实机具按规定的碾压遍数压实时，压实度达不到规范规定的要求，当填筑到路基设计高程时，必然产生累计的沉降变形，在重复荷载与填料自重作用下产生下沉。
施工组织安排不当，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铺路面，路基没有足够的时间沉降固结，而使路面使用不久就沉陷。
2.4 工程质量管理方面的原因。
施工过程中，质量与技术方面的管理力度不够，现场技术人员的责任心不强；技术质量监督力度不足，施工单位疲于应付，施工单位刻意减少压实度的抽检频率，甚至不惜伪造试验资料敷衍检查；施工现场混乱无序导致工程质量降低，加大了施工过程中的隐患，甚至造成大的质量事故，危及了路基的稳定性。
2.5 施工技术处理方面的原因。
高填方路堤施工中的纵横向搭接未按规范处理，搭接不正确导致路基的不均匀沉降而出现裂缝。路基两侧超宽填筑不够，整修时采用“贴补法”，补填土不易与原边坡土结合紧密而且难以压实，整体性差。
3 高填方下沉的防治措施
3.1 路线选线中，在坚持路线总体走向通过主要控制点的原则下，因地形、地质环境布设路线，尽量避让不良地质地段，不需要追求高指标的线形，努力做到线形指标搭配合理，即可取得良好的视觉效果。
3.2 路基若通过耕地、水田，施工时必须做填前碾压，如果有机质含量和其他杂物多而不易压实，应挖除换填；如果地基为松软土，通过对原地进行常规的填前碾压不能满足稳定和沉降要求时，要按《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》要求向监理工程师提出对软弱土进行加固处治。
3.3 高填方路堤的填料。对高填方路基路段施工在填料料场选择时，除按规范要求的液限、塑性指数、含水量和CBR等指标外，还应根据填料的性质（如：水稳性承载能力）综合选择水稳性好、干密度大、承载能力高的砾石类土填筑路基为宜。在路基填筑前必须将料场盖山土清除干净，防止树根、杂草、种植土等混填于路基之中。施工中严格控制填料含水量，严禁过湿的土填于路基之上；且要求不同土质分层填筑，剔除填料中超大颗粒，以保证各点密实度均匀一致。
路堤施工中，各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况设置2%～4%的双向或单向排水横坡，及时排走雨水。施工前，应先做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施，坡脚避免遭受水的冲刷(排水沟边缘距路基坡脚不小于2m)。
3.4 施工和监理严格遵照有关规章制度进行，不盲目的赶工期，抢进度。施工单位应配备完善的施工组织和质量检验体系，专业人员持证上岗。在压实过程中，施工单位自检人员应按规定的频率逐层检查路基的压实度。
3.5 旧路加宽时，清除边坡上的杂草，并沿旧路边坡挖成向内倾斜的台阶，台阶宽度不小于1.0m。填方分段施工两段交接处，则先填段应留台阶与后填段分层阶梯搭接，搭接长度不小于2m。半填半挖路段按规范要求设置台阶并分层压实，提高路堤的整体稳定性。
3.6 路基施工应超宽填筑，超宽碾压。一般较设计宽度每侧超宽不小于30cm，以确保边坡密实；路基亏坡，整修时开台阶，分层填筑压实，严禁贴补，确保路基的整体性和边坡密实。每层填筑上料前要根据设计边坡线实地放出路堤填筑边线。
3.7 种植灌木、草皮，强化边坡植被保证。
4 结束语
减少高填方路堤的病害带来的负面影响，就要求我们必须做到早预见、早防治，发生问题前尽可能完善施工方案，将问题消灭在源头，发现问题及时采取有效的补救措施，在施工中不断地积累经验，把病害减小到最低限度，确保高填方路堤有足够的稳定性和耐久性。
