高填方段路基沉陷的处理措施

高填方段路基沉陷的处理措施随着我国交通建设逐步向广袤的山岭重丘区推进,会遇到大量的高填深挖路基,而在高填方路段,由于路基沉降,将导致路面断裂、路基坍塌等问题。文章详细分析了导致路基沉降的原因,在分析原因的基础上,提出了减少路基沉降的处理措施。关键词:高填方路基沉降处理措施1.前言近二十年，是我国交通建设事业快速发展的黄金时期，兴建了大量的公路、铁路，经过一段时期的建设，我国内陆平原地区的交通基础设施已初具规模，制约经济发展的交通瓶颈已有了根本的改观。现在，我国交通建设的重点已经转向广袤的山区和丘陵地区，这些地区由于自然地理条件和环境条件相对复杂，施工条件恶劣，因此，设计和施工难度更大。主要体现在：外业测量和选线时地形条件复杂、高填深挖路段多、支挡结构物多等。特别是在高填方路段，由于公路路基沉降，特别是不均匀沉降，将导致路面断裂、不平整以及构造物两侧路面错台，严重影响公路的质量及行车效果。2.高填方路段路基沉陷的原因根据《公路路基设计规范》（JTGD30—2004），是以路基边坡的总高度来确定路基是否属于高填方的，“对边坡高度超过20m（土、石）或12m（砂、砾）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。”[1]当在水稻田或常年积水地带用细粒土(粒径小于2mm)填筑路基，高度在6m以上时，也称为高填方路堤。高填方路基施工完工后，随着时间的延长，在填土自重与汽车重复载荷的作用下，常出现路基的整体沉陷或局部沉陷。高填方路基的稳定不仅与边坡高度有关，也与路基填料性质、边坡坡度、路基性质、水文状况、路基压实机具和施工方法等有关。大体来讲，主要包括以下几方面：2.1工程地质条件复杂随着公路建设的飞速发展，山区公路修建的越来越多，山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形地质条件复杂，高填深挖路段不可避免，同时，各种不良地质条件也更多，如：滑坡地带、岩溶地区、软土地基等。如果在这些不良地质位置处修建高填方路基，就更容易发生沉陷。2.2设计方面的因素由于设计人员的水平参差不齐，再加上现在都流行设计标准化，追求出图的效率和业绩，导致部分设计方案不够合理。如：路线设计时，没有对路线方案进行认真的对比分析以及经济性评价，前期的地质勘察不够仔细，对不良地质地段没有进行合理的避让；对高填方路基应进行特殊的设计，并进行路基稳定性分析与验算，但现在的设计人员一般还是按照一般路基进行设计，套用路基标准横断面图，没有根据具体情况进行力学分析，对施工工艺和填料选择等一般也按常规进行；对一些特殊地段设计深度不够，如：路基填挖结合处、路桥过渡段的处理等，这些地段往往是路基沉陷的高发地段，在设计时应该引起足够的重视。2.3施工方面的因素施工过程是决定路基质量的关键，对施工质量进行严格把关和控制也是减少各种路基病害发生的根本方法。但是，由于各施工单位的实力和技术人员的经验良莠不齐，因此，施工质量差异也很大。对于高填方路基出现沉陷等问题，主要是以下几个方面的原因：（1）对原地基处理不够彻底高填方路段，往往位于山岭重丘区和峡谷地区，地形地质条件复杂，施工难度也相对较大。而且，这些地区的土质一般是山体蚀物的沉积土，土壤密度小，承载力低，易使路基发生不均匀沉降。如果对松软的沉积土和杂草、树根等有机物没有清除干净就进行回填压实，那路基的后期沉降量就会很大。（2）填料选择不合理路基填筑材料的选择也非常重要。如果选择了不良的路基用土，或填料中混进了种植土、腐植土或泥沼土等劣质土，由于土壤中有机物含量多，抗水性差，强度低等特性的作用，路堤将出现较大塑性变形或沉陷破坏。（3）施工没有严格按照规范要求进行《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）从施工准备、一般路基施工、特殊路基施工以及交工验收等路基施工的各个环节均作了详细的规定，是指导路基施工的纲领性文件，但现在的施工企业往往对这些规定不够重视，主要是凭施工人员的经验，违反科学规律和规范要求盲目的赶工期、催进度，导致了工程质量达不到预期的要求。3.减少路基沉陷的处理措施3.1做好前期地质勘察工作、精心设计由于高填方地段土体自身重力比较大，因此对下部地基的承载力要求较高。所以，前期的地质勘察非常重要，是路基设计的依据。同时，设计人员应该对高填路基进行单独设计，确定合理的断面形式和填料，并且，对施工方法也应该提出合理建议。3.2提前做好施工方案和施工组织计划，严格控制施工质量施工单位应提前对施工方案和施工组织计划进行科学论证，合理安排各施工段的先后顺序，明确构造物和路基的衔接关系，尤其对高填方段应优先安排施工。在施工中以施工组织设计为依据，结合施工现场的实际倩况，合理调配人员、设备。路基填筑施工应严格按技术规范要求进行，填筑之前，认真清除地表不良土质和地表植被、树根、垃圾等；设置合理的排水设施，避免施工中期路基受水浸泡；选择合适的路基填料和填筑方式，严格控制分层厚度和压实度，尽量在最佳含水量附近进行压实；做好压实度的检测工作，在压实过程中，施工单位自检人员应按规定的频率检查路基各层的压实度，达不到要求绝不允许进行上一层的施工。3.3采取新工艺和特殊方法进行施工对于一些填方高度较大、工期紧的高填路堤，可以考虑采用一些特殊的施工方法，如：强夯法、冲击压实法等，而对于一些已有高填路基的沉降问题，可以采取加入固化剂或灌浆的方法进行处理。强夯法：强夯原理在于通过重物夯击对路基填料施以强大的外部作用力，减小填料的孔隙比，排除填料中孔隙水，降低其含水量。填料在排水固结后结构得到改善，承载力提高，承受外界荷载时填料的沉降量较小，从而有力保证了路基的稳定性和行车质量。适用于含水量较高的粘性上、湿陷性黄土地基施工。此外还可用于碎石、砂土及人工填筑地基施工。冲击压实：利用动力固结原理，冲击压路机对路基产生强烈冲击波向地下深层传播使原土体结构被破坏，土颗粒在强大冲击挤压力下孔隙被压缩挤密，孔压力增大形成树状裂隙，使土体中原有水分和空气排出形成二次沉降，地基压缩性降低，压实度提高。加入固化剂、灌浆法：均为高填方路基沉降的处理方法，原理是通过一定的施工工艺，将一些化学的固化剂灌入到路基内部，使其与路基填土发生化学反应，形成复合土体，提高其强度和受力