谈谈高填方路基的病害及预防措施

谈谈高填方路基的病害及预防措施

作者：段伟航

来源：《科学与财富》2013年第02期

摘要：高填方路基相对一般路基而言，具有填筑高度大，填筑难度大，填筑断面面积大，路堤本身累积沉降大等特点。讨论高填方路基常见的病害原因，预防及防治的办法，有效减小路基沉降并消除其所带来的危害是公路建设领域的一个重要课题，其研究意义重大。

关键词：路基病害预防

1、引言

近年来，我国公路工程建设发展迅速，在山区重丘新改建公路中经常遇到高填方路基。高填方路基的填方工程量大、工艺复杂，在长期使用过程中，随着时间的推移与行车重复载荷的作用，在高填方路基路段，经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等病害，而且较难治理。本文就在河北西北部山岭重丘区建设过程中所遇到的高填方路基常见的病害原因，浅谈其预防及防治的方法。

2、高填方路堤的定义

路堤是高于原地面的填方路基，其作用是支承路床和路面。路床以下路堤在结构上分为上路堤和下路堤，上路堤是指路面底面以下0.80-1.50m范围内的填方部分；下路堤是指上路堤以下的填方部分，即路面底面以下超过1.50m的填方部分。

高填方路堤也称高路堤，在《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）规定：高边坡路堤与陡坡路堤设计应贯彻综合设计和动态设计的原则。应在充分掌握场地水文地质条件、填料来源及其性质的基础上，综合进行路堤断面、排水设施、边坡防护、地基及堤身处治等的设计。当实际情况有变化时，应及时调整设计，保证路堤稳定。对边坡高度超过 20m 的路堤或地面斜坡坡率陡于 1：2.5 的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤，应进行个别勘察设计，对重要的路堤应进行稳定性监控。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。所以说，高填方路堤只是笼统地指填方较高的路堤。

3、高填方路堤的主要病害

高路堤工程完工后，随着时间的延长与汽车荷载重复的作用，常出现路堤的整体下沉与局部下沉。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。高填方路堤常见的病害有三类：

（1）整体下沉或局部沉降；

（2）路基不均匀沉降引起的纵横向开裂；

（3）路基滑动或边坡坍塌。

4、病害产生的原因

高填方路基病害的原因很多，有设计方面的，也有施工和管理等多方面的原因。公路受到自然环境多样性影响，同时也受到路基本身自重荷载和车辆荷载的作用。能否保证高填方路堤长期稳定，关键取决于设计和施工。

4.1 设计方面原因

（1）由于路线几何线形指标采用得较高，通过不良地质路段的情况也增多。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。

（2）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，如过渡段结构设计不合理将导致不均匀沉降，引起桥头跳车。

（3）通道、涵洞铺砌未考虑防水设计，易导致地表水渗透浸泡路基，使路基承载力下降而发生沉降变形。

（4）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。

（5）高边坡路堤坡脚防护与加固不妥。如抗滑桩设计的起止点不合理，往往造成起止点处因抗滑力不足引起路基下滑而使路基沉降开裂。

（6）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

4.2 施工方面原因

（1）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）原地面处理不彻底，如未清除草根、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。

（3）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。

（4）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。

（5）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。

（6）路基填方在填挖交界处未按规范要求挖台阶。或因原地面土和填料密度、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不对及压实不足，就会出现接合部衔接不良而导致路基不均匀沉降。

（7）施工组织安排不当，先施工低路堤，后施工高填方路基。往往高填方路堤施工完成后就立即铺筑路面，路基没有足够的时间固结，而使路面使用不久就破坏。

（8）桥涵结构物台背回填和路桥过渡段（一般距台背10～20m范围）填筑时，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；而路桥过渡段因路、桥先成形，过渡段后填筑，两者均易造成压实度不足而沉降。

4.3 路基填料原因

高填方路基施工时采用的填料如果混进了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土，或土中含有未经打碎的大块土或冻土块等；由于劣质土抗水性差、强度低，路堤将出现塑性变形或沉陷破坏；在冰冻或季节性冻土地区，由于劣质土或冻土块的存在，路堤极易出现冻融翻浆现象。在填石路堤中若石料规格不一、性质不匀或就地爆破堆积，乱石中空隙很大。这样，在一定期限内（例如经过一个雨季）可能产生局部的明显下沉。

4.4 质量管理方面。

施工过程中，质量保证体系不健全，压实度的抽检频率不够，检测资料不真实；质量管理人员和施工人员责任心不强，施工现场管理不严密等，使得高填方路基是施工质量实际达不到工程技术要求。

5、病害的预防措施

为避免或减少高填方路基的病害，应从工程的勘察设计、路基的填筑材料、路基施工质量管理以及养护技术等方面严格控制。

（1）严把勘察设计关。对于高填方路基，特别是地质条件复杂的高填方路段，设计前应进行详细的地质勘察，使沿线地质地貌及水文情况资料与实际相符，使设计的基础数据准确，确保路基工程设计质量。