高速公路病害及其治理分析<br/>——以福泉高速公路BK2159～BK2160路段为例

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

2020-12-29邹君俊

四川建材 2020年12期

邹君俊

(福建省福泉高速公路有限公司，福建福州 350001)

0 前言

随着我国社会经济的发展，对区域交通网络建设与运营提出了更高的要求。从目前来看，我国高速公路里程持续增加，由于设计阶段对当地社会经济发展评判偏差，未能正确评价由于项目修建通车吸引周边交通数量。使之出现各种病害，其中路基滑移病害影响最为严重，直接威胁到运输安全，因此，在高速公路运营期间需投入大量的资金维护(包括养护和改建)路面，提高公路服务水平、延长使用寿命。

常用的处治方法及优缺点见表1。

表1 常用的处治原理及优缺点

1 滑移病害治理的方法分类

由于建设期地基处理措施针对性不强、运营期周边环境扰动与交通荷载作用,加上软土显著的蠕变性和触变性,先后出现不同程度病害:过渡段不均匀沉降、局部失稳沉陷、侧向滑移破坏等,严重影响运营安全。因此,采取合理、有效和快速的方法对在役高速公路软基病害进行处治尤为重要。对于软土路堤滑移失稳的处治，目前常用的花管注浆、反压护道、预应力管桩等。

2 福泉高速公路BK2159～BK2160路段病害情况

2.1 工程概况

福泉高速公路BK2159～BK2160路段病害软基为福泉高速公路填方路基，填高约3～5 m，场区位于冲海积平原地貌区，地形平坦开阔，地表主要分布农田，表层多种植农作物，跨越两处宽约8 m灌概水渠及一条宽约40 m的无名河，一般海拔约3.3～4.0 m。场区有村水泥路经行，乡村路网发育，交通便利。

2.2 病害情况

1)路基宽度为26 m，单向四车道+两侧应急车道，路面纵向裂缝共发现三道：①第一道位于土路肩边缘，裂缝部位错台高度最大约25 cm；②第二道裂缝部分位于紧急停车带与第四车道交界位置附近，部分裂缝错台高度、宽度最大为25、20 cm；③第三道裂缝位于第二车道中部。

2)路面横向裂缝共发现三道均为涵洞边缘位置开裂。

3)路基出现整体沉降滑移迹象二处，滑移区域为以上述相应路面第二道裂缝为滑移边界。

3 病害分析

经过探坑、路堤沉降观测等检测及现场勘查分析得出，由于建设期软土地基的工后不均匀沉降变形造成的，该段路基建设期间软基采用塑料排水板加砂垫层的处理方案，但建设期间软基处理排水板质量及施工情况未进行有效检测，塑料排水板可能存在淤堵或局部不到位的情况，导致软基处理排水固结效果欠佳，造成整个路基带病工作，再加上2020年下半年持续干旱，下边坡上的巨尾桉抽水作用造成软基大量失水，原有的固结平衡状态被破坏，软土地基沉降急剧加大，路基整体性丧失，从而造成路面开裂。路基开裂见图1，路基沉降观测见表2。

图1 路基开裂

表2 路基沉降观测

4 治理方案

鉴于路基已经失稳，滑动面位于紧急停车带与第四车道交界位置附近，且病害面积大，深度较深，考虑本项目的经济、可行性，以现有的软基处治方法进行比选，最终采取开挖卸载+PHC桩+反压护道方案，道路横断面调整，卸载一个应急车道，由单向四车道+两侧应急车道调整为由单向四车道+单侧应急车道，并将卸载后的材料用于反压护道，即节省了材料，也给了反压护道施工一定空间；由于受用地界控制，坡脚反压宽度无法满足平衡的要求，且因道路横断面调整对交通产生较大的影响，故设PHC管桩坡脚支护，并浇筑桩顶连系梁进行加强，以保证软基受力的均匀、稳定；对于局部开裂且变形反应深度较浅处则采用花管注浆进行局部加强。道路横断面调整见图2。

图2 道路横断面调整

5 主要工序质量控制要点

5.1 预应力混凝土管桩(PHC桩)施工

PHC管桩，采用静压法施工，开口型桩尖。施工的内容包括地表处理，压桩至设计深度后再浇筑桩顶连系梁。施工前需进行试桩，试桩不少于4根，试桩完成后应按有关标准对试桩进行单桩承载力试验，确定压桩力与实际承载力之间的关系。由于对软土地基的扰动较大，因此，在试验过程中对桩、土、垫层的应力和变形状态进行监测，考察设计文件是否满足工程承载力及沉降要求，及时调整设计。

5.2 施工流程

控沉PHC桩的施工流程：清理平整→垫层土压实或透水性材料压实至90%→桩位放样→静压机就位→经纬仪调整垂直度→静压第一节桩→起吊第二节桩→接桩→检查接桩质量和垂直度→静压第二节桩→重复前面的压桩工艺→检查整桩质量→开挖桩帽土体形成土模→绑扎桩帽钢筋，浇混凝土养护。

PHC桩的施工技术要求。

1)沉桩过程中应严格控制桩身的垂直度。宜采用经纬仪进行垂直度控制，可在距桩机15～25 m 处成90°方向设置经纬仪各一台，测定导杆和桩身的垂直度。

2)每根桩宜一次性连续沉至控制高程，沉桩过程中停歇时间不应过长。

3)焊接接桩时，焊缝应连续饱满，满足三级焊缝的要求；因施工误差等因素造成的上、下桩端头间隙应采用厚薄适当的模型铁片填实焊牢。接桩时上、下节桩的中心线偏差不得大于5 mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。

4)沉桩过程中遇到较难穿透的土层时，接桩宜在桩尖穿过该土层后进行。

5) 应严格控制成桩深度。宜采用在套管上画出明显标尺的方法进行成桩深度控制。静压桩见图3，连系梁见图4。

图3 静压桩

图4 连系梁

5.3 边坡监测内容及方法

边坡施工期监测主要采用深孔位移监测，以坡体变形数据来修正设计，指导施工，以确保施工安全，并且检验工程效果。运营期的监测有地表位移监测、地下位移监测等，监测周期为坡体开挖至建成营运后不少于两年。

施工期间：地下位移监测1～2次/月，变形时1～2次/周，变形剧烈时1次/天。运营期间：原则上1次/月，变形(或应力)异常、连续降雨、强降雨或台风后等加密监测。

路基深层水平位移监测采用钻孔测斜仪配合测斜管进行。监测之前，先在拟定的监测位置钻孔埋设测斜管，钻孔深度超过路基软卧层，且进入硬土层深度至少50 cm，钻孔偏斜率不大于1%；安装测斜管时，其中一组导槽平行于路线走向，另一组导槽垂直于路线走向。安装完成后重复测量2次，取得初始值。之后，开始测量工作。监测时从孔底开始，自下而上沿测斜管导槽滑移，每0.5 m读取一次数据，分别测定平行路线走向和垂直路线走向的深部位移，合成为矢量位移，与初始值进行比较，二者之差即为路基深层水平位移。根据孔口、孔内位移量及位移速率，分析路基深层水平变形规律、稳定状况。