浅谈路基填挖交界处防沉降的处理方法

袁锦圳

(四川元丰建设项目管理有限公司, 四川成都 610101)

1 路基施工方法

1.1 土方填筑施工

1.1.1 分层填筑

土方采用分层填筑，自卸车运输到施工现场，铲车进行初平整修。压实设备采用20 t(静压)以上重型振动压路机。压实度应在层厚和碾压遍数符合要求，振压两遍无明显轮迹后方可检测。

每层检测，压实后应及时检查其压实度、标高、平整度等，合格后方可填筑其上一层。否则应查明原因，采取措施进行处理。

填筑采用“四区、八流程”工艺施工。“四区段”是将作业面分为卸料区、摊铺区、碾压区和检测区，做到界限分明，以便于严格控制摊铺厚度、平整度、含水量，控制碾压范围和碾压遍数，防止漏压，最后便于正确检测密实度。“八流程”是指填料选择、基底处理、摊铺平整、含水量控制、振动碾压、检测签认、路基成型、边坡修整。整个路堤施工做到区段合理，流程清晰，保证填方地段施工质量、密实度符合规范要求。

1.1.2 分层碾压

压实度应根据压实机具的大小和松铺厚度控制压实遍数，压路机的碾压行驶速度开始宜慢速。最大速度不超过4 km/h，直线段由两边向中间碾压，弯道处由内向外碾压，半轮重叠1～1.5 m，并应达到无漏压、无死角，以保证碾压均匀。

开始碾压时，土体较疏松，强度低，故先轻压，随着土体密实度的增加，再逐步提高压强，推运摊铺料时，力求机械均匀分布行驶，路堤边缘往往压实不到，处于松散状态，雨后容易滑塌，两侧采取多填宽度50 cm 并用夯机夯实。压实工作完成后，再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。无论何时，只要路堤铺筑到构造物附近的地方或铺到无法采用压路机压实工作的地方都应使用夯机或夯夯锤等夯实。当工程量小，并在监理工程师许可情况下可采用小型夯机夯实，压实度应达到规范的要求。

1.1.3 路基整修

填筑至标高后，进行平整和测量。恢复中线，水平测量，施放路基边桩，修筑路拱，并用光轮压路机碾压一遍。修整的路基表层厚150 mm内，不应留有尺寸大于100 mm的材料。路基整修采用人工或机械的方法将路基两侧超填的余土清除场外。当填土不足或边坡受雨水冲刷形成小冲沟时，应将原边坡挖成台阶，分层填补。

1.2 石方填筑施工

(1)填石路基边坡，应符合设计要求或监理工程师的指示。基底处理同填土路基。

(2)填石路基施工时,将石块逐层水平填筑。作填料的石块尺寸不得大于层厚的2/3，石料强度不小于15 MPa。大面朝下摆放平稳，紧密靠拢，所有缝隙用小石块或石屑填实。在路床顶面以下2.3 m范围内铺填有适当级配的土石料，最大粒径不大于10 cm。

(3)填石路基的压实，使用重型振动压路机分层进行，压实层厚度和压实遍数根据现场压实试验决定。压实时，随时用小石块或石屑填满缝隙。一直要进行到在重轮下不出现石块转动、移动、无轮迹、石块紧密、表面平整均匀为止。

(4)填石路基压实要求,填石路基在压实前，应用大型装载机平整个别不平处，用人配合以石屑找平。

填石路堤使用重型振动压路机碾压。填石路堤的压实，应从两侧向中间排压，压路机沿路线纵向相互平行反复碾压，直到达到密实度要求为止。

施工使用的压实机具在使用之前应经监理工程师认可。正式施工前，按监理工程师的要求进行压实试验，根据施工所使用的压实机具和建议的压实方法进行压实试验，取得的参数用以指导施工。

1.3 土工格栅

1.3.1 土工格栅工作机理

土工格栅的抗拉强度大，可增加路堤的稳定性；格栅网眼的存在制约了土的横向移动，形成了良好的嵌锁作用，使土体具有较好的整体抗剪能力；土工格栅有一定的刚度使上面的负荷得到扩散，提高了地基的承载力。

1.3.2 铺设准备工作

地基处理：首先对下层进行整平、碾压，要求平整度不大于15 mm，压实度达到设计要求，表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物，需整平压实后再进行土工格栅施工。

铺设环境：室外气温5 ℃以上，风力4级以下，无雨、雪。

1.3.3 土工格栅的铺设

用木桩标示出土工格栅铺设的范围，然后进行铺设。铺设要求：土工格栅平整、顺直；格栅的纵横向接缝可采用尼龙绳或涤纶先缝接或U型钉连接使隔栅连成整体，格栅相互搭接不小于20 cm。

土工格栅铺设完成后，应及时(48 h内)进行回填。每层填筑应按“先两边，后中间”的原则进行填筑，严禁先填中部。填料不允许直接卸在土工格栅上，必须卸在摊铺完毕的土面上。一切机械不得直接在铺好的土工格栅上行走。

1.3.4 质量要求

详见土工格栅铺设质量验收表1。

表1 土工格栅铺设质量验收

2 路基不均匀沉降的原因

造成路基不均匀沉降的原因有很多，如荷载大小、土体性质、水分分布及施工工艺等。大量的调查研究表明，路基不均匀沉降是多方面因素综合作用的结果。归纳起来，填方路基不均匀沉降有以下几种。

2.1 路基填土压实度不足

由于压实度不足，往往导致填方路基的不均匀沉降变形，路基两侧出现纵向裂缝。路基土体压实度不足的主要原因有以下几点：

(1)施工受实际条件的限制。路基施工时，天气太干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足，致使路基压实度不均匀；暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够；某些加减速车道与行车道没有同步施工，当拼接处理得不好时，其拼接处也会产生压实度不足的情况。

(2)考虑到施工安全和进度，使得压实或压实作用时间不足。路基压实不充分，致使路基压实度达不到要求。

(3)由于填方土体的最佳含水量控制不力，压实效果达不到。

(4)在填方路堤施工中，当路堤施工到一定高度以后，路堤边缘土体往往存在压实度不足问题。对于较高的填方路基，通常都要做相应的处治。

2.2 路堤填料不均匀

在路基施工过程中，对填料、级配很难得到有效的控制，填料常常是路堑的挖方、隧道掘进产生的废方。这些填料性质差异大、级配也相差较大。一方面，在施工过程中，如果分层碾压厚度过大，小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实，在荷载的长期作用下，回填料会产生不协调沉降变形。路面会产生局部沉陷，刚性路面还可能产生裂纹或缝隙。另一方面，由于回填料的性质不一样，特别是有的回填料具有膨胀性，在路基排水系统局部失效后，水的渗入会使路面局部隆起，影响行车舒适度，严重的会使路面破坏。

2.3 排水系统不完善

由于排水系统不完善，导致排水冲刷填方边坡，导致路基下沉、开裂。排水系统不完善，影响到路基土体的结构特征和强度，从而导致路基不均匀沉降。

2.4 施工工艺不当

施工工艺对路基沉降的影响比较大，主要表现为填筑顺序不当，分层压实厚度过大，土石混填不满足规范要求，施工中未按要求做好排水措施，压实不足，填挖交界未按设计要求设置台阶和布置土工格栅等。

3 路基填挖交界处防沉降的处理

(1)为消除道路路基位于新老路基、陡坡路提及填挖交界处纵横向的差异变形，半挖半填路基交界部位及人工填筑土路段采用挖台阶，同时在纵向、横向填挖交界处和陡坡路提处加铺3层土工格室，以消减路基填挖间的差异变形。

(2)当挖方区为土质及软质岩时，优先采用渗水性好的碎石类土、砂类土等填筑；对地下水及基岩裂隙水丰富路段，为避免下渗水软化路基，原地面开挖台阶后，于填挖交界处设置纵向或横向碎石盲沟；填挖交界的超挖回填部分路基土压实度不小于96 %。

(3)在填方时，路段应分层填筑，每层填筑厚度不大于30 cm.对于填方高度大于5 m的高填方路基路段，应每填筑1.5 m就进行冲击碾压，冲击碾压设备可采用三轮冲击式压力机，碾压15～20遍，保证压实度达到路基压实度要求。

(4)在半填半挖路基及纵向填挖交界处：挖方区为土质时，路床范围土质应挖除换填，为避免孔隙水或基岩裂隙水渗入填方区软化路堤，半填半挖交界处应酌情设置顺路线纵向的排水渗沟，纵向填挖交界处应酌情设置横向排水渗沟，并于适当位置引出；填方区宜优先选用级配较好的砾类土、砂类土或片碎石填筑为了减少填挖之间的差异变形。

(5)道路纵断面上填挖交界处处理(图1)。

图1 填挖交替处处理(单位:m)

当超挖长度采用10 m(短边)，最大超挖深度2.0 m。若地表纵坡陡于横坡时，土工格室沿纵断面方向布设；若地表纵坡缓于横坡，土工格室沿横断面方向布设。

(6)当路堤顶面填方宽度小于半幅路基宽度时，处理见图2。

(7)当路堤顶面填方宽度大于半幅路基宽度时，处理见图3。

图2 路堤顶面填方宽度小于半幅路基宽度的处理(单位:m)

图3 路堤顶面填方宽度大于半幅路基宽度的处理(单位:m)

4 路基不均匀沉降的防治

重视现场调查、勘探，工程地质和水文地质勘察工作,应该满足设计与施工对基础资料的需求。

4.1 压实度的控制

路基施工时，严格按现行道路路基施工技术规范要求进行，并通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数，采用最佳的机械配套和施工组织，对路基进行压实。

4.2 严格控制路基填料

路基填料应选用级配较好的粗粒土，如砂土、砾土等；泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土、含草皮、生活垃圾、树根及含腐殖质的土严禁作为路基填料。当土的液限、塑性指数及含水量不符合规定要求时，应添加4 %～8 %的生石灰以改良土壤。同时，采用不同土质填筑路堤时，应注意以下几点：

(1)层次应尽量减少，每一结构层总厚度不小于0.5 m，不得混杂乱填。

(2)透水性差的土填筑在下层时，其表面应做成一定的横坡(一般为双向4 %横坡)，以保证来自上层透水性填土的水分及时排出。

(3)合理安排不同土质的层位，一般采用优良土填在上层，强度较小的土填在下层。

4.3 排水系统的完善

应考虑全面完善排水系统，避免水流冲刷，并尽可能降低地下水位。施工中应做好排水沟、截水沟等排水设施，防止水流对施工场地和路基的影响。

4.4 施工和监理严格遵照有关规章制度执行

施工单位严格按照规范规定的碾压厚度、碾压机械、碾压功以及试验提供的最佳含水量组织施工；监理人员加强管理，提高责任心。

4.5 其它注意事项

(1)严格控制填土含水量，施工时要高于最佳含水量 1 %、2 %。压实施工时，土方含水量应尽量接近最佳含水量，避免出现压实时含水量小于最佳含水量，土粒间润滑作用不足，即压力不足以克服土粒间的摩擦力土中的空气不能排除、土粒间无法靠拢，因而难以达到最大密实度；如果大于最佳含水量，又会产生由于水分过多，土粒被水膜包围而分散得过远，不能达到最大密实度。

(2)加强路基边部压实。在土方路堤的填筑过程中，往往由于路基边部压实困难，而忽略了边部压实工作，为保证边部压实强度，需采用 J 型手扶式振动夯，从而保证路基的整体稳定性。

(3)注意挖方段、填挖交界处施工。针对这些路段，必须采用透水性材料换填 60 cm，充分压实，在填挖交界处要加长、换填长度、逐步过渡、不要形成突变使荷载应力分布均匀，并且两侧边沟排水要引至沟底，避免路堤的浸湿。另外就是通过刚性基础、半刚性基础、柔性基础的过渡来消除不均匀沉降，但需要增加造价及工程量，这种方法是事后处理方法，一般不宜采用。

(4)桥涵及结构物的填方。填料应采用透水性材料，厚度宜控制在100～200 mm，并保证过渡段的压实，做好防排水系统等工。

5 填挖交界处不均匀沉降预防措施

(1)填方前应对基底进行处理，清除淤泥、腐殖土、杂草树根。

(2)做好临时排水设施。当坡面或坡脚处裂隙水比较丰富或有地下泉水时，应在沿坡脚位置每间隔2-3个填层高度设置一个盲沟，将丰富的裂隙水或泉水导流至填方区以外排水沟内。此外，路堤在填筑过程中要按设计纵横坡保持路拱，以便雨季排水畅通。另外，对于半填半挖、填挖交界处施工，最好不要用推土机直接进行填土作业，这样容易形成推堆区，且满足不了压实要求。

(3)高填方路基前边坡应用较大石块，码砌高度不小于2 m，厚度不小于1 m；控制倾填料颗粒径，避免大石料过于集中；采用大吨位机械振动压实，避免出现过大的工后沉降。

(4)填方前，对于填挖交界处或自然横坡陡于1∶5时，应将原地面挖台阶，宽度不小于2 m，其顶做成2 %～4 %的内倾斜坡，压实度不得小于85 %，挖好横向联结台阶，分层压实。

(5)做好挖方段地表及地下排水工作，避免水对新填路基的危害。

(6)在进行填方区压实度检测时，应将纵向填挖交界处作为重点检测对象，若压实度不合格，要根据不合格原因及时进行返工或补压。

(7)为保证纵向填挖交界处路基的稳定性，减少不均匀沉降，对部分填挖交界路基进行土工格网加固处理。山体自然坡度比不小于1∶2，且填高大于4 m时，在路基顶部至0.4H(H为填土高度)高度处，每间隔100 cm高度铺设一层土工格网。纵向填挖交界处土工格网沿横向铺设，当土工格网铺设长度超出路基边坡的范围时，则铺至离坡面30 cm处即可。

6 结束语

减小路基不均匀沉降，特别是填挖交界处不均匀沉降的 质量问题，提高道路质量，应从设计与施工两个方面着手，要做到早发现、早防治，分析路基不均匀沉降的原因并及时采取有效补救措施，在施工中不断总结经验，必须重视现场调查、勘探，严格按照现行施工技术规范施工，加强科学研究和试验工作，把病害减小到最低，确保路基工程有足够的稳定性和耐久性，使路面能承受车辆的反复荷载作用和抵御各种自然因素，保证道路交通的正常运营。