高填路堤病害及其加固技术应用

张东星

【摘要】随着社会经济的快速发展，交通工程成为人们关注的重点，在高速公路尤其是山区高速公路建设中，高填路堤病害问题一直困扰着工程界。基于此，本文就高填路堤病害及其加固技术进行分析与研究。

【关键词】高填路堤；病害；加固

一、高填路堤病害防治的必要性

在公路建设完成以后，随着时间的推移和汽车荷载作用，填土密度及固结发生改变，产生了不均匀沉陷或局部沉陷，特别是在填挖方接头处，这种现象更加显著。路堤长期曝露在自然环境之下，受水、空气、温度等自然因素的影响，发生物理力学性质的改变。如：浸水温度变大，强度降低；水、温度影响加剧岩土风化；温差作用形成胀缩循环，湿差作用形成干湿循环，使路堤强度变低；地表水冲刷、地下水入侵等都可能引起路基病害。这些病害会导致路基强度下降，湿软地基容易产生沉陷。对高填路堤进行整体治理有以下好处：

（一）在路线跨越深沟时采用高填路堤方案，能加快工程进度，保证施工质量。

（二）在跨越黄土地区各种冲沟时采用高填路堤方案，能够解决黄土地基的各种弊病，使各项技术指标更加合理，产生更大的经济效益。

（三）加筋法可以提高路堤的整体性，使路堤堤身更稳固，从而减少工后沉降，提高公路使用性能。这对高等级公路尤其是山区公路尤为必要。

二、高填路堤病害的预防措施

（一）一般情况下可对填土高度大于20m的路堤堤身进行冲击碾压或强夯处理，减少路堤的工后沉降。

冲击增强补压法适用于长度大于100m的高填路段和路床增强补压；强夯增强补压法适用于施工场地较小的高填路段。在路床设计标高下10cm进行路床冲击增强补压，冲压后摊铺路床填料用振动压路机压实至设计标高。

按照施工规范要求，采用冲击式碾压时，路基高度和冲压位置应符合以下要求：高填方路基，冲击碾压采用从96区顶面算起，往下每隔2.0m冲击碾压一次，每次冲碾20遍，按错轮而不重叠轮迹的方式碾压。机械一般建议采用冲击能量为25KJ的双轮三边形自行冲击式压路机，冲击补强过程中应注意与构造物及土工合成材料保持一定的安全距离，其施工方案以及注意事项参照交通部公路科学研究院主编的《公路冲击碾压应用技术指南》（2006年）执行（如图1.）。

采用强夯补压时，路基高度和夯击位置应符合以下要求：高填方路基，强夯采用从96区顶面算起，往下每隔4.0m强夯一次，强夯夯击能2000kN·m，夯锤重10t，落距10m。收锤时，最后两击的平均夯沉量不宜大于50mm。当有构造物时，应距构造物水平距离30m外或构造物顶面标高以上5m开始强夯（如图2.）。

图1. 冲击增强补压

图2. 强夯增强补压

一般高填路堤主要位于山岭区路段的冲沟或洼地，地表多为水田，软塑状的粘土，为软弱土层。软弱土层厚度较小时（小于3m），采取挖除换填软弱土层的措施，来增强地基土的承载力，当软弱土层厚度较大时（大于3m），采取其他深层处理措施进行处理。

坡率设计：高填路段，每级边坡可按8m高度分级，在边坡分级处设1.5m宽平台；坡率可采用1：1.5～1：1.75。

根据设计的边坡坡率和断面形式，对所有高填段落按土石混填料分别采用直线滑动面法及圆弧滑动面法验算高填路堤稳定性。但是为避免路基不均匀沉降和路基开裂，保证高填路堤整体稳定性，设计中除采用冲击碾压或強夯补压路堤的措施进行处治外，对位于沟谷等地势低洼的高路堤，应加强路基排水措施，根据地基情况可在基底设置纵向间隔20m，横向间隔15m的排水渗沟。

（二）地面坡度陡于1：2.5的高填路堤，设计中应结合地形、地质、边坡高度等进行综合考虑，并进行路堤稳定性分析，因地制宜地采取设置土工格栅等措施以保证路基稳定。

斜坡上的高填方路堤，在填筑前必须一律清除原坡面植物根茎，开挖宽度不小于2m的内倾台阶。

斜坡路堤内侧，重视对坡面水的拦截和排出。斜坡路堤的填筑必须严格按施工技术规范要求进行。

边坡高度较高的陡坡路堤，在每级填方边坡平台下部增设2层土工格栅，以加强路基的稳定性。

根据陡坡高填路堤地质条件进行稳定性分析计算，若斜坡稳定性存在问题，则应采取在填挖交界处设置土工格栅等工程措施处理。

（三）监控方案

路堤施工应注意观测路堤填筑过程中或以后的地基变形动态，对路堤施工实行动态监控，观测项目如下：

高填路堤监控方案

观测项目 常用仪具名称 观测内容及目的

地表沉降量 地表型沉降计

（沉降盘） 根据测定数据调整填土速率；预测沉降趋势，确定预压卸载时间和结构物及路面施工时间；提供施工期间沉降土方量的计算依据

地表水平位移量及隆起量 地表水平位移桩（观测桩） 监测地表水平位移及隆起情况，以确保路堤施工的安全和稳定

地下土体分层水平位移量 地下水平位移计（测斜管） 用作掌握分层位移量，推定土体剪切破坏的位置

路堤施工监控点的布设要求、观测频率及注意事项应参照《公路路基施工技术规范（JTGF10-2006）》第6.3.19条执行。

地表沉降及地表水平位移量控制要求同软基监控要求。

结束语

随着经济的快速发展，我国高等级公路建设十分迅速，公路建设场地已由平原微丘区向山岭重丘区发展，不可避免的产生大量高填路堤，然而由于我国在高填路堤建设方面研究基础薄弱，虽然公路被建成，但质量问题令人堪忧。所以只有对高填路堤存在的病害进行加固处理，保证其施工质量，才能保障高速公路的健康发展。

参考文献：

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[3]马素幹.高填土路基边坡新型加固技术研究及应用[D].天津大学，2012.