山区高速公路高填路堤病害及其处治方案研究

余 维

（重庆公路养护工程（集团）有限公司 400000）

0 前言

山区高速公路因其地势条件较为特殊，在进行生态环保、建设成本，路线设计以及实际建设条件等因素的综合考量下，路基建设时不可避免存在高填深挖基础处理方式，进而势必会形成高填路堤。为确保高速公路高填路基部分安全建设和运营，保证路堤及其边坡稳定性是重要的先决条件，因此，针对高填路堤常见的病害表现形式，分析其形成原因，提出合理的高速公路高填路堤处治方案也就成为建设中的研究重点之一。

1 高填路堤常见病害表现形式及其形成原因

高填路堤因其自身荷载、地表汇水以及建设环境等综合因素影响，易于建成后形成路基病害，根据已建高速调查得知，常见高填路堤病害表现形式和形成原因主要有以下几点[1-3]：

（1）不均匀沉降引起路面局部凹陷和开裂：高填路堤自身荷载建设基础条件综合影响较易造成不均匀下沉，从而导致路面局部凹陷。路面施工往往早于路基完全沉降之前，路基沉降容易造成路面开裂，加之地表汇水影响，最终导致路基变形。

（2）基底承载力不足：高填路堤基底承载力不足易引起地基变形，难以控制施工质量。即是说，如若在路基施工进程中，未在路基填筑前测定其地基承载力或测定后未对不达标路段进行相应处理，会导致成型后的路基发生不均匀沉降，进而引起路面损坏。

（3）土压实质量不足：高填路基层间压实度是影响路基沉降的主要因素之一，也是保证路基强度和路面使用寿命的重要条件。填方路基由于其填料土土质复杂，为达到设计压实指标，对于同一施工路段而言，即便采用相同的压实机械组合实施同样的压实遍数，在确定同一个填料最大干密度的情况下，其随机采样的压实度结果仍然不稳定。在此基础上，对抽样结果不合格的压实路段进行处理，最终造成的路基施工压实度在某种程度上依然压实不匀，高填路堤此类问题更为突出。因此，由于路堤压实度不足而间接影响路基稳定性，在后期运营过程中，路面可能会产生不同程度的裂缝，局部沉陷等问题，使得路面产生剪切破坏。

（4）水害引起的路堤下沉滑移：地表水或地下水浸入高填路堤，路基底部填土受水侵害后软化，进一步路堤下沉导致向外滑移。究其原因主要为：水文地质条件不利、路基基底地势条件不利、坡脚地质条件不佳以及施工过程中化学灌浆处理不当。

图1 某高速高填方残积土路堤降雨滑塌现场

2 高填路堤常病害处治方案

为防治和解决高填路堤建设和运营期可能存在的病害问题，在按照规范要求进行稳定性分析和验算的基础上，结合堤身稳定性及地基沉降条件等综合验算结果，给出以下几点处理方案：

（1）高填路堤表层植物清表处理：针对降雨量较为丰富，雨季持续时间较长的施工路段，应对生长繁茂的乔木、灌木进行挖除清理。在此基础上，对挖除部分的根穴采用分层夯实的方式使其压实度达到要求，现场施工人员应抽检根穴压实度是否达标，并做好记录以便后期现场巡查。在路基基础达到正常压实度的情况下，应根据工点实际建设条件采取强夯或冲击碾压进行路堤补强处治，以确保高填路堤稳定性。

（2）改善基底条件：当路堤基底为承载力不能达到要求的粘性土地基时，应在路堤填筑前进行基底夯实处理，其压实度达到90%及以上再进行路堤填筑；针对基底强度不足或基底属于沟间浅薄层软土时，应先坐稳定性验算并采取相应的换填处理措施[4]；当路堤基底为深层软土地基时，在进行填筑前，应先对软土地基进行处理；而对处于斜坡位置的高填路堤，则应根据地面横坡情况，开挖不小于2.0m的宽大台阶，台阶向内倾斜4%。

（3）底部填筑优质料：高填方路基底部一定高度范围内应根据地下水出露情况及路基稳定性适当填筑片块石，其石料要求均为中风化层以上（次坚石及坚石）。单轴饱和抗压强度不小于10Mpa，且不能采用风化严重及具有易溶性、崩解性、膨胀性和岩化的片块石。

（4）设置反压护道、铺设土工格栅：在填料充足的斜坡路段，高填路堤可根据实际情况放缓边坡坡率或在外侧设置反压护道，在减小弃方的同时增加路堤的稳定性[5]。陡坡路段，应根据路基稳定情况在中下部铺设2～3层单向土工格栅，格栅需伸入斜坡不小于2m，土工格栅采用钢塑格栅GSGS80-80，幅宽不小于2m，每延米纵、横向极限抗拉强度不小于80KN/m，纵、横向极限抗拉强度下的伸长率不大于3%，连续点极限分离力不小于500N。

（5）排水设置：在地形低洼地段，为解决原地面低洼处汇水问题，设置横向碎石盲沟，在纵向沿着等高线设置环向碎石盲沟，环向盲沟沿着竖向高度5～8m设置一道，并保证纵向排水坡度不小于0.3%。施工期间，需做好临时防、排水工作，以确保高填路基在施工过程中不受汇水浸泡影响，路基施工完成后应及时完善相应的排水设施以保障路基施工质量[6]。后期运营养护时，应合理安排排水系统的检修时间，加强路堤排水和坡面防护设施的巡查力度，定期对高填路堤进行必要的沉降变形监测。

（6）路堤边坡防护：路堤边坡防护形式结合地形地貌、边坡高度、填料种类、路基路面排水方案等综合考虑，主要采用喷播植草、挂三维网植草、人字形骨架植草、实体护坡、护脚及挡土墙等措施。下面就植草防护和拱形护坡两个方面给出具体施工方案：

2.1 植草防护

路堤防护以植草为主，边坡高度≤4.0m的路堤按喷播植草馆防护处理；边坡坡顶缓于1:1.75时按喷播植草馆防护处理。撒播草籽前边坡回填15cm厚清表土(清表土方、挖淤土方或碎石土)。

a.坡面平整:在坡面用人工平整夯实，达到设计要求。

b.铺粘土:在平整好的坡面上铺大约50～75mm厚的粘性土壤，土壤厚度可视土壤类型及坡面平整度作适当调整。

图2 高填路堤边坡植草防护

2.2 拱形护坡

边坡修整完成后，再进行护坡放样。为避免填方边坡受路面水冲刷，在拱顶（包括平台下拱顶）边缘设置高出坡面6cm的拱眉，拱眉在主骨架处形成泄水槽，路面水经拱眉汇入泄水槽再流入边沟或排水沟

拱形护坡骨架泄水槽的布置须与中央分隔带横向排水管出口急流槽布置重合，否则应调整中央分隔带横向排水设施与骨架泄水槽相对应。每100m拱形护坡在泄水槽内设检修人行梯步一道，设置检修人行梯步顶角骨架厚度加厚至40cm，梯步内角厚度为27.5cm，宽度加宽至56cm。施工方法以人力为主、机械辅助。

a.边坡整修，按设计图纸要求，清理修整路基边坡。

b.施工放样，准确测放出骨架结构大样。

c.开挖基槽，砌筑骨架。砌筑时准确挂出边坡控制线，由坡角开始向上分段砌筑，以确保坡面平整、顺直，砌筑严格按规范要求进行。

d.在骨架内铺植草皮。

e.沿路线方向每间隔15～20m于护肩、拱顶、边坡平台及护脚处设置伸缩缝（或沉降缝）一道，并用沥青麻絮填塞。

f.主骨架与次骨架间空格内及平台上撒播草籽及种植灌（乔）木，每平方米拱形护坡（不包括护肩、护脚及边坡平台）内植草面积为 0.760m2。

g.每平方米拱形护坡（不包括护肩、护脚及边坡平台）内主次骨架用 7. 5浆砌预制C20混凝土块。

图3 高填路堤拱形护坡

3 结束语

根据大量的调查研究表明，影响高填路堤稳定性的两个主要因素是填料压实度和排水，在施工过程中应做好临时防、排水工作，严格按照设计标准对路堤填料进行压实；在运营阶段应加强现场巡视，及时发现和处理高填路堤病害，避免病害发展影响公路交通运行。