福建某山区高速公路四段路堤病害的整治

■叶晨峰

(福建省交通规划设计院，福州 350004)

1 概述

福建某山区高速公路通车后，四段路堤出现路面开裂、路堤塌陷、路堤坡面开裂等病害迹象，严重威胁着公路的通行安全，通过研究分析四段路堤的原设计方案、病害特征、填料性质、外界环境等影响因素，找出路堤病害的成因，提出有针对性的治理措施，以消除四段路堤病害，保证路堤的稳定性。

2 ZK49+670～ZK49+800段左侧路堤

ZK49+670～ZK49+800段路堤左侧边坡原设计最高6级，每级高8m，中心最大填土高度为21.8m，坡脚最大高度为42.3m，原设计为填石路堤，路堤右侧为填平区，为加水区场地。

2.1 病害特征

ZK49+670～+740 段及 ZK49+770～+800段路面行车道中间出现两端纵向裂缝，裂缝宽约0.2～0.5cm，裂缝形状呈L形(图1)，路堤坡面未见明显变形迹象。

图1 路面L形裂缝

2.2 病害成因分析

2016年9月底受台风鲇鱼带来的强降雨影响，场区瞬时降雨量巨大，暴雨导致大量地表水通过填方体坡面及冲毁的排水沟下渗，路堤填料主体为碎石土，碎石土中细颗粒被下渗地表水带走，引起路堤沉降变形加大，导致路堤填挖交界处出现变形，ZK49+670～+740段路面出现纵向裂缝，路堤基底无软弱层，整体稳定性较好，该段路堤病害成因主要系由于路堤不均匀沉降过大而引起路堤沿地表蠕动变形。

2.3 病害治理措施

根据路堤病害迹象及病害成因，病害治理分为两部分内容：完善排水系统和对路堤稳定性加固。

(1)完善排水系统：路堤边沟及富溪加水区场区排水沟淤堵及破损严重，清通水沟后采用水泥砂浆重新修复沟壁；路堤第二、四级10m宽平台底部铺设防水板后浇筑C20砼硬化。

(2)路堤稳定性加固：采用预应力锚索主动加固路堤，限制路堤侧向变形，采用钢花管注浆提高路堤填料的物理性质，控制路堤的不均匀沉降。

图2 ZK49+470断面设计图

3 YK69+120～YK69+280段右侧路堤

本段填方路堤右侧边坡原设计最高为4级，原设计第一二级为填土路堤，第三四级为填石路堤，路堤左侧为填平区。

3.1 病害特征

YK69+150处右侧路堤在挡墙边沟处出现塌陷，挡墙外侧土体下陷，塌陷处挡墙上的防撞护栏沉降缝发生挤压变形破坏，其余段落路面及路基坡面未见变形迹象。

图3 YK69+150处右侧路堤塌陷

3.2 病害成因分析

该段路基病害主要为路基空洞引起的塌陷，路基空洞系由于挡墙墙脚排水沟沟底破损严重，排水沟常年流水，地表水长期从沟底破损处下渗，路堤填料为碎石素填土，地下水带走碎石素填土中的细颗粒，路堤出现大量空隙，进而发展而成的，最终失稳塌陷。

3.3 病害治理措施

根据排水沟破损位置及工程物探探测的空洞及沉降区域，挡墙墙脚排水沟附近区域采用钢花管注浆填充路基空洞及不密实区；凿除挡墙坡脚破损边沟，重新浇筑边沟。

图4 ZK69+160断面设计图

4 福安北互通JK0+000～+040段路堤

JK0+000～+040段为半填半挖路基，右侧路堤边坡最高为三级，每级高8m，富春三期道路位于该段路堤坡脚，修筑富春三期道路左侧人行道需开挖该段路堤，开挖后路堤采用挡墙支挡，上部为一级路堤，最高8m。

4.1 病害特征

该段应急行车道路面出现了多道纵向裂缝，根据现场调查发现，该段路基裂缝分布长度约25m，裂缝位置桩号大概为JK0+010～+035段，裂缝宽最大约3cm，裂缝深度超过20cm；填方坡面上仍有鼓出迹象，坡面局部存在裂缝，坡脚挡墙未见明显变形。

图5 JK0+010～+035段路面裂缝

4.2 病害成因分析

福安北互通通车后开始施工富春三期道路路基，坡脚开挖施工挡墙基槽期间，该段路面出现了纵向裂缝，路堤因坡脚受挡墙基槽开挖形成临空面，且未及时进行挡墙浇筑施工，从而引起路堤失稳。

4.3 病害治理措施

该段路堤，填方量及填土厚度较小，且原状地层有较好的锚固地层，采用预应力锚索框架主动加固路堤，保证路堤稳定性。

图6 JK0+010断面设计图

5 福安北互通JK0+165～JK0+205段路堤

JK0+165～+205段为半填半挖路基，右侧路堤边坡最高为二级，每级高8m，JK0+200断面为薄填路堤，填宽最小约2m。

5.1 病害特征

JK0+165～+205段右侧防撞护栏外倾，路面离防撞护栏1m处发现纵向裂缝，裂缝宽约2mm，长约20m，尚未完全贯穿，右侧路堤第一级坡顶拱形骨架拱顶砌体开裂下错，下错高度约20cm。

图7 JK0+165～+205段右侧路堤坡顶拱形骨架砌体开裂下错

5.2 病害成因分析

该段路堤为陡坡薄填路堤，施工过程中路基碾压施工困难，往往容易导致压实度不足，若地表未严格按规范要求开挖台阶，极易使路堤沿原状地表失稳，形成浅层溜塌，与该段路堤的病害特征吻合。

5.3 病害治理措施

针对陡坡薄填路堤失稳病害，采用锚杆框架梁加固路堤，保证路堤稳定性。

图8 JK0+200断面设计图

6 路堤病害成因及治理措施归纳分析

对四段路堤的病害特征、成因及治理措施进行归纳，结果见表1。

从表1可知，路堤病害的主要成因有：

(1)路堤填筑过程中往往系随挖随填，填料性质不满足设计要求。

(2)填方段落的排水系统不完善或破损，导致地表水下渗。

(3)路堤坡脚被开挖破坏导致路堤失稳。

(4)路堤压实度不足，特别是陡坡薄填段路堤，压实度往往较难保证，且易沿原装地表失稳。

(5)极端暴雨天气系路堤病害的外在诱因。

针对不同路堤病害主要可采用下列治理措施：

表1 四段路堤病害特征归纳表

(1)路堤失稳，尤其是陡坡路堤失稳，且原状地层有较好的锚固地层，宜采用预应力锚索(杆)框架加固。

(2)路堤沉降较大，可对路堤填料进行注浆，以改善填料的性质，注浆过程需控制注浆速率，防止施工期间浆体未达到初凝强度前路堤失稳。

(3)路堤空洞，可采用引管注浆填充空洞，注浆同样要控制注浆速率，浆液根据实际情况可添加有效的外加剂。

(4)完善地表排水系统，防止地表水渗入路堤系路堤病害治理必要措施。

7 结语

经过半年的巡查观测及监控量测工作，四段路堤经过治理后，病害已经消除，路堤变形得到了控制，稳定性得到了保证，说明基于四段路堤病害的成因分析而提出的有针对性的治理措施是有效的。本文通过研究表明路堤病害的成因多样，只有“对症下药”才能提出有效的治理方案，同时分析病害成因帮助我们更好的预防路堤病害，有针对性的治理措施为类似山区公路路堤病害的治理提供了参考。