施工过程中高填方路堤病害预防浅析

陈思强

（南平京台高速公路有限责任公司 福建 南平 353000）

施工过程中高填方路堤病害预防浅析

陈思强

（南平京台高速公路有限责任公司 福建 南平 353000）

以高速公路某段高填方路堤为实例，分析高填方路堤病害在施工过程中产生的原因，提出施工过程中的预防措施，以减少高填方路堤的工后沉降与灾害的产生，延长公路的使用寿命，提高公路运营的经济性及安全性。

高填方路堤；病害形式；原因分析；预防措施

1　前言

随着我国经济的高速发展，国家路网的进一步整治与完善，在我国南方许多地区，受到地形的制约，施工中常会遇到高填方路堤。近几年，笔者经历了公路建设的施工、监理与管理等的工作，对高填方路堤存在的沉降、开裂等问题，从施工角度进行分析病害产生的机理，总结预防措施，以改进施工工艺，保证施工质量，提高高填方路堤的道路行车质量。

2　高填方路堤定义及病害

高填方路堤是指水田或常年积水地带，用细粒土填筑的路基高度在6m以上，其它地带填土或填石高度在20m以上的路基。由于公路是线性工程，高填方路堤所处环境的地质情况错综复杂，填土的密实与自然的固结都需要时间，且常年受车辆荷载重复作用，因此在施工过程和工程完工后的车辆营运阶段发生的病害较多，而且较难处治。经调查分析，常见形式病害主要有以下三种：

（1）路基整体下沉或局部沉降（例如桥头跳车）；

（2）路基不均匀沉降引起的纵横向开裂；

（3）路基滑动或边坡坍陷。

以上每种形式都不同程度地影响着道路的正常使用，其危害极大。

3　高填方路堤病害产生的主要原因

高填方路堤沉降主要有工程地质与地形、水文与气候、设计和施工等各方面的原因。本文主要讨论在施工过程中可能产生病害的原因，主要有以下几个方面：

（1）在路基施工开工前未做好临时排水设施与永久性排水系统的有机结合，导致路基排水系统不畅，长期积水浸泡路基，致使路基基底承载力降低，导致沉降发生。

（2）项目的整体施工组织安排不当，比如先施工一般路堤，后施工高填方路堤，导致高填方路堤成为项目的控制性工程，最后的结果就是受工期限制，在高填方路堤施工完成后就立即开始铺筑路面，路基没有足够的时间固结与沉降，从而使路面使用不久就发生开裂等现象；或是未按要求在全断面范围均匀分层填筑，而是先填半幅，后填另一半幅而发生不均匀沉降。

（3）在清表施工过程中原地面处理不彻底，如未清除草根、树根、淤泥等不良土壤，基底部分洞穴未按要求进行换填、回填，地基压实度不足等因素，在静、动荷载的共同作用下，使路基产生滑移或沉降变形。

（4）填土路基土方内混入种植土、腐殖土或沼泽土等劣质土，或土中含有未经打碎的大块土等；填石路堤石料规格不一、性质不匀或就地爆破堆积，乱石中空隙很大。

（5）压实不足。高填方路堤在分层填筑时，没有经过试验段施工来论证压实机具效能、压实遍数等参数，或是没有按照相关规范或设计要求的分层厚度进行铺筑，随意加厚铺筑厚度；压实机具未按规定的碾压遍数压实，导致压实度达不到规范和设计规定的要求，当填筑到路基设计高程时，在重复荷载与填料自重作用下必然会产生累计沉降变形。

（6）在填挖交界处没有按要求开挖台阶，导致交界处发生不均匀沉降。或因为原地面与填料结构不同，两者密度、承载能力不同，如填挖交接处软土、腐殖土等未清除干净或填筑方式错误及压实不足，就会出现填挖交界处沉降病害。

（7）在挡墙、桥台或者涵洞等构造物台背回填土下沉，其主要原因是台背回填由于大型机械作业不便，小型机具压实不足或填层超厚，易造成压实度不足而沉降。

4　高填方路堤病害在施工过程中的预防措施

从各种数据分析来看，高填方路堤产生沉降的因素主要来自于设计和施工两方面。因此，在设计时只要设计人员认真进行勘察设计，详细调查拟建公路沿线地形、地貌、水文地质等情况，采取有针对性的工程设计方案；施工中严格按照施工规范和设计要求，合理组织施工，对于防止高填方路堤沉降，必将起到积极作用。

结合高速公路某合同段的工程实例（路基填土最大高度为42m），在施工过程中对于高填方路堤沉降的预防措施，主要采取以下几个方面：

4.1做好技术交底和施工组织设计是保证工程质量的前提

要求施工单位的工程技术人员开工前要认真审阅设计文件，了解设计意图，做好技术交底工作。高度重视高填方路堤的施工组织设计，合理安排各施工段的先后顺序，明确构造物和路基的衔接关系，高填方路堤宜优先安排施工，给高填方路堤留有足够的时间施工和沉降。

4.2处理好路基排水及原地面是保证路基稳定的基础

填筑路基前抓好路基临时排水工作，使临时排水系统与永久性排水系统有机结合。施工过程中通过路基两侧纵、横向排水系统及时疏散路基范围的积水，避免路基受水浸泡。填筑前彻底清除地表植被、树根、垃圾和种植土，加强对基底的压实或对地基进行强夯处理，对地基位于斜坡和谷底地段，采用自下而上开挖台阶处理，台阶尺寸高度以4m控制（分层强夯强夯高度），宽度在10～15m之间，台阶向内侧倾斜4%，在基底根据实际地形设置碎石盲沟，并在原地面开挖台阶后的部位视坡面情况酌情设置碎石渗沟，地表强夯后回填100cm碎石，并与排水沟连通。

4.3认真选取路基填料，严格控制路堤填筑工艺

要求路堤底部25m高度范围须采用水稳定性好、强度高的强～中风化岩石填筑，路基填料应均匀、密实，采用指定的料场且经过现场试验确认后方能填筑，填料最小强度（CBR）和最大粒径应满足设计和规范的要求。填筑前通过试验段获得不同填料的最佳机械组合方式、虚铺厚度、碾压遍数和填料的施工最佳含水量范围。经试验确定振动压路机的自重吨位应大于20T，速度为3km/h～6km/h，碾压遍数不少于8遍，碾压时遵循先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠的原则，路基每层的压实度经检验满足设计要求后方可进行下一层施工。

4.4采取强夯击实对高填方路堤进行加固

考虑到高填方路堤的沉降和稳定问题，采取强夯措施对路堤填土进行充分处理，保证路基施工质量和稳定。

（1）对基底的强夯处理。对存在软弱土地基的路段，挖除软弱土，换填开山石渣，并对路基基底进行基底强夯处理，采用主夯、副夯、全幅满夯的次序进行，主夯点、副夯点均按正方形布置（每四个主夯点正中夹一副夯点），点距为4m。第一、二遍单点采用1500kN·m夯击能，每遍每点夯击5次。第二遍点夯之后用推土机整平场地，第三遍全幅满夯采用1000kN·m夯击能。强夯处理完毕，最后两击平均夯沉量应不大于5cm，否则应增加夯击遍数。

图1　

（2）试夯。强夯施工前应进行试夯，以确定合理的施工参数和工艺。

（3）每4m进行分层强夯。本段为控制路基自身沉降和稳定，除基底进行强夯外，还对路堤堤身进行4m一层强夯处理。分层强夯单点夯击能1000kN·m，锤径为2m，全幅满夯，搭接部分宽度为1m，即夯点间距为1m。分层强夯遍数2遍，强夯处理完毕，最后两击平均夯沉量应不大于5cm，否则应增加夯击遍数。为了使强夯路段沿路线纵向方向顺利过渡，强夯范围至填方设计高度小于等于8m的路堤段截止。

4.5使用土工格栅对高填方路堤进行补强

每4m铺一层土工格栅，强夯完成后，采用40t以上级振动压路机进行碾压整平处理，并铺设双向钢塑格栅。在横断面横向上铺设时不得搭接绑扎接长，而相邻幅之间的土工格栅搭接宽度为15cm；土工格栅两端应回折2.0m锚固。铺设土工格栅的土层表面应平整，严禁有碎、块石等坚硬凸出物；土工格栅上、下侧填料的最大粒径不得大于规范规定的路床、路堤范围的粒径要求，在距格栅层8cm内的填料粒径不得大于6cm。格栅应铺设平整，不得有褶皱。利用土工格栅的高强度韧性，使之与土基组合成一个整体，可增强土体的抗剪能力，防止产生过大永久变形和疲劳破坏。

4.6抓好台背部位的施工质量控制

涵洞两侧、挡墙后背，这些地方地形条件特殊，填方施工难度大。施工时采用小型夯实机具，填筑的分层厚度应控制在15cm左右，同时加大抽检频率保证压实。

4.7做好路堤边坡坡面的防护

路堤坡面采用拱形骨架内喷播植草防护。

4.8设置位移沉降监测点

加强施工过程中的稳定观测，按施工图纸要求布设位移、沉降观测点，定期进行观测，并做好记录。用来指导高填方路堤的施工，控制填筑速率，预测工后沉降趋势，确定路面施工时间和长期稳定性观测。

在此段高填方路堤填筑完成后，历经两个雨季，经观测，路基累计总沉降量控制在设计要求以内，且路基总体已处于稳定状态，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预防措施合理有效。

5　结束语

通过高速公路某段高填方路堤施工为实例，结合近年来的工作经验，对高填方路堤产生常见病害的几种形式进行浅析，总结出了其产生的原因及预防处理措施。因此，如何控制高填方路堤的施工质量，减少病害的发生就是高填方路堤病害防治的主要方向，从原路基地表、排水的处理，路基填料的选择，每层摊铺厚度及压实度的控制，路堤边坡防护等各道工序的严格控制，以及强夯工艺和土工格栅的合理应用，填筑过程中及填筑完成后进行沉降观测等措施，以减少高填方路堤的工后沉降与灾害的产生，提高公路运营的经济性及安全性。

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U418.5

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1673-0038（2015）18-0211-02

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