高等级公路路基沉陷病害的处理和预防

白立新，于文华

(赤峰市中交公路勘察设计有限责任公司)

高等级公路路基沉陷病害的处理和预防

白立新，于文华

(赤峰市中交公路勘察设计有限责任公司)

分析了山区公路填挖交界处路基产生沉陷病害的原因，针对路基沉陷程度的不同采取相应的处理措施，提出在路基设计中应加强路基填挖交界处特殊部位的设计，预防在填挖交界处产生沉陷病害。

填挖交界处;沉陷;砂桩处理

高等级公路应该给予驾驶者和乘客一种行车的安全性、舒适性，但往往在山区高等级公路上，由于地势起伏较大，为了满足高等级公路技术指标的要求，路基填挖较大。由于各种原因，在路基填方与挖方交界处会出现不均匀的沉陷现象，使路基出现沉陷病害。这种病害，轻者造成舒适性较差的影响，严重的给行车带来安全隐患，造成安全事故，因此，山区公路路基沉陷病害成为第二个“桥头跳车”，预防和处理路基填挖交界处的路基沉陷成为路基设计和施工管理的重中之重，而对于正在运营的公路，如何以低成本而又有效、快捷的处理路基沉陷，尽最大可能减少施工对交通的影响，更加值得关注。

1 原路基沉陷病害情况

省道206线锦山至茅荆坝段一级公路是最为典型的山区高等级公路，全长60.7 km，路基宽20.0 m，设计行车速度60 km/h。该段公路于2002年建成通车，路面结构层为：7 cm沥青混凝土高级路面面层+20 cm水泥石灰稳定砂砾土基层+20 cm石灰水泥综合稳定砂砾土底基层+20 cm天然砂砾垫层。通车后第二年，在填挖交界处路基填方出现了沉陷病害，路面伴随着纵向沿填挖交界面开裂，经过7年的行车荷载作用，路基沉陷处已基本稳定。经现场调查全段路面共有41处路基沉陷病害，其中路基左幅有16处、右幅有25处，沉陷深度在50～265 mm之间，裂缝宽度在10～40 mm之间，沉陷长度在20～200 m之间。

2 路基沉陷产生的原因

根据沉陷范围分别对每处沉陷进行地质钻探，钻探位置分别在填方路基沉陷处、填挖交界处及挖方路基处。

通过对路基沉陷处的路面结构层进行钻探，在路面开裂处路面结构层已经断通，面层、基层、底基层开裂位置基本一致。路面结构层的整体性遭到破坏，整体强度降低。

根据地质勘察报告提供的试验数据分析，产生路基沉陷主要原因有以下几点。

(1)填方路基填料虽然为砂砾或碎石土，但经重型动力触探试验检测砂砾或碎石土的密实度偏低。

(2)路基下部填料多为粘性土，天然含水量较高(一般大于20%)，导致土基整体强度降低，密实度随之降低。

另外，据设计代表记录当时施工现场，在处理路基填挖交界处时，路基衔接处横向挖台阶不规范，台阶宽度、高度及向内2%反坡均不标准，这也是造成路基沉陷的原因之一。

3 路基沉陷处理方案

路基沉陷处理有多种方案，需要根据具体不同的原因进行设计省道206线锦山至茅荆坝段公路主要是解决密实度不足及含水量较高问题，同时要注重施工简单、迅速，节省造价，并将施工对交通的影响降到最小，综合上述考虑，对已沉陷路基进行处理。

通过综合比较，确定处理方案为对沉陷路基部分进行打砂桩处理，深度至原地基下砂砾层(由于路线布设在锡伯河走廊带上，一般见砂砾层深度为3 m)，通过打砂桩对路基起到挤密的作用，并通过砂桩将土体中的水份引致地下透水层，减小土体的天然含水量，提高土体的整体强度。

处理方案按路基沉陷深度的不同，采取不同砂桩间距。具体处理措施如下。

(1)当路基沉陷值h＜10 cm时，砂桩横纵向设置间距为2.5 m，当路基沉陷值10 cm＜h＜20 cm时，砂桩横纵向设置间距为2.0 m，当路基沉陷值h＞20 cm时，砂桩横纵向设置间距为1.5 m，分布形状为梅花状，打入原地基深度不小于3 m(至砂砾层)。

(2)砂桩成孔采用旋转钻法，砂桩直径为40 cm，若沉陷位置为左幅或右幅时，砂桩最后一排必须超过道路中心线，第一排砂桩横向距原路基边缘1.0 m，纵向首尾端砂桩距路基沉陷边缘0.5 m。砂桩顶面打至与原路床顶面齐平，砂桩打完后将原路面结构层挖除，重新铺筑路面结构层。

(3)砂桩填筑材料为级配良好的砂砾，砂砾最大粒径不大于63 mm，砂砾应连续填筑，每层厚度为30～50 cm，夯实后测定砂砾层承载力，承载力不小于600 kPa。

下表列举几段路基沉陷病害的程度及砂桩处理方案。

表1 几段路基沉陷病害的程度及砂桩处理方案

4 减小路基沉陷的预防处理措施

(1)在填方路基部分可采取冲击压实或强夯等进行路基增强补压，以减小路基填挖间的差异变形。

(2)当挖方部分为土质时，应用渗水系数较大的材料对挖方路床80 cm范围进行超挖换填压实，并在路床底面和顶面分别铺设一层土工格栅。

(3)原地表横向挖台阶，台阶高度不大于1.0 m，台阶挖成向内的2%～4%的反坡。

(4)纵向填挖交界处应设置过渡段，挖方部分为土质时，过渡段宜采用级配较好的砂砾或碎石填筑，当挖方部分为岩质时，过渡段可采用填石路堤。过渡段长度一般为填方高度的3～5倍。

(5)当原地表较陡时，可再填方路堤边坡下设置护脚墙等支挡工程。

［1］公路路基设计规范(JTG D30-2004)［S］.人民交通出版社.

［2］公路路基施工技术规范(JTG F10-2006)［S］.人民交通出版社.

［3］公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)［S］.人民交通出版社.

［4］塑料板排水法加固软基工程实例集［M］.人民交通出版社.

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1008-3383(2012)11-0066-01

2012-06-05