谈高填方路堤沉降病害及预防

王 勇

(山西省朔州高速公路有限责任公司，山西 朔州 036000)

谈高填方路堤沉降病害及预防

王 勇

(山西省朔州高速公路有限责任公司，山西 朔州 036000)

简述了高填方路堤的定义及病害形式，从设计、施工、填料三方面分析了高填方路堤沉降的原因，并提出了针对性的预防措施，以减少路堤不均匀沉降现象的发生，确保公路交通的正常运行。

路堤，不均匀沉降，病害，压实度

0 引言

随着我国基础设施建设向西部地区的不断延伸和扩展，出现了大量的高填方路基。在我国，填方路基是山区高等级公路路基的主体结构。在公路投入使用后，高填方路基受自然环境的影响，同时由于自重和行车荷载的共同作用，使得路基出现的沉降对路用性能造成影响。在高填方地基中，路基出现沉降是特别突出的。地基产生局部变形，不能有效的进行工后路基沉降量控制，将会影响路面结构。在我国投入使用的部分高速公路路基高填方路段中，受各种因素的影响，出现了不同程度的不均匀沉降病害，使得路面出现过早破坏，提高了公路养护和维修成本，对交通的正常运行产生不利影响。

1 高填方路堤的定义及病害形式

高填方路堤没有一个明确的定义，只是一个笼统说法，指填方较高的路堤。在我国颁布的JTG D30—2004公路路基设计规范中要求“进行个别勘察设计，对重要的路堤进行稳定性监控”，指的是边坡高度超过20 m的路堤，还有地面斜坡坡率陡于1∶2.5的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤。在施工中，将上述的三类路堤统称为高填方路堤(见图1)，与低填方路堤是一个相对概念。

在我国，高填方路堤病害发生主要处于地质地形变化处、水文影响较大处、桥涵结构物台背回填段及路基结合处等部位，出现的路基整体或局部沉降。特别是在填挖交界处，由于填筑土体和原地面土体的密实度和沉降量不同，在荷载作用下出现不均匀沉降。由于路基的不均匀沉降导致路面开裂、路基滑动及边坡坍塌等严重病害的发生。

大量的工程实践表明，高填方路堤是否稳定，其影响因素较多，不仅仅是边坡高度，与路基填料、所处地的水文地质情况、路基施工中的方法和工艺等都有关系。高填方路基出现的不均匀沉降，轻的使得路面纵向线形不连续，造成行车舒适度差，车辆出现颠簸，严重的造成路面结构破坏，导致安全事故的发生。

2 高填方路堤沉降原因分析

填方路基出现沉降，地质地形、水文气候、设计施工是最主要的影响因素。大量的工程实践表明，确保高填方路堤稳定性的关键在于设计理念、施工水平及填料质量。

2.1 设计方面

1)在通过不良地质路段时，一般选择采用高填方路基。在不良地质路段，一般存在着土基强度低、承载力差的情况。当设计不当时，会导致完工后的路基出现压缩沉降或挤压移位，路面容易出现裂缝等病害。

2)在设计中，在路基与桥梁衔接处填土比较高，且填土与桥梁材料的弹性模量值差异较大。当设计不当时，将易导致在两者衔接处形成不均匀沉降，导致行车桥头跳车病害。

3)在一些公路设计中，高边坡路堤的坡脚防护和加固由于设计不当导致病害的发生。如抗滑桩起止点设计不当时，会导致填方路基由于抗滑性能不足而出现路基下滑现象。

4)在一些填方路段排水设计中，由于排水设计不当造成积水而导致路基承载力降低，在载荷作用下出现沉降变形。

5)路基排水系统设计不完善(见图2，图3)，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，使得路基强度降低，出现边坡坍塌、堤身沉陷或滑动及产生冻害等病害。

6)在通道、涵洞铺砌设计中，防水设计的缺陷使得地表水对路基渗透浸泡，导致路基承载力下降并发生沉降变形。

2.2 施工方面

1)原地面处理不到位。

在施工前，未对原路面的草根、树根、淤泥等不良土壤进行彻底清理，这会导致地基压实度不足。对已发生沉降变形的不良地质路段未予以处理或处理不当。

2)在路面施工中，临时排水设施与永久性排水系统建设应实现有机结合。否则，会导致填方路基由于排水不畅，从而形成积水长期浸泡影响路基的承载性能。

3)填筑顺序不当。

在高填方路堤施工中，严格按照施工要求，落实“分层填筑、分层碾压”是确保施工质量的重要环节。否则，会造成路基压实度不足。同时，一些工程在全断面范围内，采用“先填半幅，后填另半幅”时，也会导致路基出现不均匀沉降。

4)在施工中分层填筑时，未按规范要求进行铺筑。

在一些工程中，在施工中随意增加铺筑厚度、降低压实机具等级或是减少碾压遍数等情况，这些都会对路基压实度产生不利影响，导致完工后的路基在载荷作用下出现下沉。

5)填挖交界处接合部衔接不良。

如在施工中，未按规范要求挖台阶，或因腐殖土等未清除等导致的压实度不足，衔接不良易导致路基出现不均匀沉降。

6)在路桥过渡段施工时，在桥涵台背回填和路桥过渡段填筑时容易导致压实度不足。

在进行台背回填作业时，一般是路桥先成形，后填筑过渡段，由于空间狭小，存在着大型机械作业不便的情况，而小型机具受各种因素的影响造成路基压实度不足。

7)施工组织安排不当。

在施工中，高填方路堤施工完毕后，路基没有足够的时间固结，就立即铺筑路面，从而使得路面投入使用后不久就遭到破坏。

2.3 路基填料

在施工时，填料是影响施工质量的一个关键因素。在一些路段施工中，一些劣质土混入填料中，如种植土、腐殖土或泥沼土等。劣质土的抗水性差、强度低，混在填料中会降低填料质量，使得完工后的路堤出现变形。在填料中混入未经打碎的大块土、冻土块时，在冰冻或季节性冻土地区，会导致路堤出现冻融翻浆病害。在填石路堤施工中，石料规格是影响路基质量的一个因素。当石料大小不一、性质不匀时，会造成填筑路基空隙率高，在载荷作用下出现显著下沉。

3 高填方路堤不均匀沉降的预防

在设计、施工、养护等各个方面认真面对高填方路堤沉降变形问题，采取切实有效措施防止出现不均匀沉降，确保填方路基承载力、压实度等方面符合设计要求。

3.1 设计方面

1)在施工前切实加强拟建线路的工程地质勘察工作，特别是对地质、水文等会对路基沉降造成影响的因素进行详细调查。在线路选择中，因地形、地质环境布设路线，尽量避让不良地质地段。按照路基设计规范要求进行设计，尽量避免高填方路堤和陡坡路堤设计，否则提出工后沉降量要求。

2)拟建设的公路线路在通过较陡的横坡和沟谷地等不良地质路段时，通过特殊设计以提高路基的承载力和水稳性，以确保公路投入使用后路基沉降量符合设计高程。如在一些不良地质路面设置纵横向台阶，确保填筑路基和原地面形成良好的结合。

3)原地面点的压实度和承载力应符合设计要求。在一些工程中，在自重和车辆荷载作用下，由于原路面地基承载力不足而导致填方路基出现沉降。对原路面压实度和承载力不足的路段，应采取有效工程措施进行处治。

4)做好路基排水系统的综合设计。在路基施工设计中，通过排水系统设计，确保临时排水和永久排水设施相结合，确保路基不会产生积水。在涵洞通道的底部设计中，要充分考虑防水设计，杜绝由于积水浸泡产生的沉降变形。

5)在路桥过渡段设计中，为缓解由柔性路基到刚性路基导致的病害问题，可考虑采用半刚性路基过渡的方式。

3.2 施工方面

1)做好施工前的准备工作。如清除地表植被、树根、垃圾和种植土等。对原地面进行处理，以确保其能够承受填筑土体的自重。做好路基临时排水工作等。

2)施工组织是确保质量的前提。重视施工组织设计，通过各工段先后顺序合理安排，确保路堤施工和沉降留有足够时间，以保证投入使用后的公路不会出现较大的工后沉降。

3)严格控制路堤填筑工艺。在施工前，通过试验确定不同填料、不同施工机械的组合，通过试验段的铺设，获得最佳的施工流程及组合。在采用分层填筑时，应严控填层厚度。在高填方路段，压实质量要求高，应合理选择压实机具，宜选用重型轮胎压路机和振动压路机效果较好。

4)做好特殊部位，如桥涵台背回填处、路桥过渡段填方以及填挖结合部等的施工质量控制。

5)做好压实度的检测工作。

3.3 填料方面

在施工中，路基填料应严格选取，做好填料质量控制。根据路基质量要求，综合考虑地形、水文、地质等因素，选择水稳性能高、干密度较大的路基填料，以确保路基具有较高的承载力。通过筛分程序，将填料中的劣质土、大块土等影响路基压实度的杂质予以清除。在分层填筑施工时，严格控制填料粒径及含水量，确保路基密实均匀。

3.4 加强养护

为确保路基的使用功能，养护必不可少。在公路投入使用后，通过路基路面养护是一种延长路面使用寿命的有效手段。随着车辆载荷的反复碾压，路基路面出现不同程度的破损是不可避免的，及时对出现的缺损进行修补，确保路基路面正常使用是养护的中心。

在填方路基养护中，应重视路基的水损坏，加强对防水、排水结构的养护，确保路基路面排水通道的畅通。在发现的沉降量较大的路段，可通过注浆加固等工程措施进行加固。做好坡面的植被防护，稳定路基边坡，对出现的边坡损坏等情况，应及时进行修补加固。

[1] 韦金龙.浅析公路高填方路堤常见病害及预防治理措施[J].中国科技博览，2013(33)：46.

[2] 化忆川，陈 磊.公路高填方路堤中常见病害及治理措施的探讨[J].科技致富向导，2013(29)：32.

[3] 路基病害的综合整治与防护[J/OL].http://wenku.baidu.com/view/d82b1cf389eb172ded63b733.html，2014-07-12.

Discussion on disease and prevention of high embankment settlement

Wang Yong

(ShanxiShuozhouHighwayLimitedLiabilityCompany,Shuozhou036000,China)

This paper briefly introduced the definition and diseases types of high embankment, from design, construction, packing three aspects analyzed the causes of high embankment settlement, and put forward targeted preventive measures, to reduce the uneven settlement phenomenon of embankment, to ensure the normal operation of highway traffic.

embankment, uneven settlement, disease, compaction degree

2014-08-29

王 勇(1971- )，男，工程师

1009-6825(2015)08-0160-02

U416.12

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