淺析高速公路高填土路基病害的處理
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論文導(dǎo)讀：高的路堤，必然帶來(lái)建設(shè)資金增加、建設(shè)周期加長(zhǎng)、技術(shù)難度加大、病害增多。建設(shè)初期，由于對(duì)某些問題重視不夠，導(dǎo)致一些高填土路基早期病害的發(fā)生。
關(guān)鍵詞：高填土路基，形成原因，病害，處理措施
高速公路作為社會(huì)現(xiàn)代文明的產(chǎn)物，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活起到了具大的推動(dòng)作用，因其全封閉、全立交的特點(diǎn)，為滿足快速、安全、經(jīng)濟(jì)、舒適等社會(huì)發(fā)展需要，而得到迅速發(fā)展。高速公路的路堤由于多種原因一直偏高，平原地區(qū)平均高3 m～5 m，跨公路處高8 m～10 m，跨鐵路處高10 m～12 m。高的路堤，必然帶來(lái)建設(shè)資金增加、建設(shè)周期加長(zhǎng)、技術(shù)難度加大、病害增多。建設(shè)初期，由于對(duì)某些問題重視不夠，導(dǎo)致一些高填土路基早期病害的發(fā)生。
1.高速公路高路堤的形成原因
為充分發(fā)揮高速公路的功能，高速公路要求“全封閉，全立交”，因此為解決橫向交通必須設(shè)置一些行人 行車通道。特別是在目前，我國(guó)尚存在大量的非機(jī)動(dòng)車、慢速車及行人，必須從橫向通道通過。高速公路大多處于經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，人口較多，通道設(shè)置密度不得不相應(yīng)增大。為滿足發(fā)展速度較快的農(nóng)機(jī)、部分汽車的通行能力，通道一般盡量高一些、寬一些。橋梁通道凈高的制約是路堤平均填土高度較高的一個(gè)主要原因。高速公路在山區(qū)的普遍發(fā)展，使高填深挖路基逐漸增多，同時(shí)也是路堤填土較高的原因之一。從技術(shù)要求上來(lái)講，路基填土高度只要在1．8 m～2．5 m就可以保證路基處于一種安全狀態(tài)。
2.高路堤路基病害的表現(xiàn)形式
由于填土過高引起的路基病害形式有以下幾種：不均勻下沉和路面不平、縱橫向開裂、滑坍等。
3.高路堤病害形成的原因
3.1 土基承載能力不足造成地基變形過大
高速公路一般路線較長(zhǎng)，所經(jīng)地區(qū)可能會(huì)具有各種復(fù)雜的地形，特別是路線經(jīng)過覆土層較厚的水田地及低洼地帶，其承載能力大多較低，有很多在100 kPa以下，部分在100 kPa～150 kPa之間，并且土質(zhì)天然密實(shí)度較低，加壓時(shí)具有較大的變形和可壓縮性。路基填土壓實(shí)后密度在18 kN／m3～19 kN／m3之間，當(dāng)路基填土高度達(dá)到4．5 m時(shí)，地表層壓應(yīng)力值為81 kPa~--85．5 kPa，如果考慮基層路面結(jié)構(gòu)層，其容密度加權(quán)值還要加大。按地表承載力為100 kPa，干密度 kN 換算，允許填土高度約為5．4 m。由于沿線橋涵的控制，每條高速公路的路基填土高度大于5．4 m路段約占總長(zhǎng)度的25％左右，再加上車輛的換算荷載，會(huì)形成較多路段的路基處外加荷載大于相應(yīng)地段的地基承載力�？梢哉J(rèn)為那些地基承載力小于設(shè)計(jì)承載力值的地基是軟弱地基。
在路基施工前，由于各種原因，對(duì)地基承載力探測(cè)不詳盡，也未對(duì)地基承載力不夠的路段進(jìn)行驗(yàn)算和綜合處理，僅對(duì)溝渠、坑塘、淤泥層等軟弱地基進(jìn)行了一些處理。導(dǎo)致路基和路面完成后開放交通時(shí)，局部位置和路段的路基仍未穩(wěn)定，發(fā)生不均勻沉降，
從而導(dǎo)致路面的早期損壞。
3.2 施工質(zhì)量難以控制造成土壓實(shí)質(zhì)量不足
實(shí)踐證明，當(dāng)壓實(shí)度大于95％時(shí)，填高每增加1 m，工后沉降約為1 cm，而車輛荷載作用影響僅為80 em～150 cm深度，路基沉降主要是自重作用，因此，路基的層問壓實(shí)顯然成為控制的重點(diǎn)。路基壓實(shí)度是保證路基強(qiáng)度及路面使用質(zhì)量的關(guān)鍵，直接關(guān)系到路面的使用性能及壽命。而在高填土路段往往需要大量借土，而且取土場(chǎng)也很難控制在一個(gè)性質(zhì)穩(wěn)定的土場(chǎng)�？萍颊撐�。土質(zhì)復(fù)雜，壓實(shí)指標(biāo)難以確定。對(duì)于一個(gè)施工路段，用同樣的壓實(shí)機(jī)械組合和壓實(shí)遍數(shù)以及確定的同一個(gè)最大干密度，壓實(shí)度隨機(jī)取樣結(jié)果不穩(wěn)定。雖對(duì)不合格點(diǎn)進(jìn)行處理，仍會(huì)造成路基施工壓實(shí)不勻，如果路基壓實(shí)度不足，在運(yùn)營(yíng)過程中，路面就可能產(chǎn)生轍槽、裂縫、沉陷等病害，使路面產(chǎn)生剪切破壞。有時(shí)為了趕上總體進(jìn)度，有趕工期的現(xiàn)象，導(dǎo)致施工期間控制不嚴(yán)，自然沉降期不夠，路面形成后在使用期間高填土段沉降仍在明顯發(fā)生，導(dǎo)致路面早期損壞。現(xiàn)在使用彎沉檢測(cè)路槽頂強(qiáng)度，作為路基強(qiáng)度控制指標(biāo)，對(duì)高填土路基不夠全面、準(zhǔn)確，無(wú)法完全反映路基的實(shí)際狀況。
3.3 水對(duì)路堤破壞作用
水是引起路基各種病害的主要因素，特別是我國(guó)南方省份年降水量大，山體地下水極其豐富，如處理不當(dāng)，將會(huì)造成惡劣后果。排水防護(hù)工程設(shè)施不完善，排水不暢將造成高路堤路基和路面破壞。高填土路堤多在少雨的春季形成，少雨、缺水，難以保證最佳含水量及壓實(shí)要求�？萍颊撐摹Ｍ恋目紫洞�，等到路基形成時(shí)，又多在夏季，必然要遭受夏季強(qiáng)暴雨的沖刷損壞。即使是路面形成后，當(dāng)路面排水不善時(shí)，雨水侵入路堤，造成路基浸水和軟化，局部下沉塌陷，導(dǎo)致路面早期損壞。對(duì)填高3．5 m以上的路基，施工期問至少要經(jīng)過一次夏季暴雨沖刷過程，而現(xiàn)在的高填土路基一般施工方法均是超寬填筑，再刷坡，然后再防護(hù)，加上填筑土質(zhì)易被沖刷，由于防護(hù)和路基施工的不同步，造成土路堤暴露，被暴雨沖刷。當(dāng)高填土路基不是全硬化防護(hù)和防護(hù)不完善時(shí)，也會(huì)在使用期間被暴雨沖刷，造成路堤和路面局部損壞。
4.高填土路基病害處理措施
4.1 采用換土法處理
對(duì)于表層軟弱，土層較淺的路段，可將軟土層清除，換填強(qiáng)度較高、透水性較好的材料進(jìn)行處理，以達(dá)到提高路基整體強(qiáng)度的目的。
4.2 對(duì)軟土層較深的地基用粉噴樁處理對(duì)高填土路基原地基承載力不夠路段和明顯的淤泥層、坑塘軟弱段，采用直徑50 cm，長(zhǎng)15 m～20 m的粉噴樁進(jìn)行處理。
4.3 嚴(yán)格控制含水量
必須嚴(yán)格檢測(cè)用作填料土的含水量，只有在最佳含水量±2％的范圍內(nèi)才允許進(jìn)行碾壓。在施工現(xiàn)場(chǎng)主要用酒精燃燒法來(lái)測(cè)定填料土的含水量，如出現(xiàn)含水量 <㈨一2％時(shí)，需加水均勻拌和；當(dāng)> n+2％ 時(shí)，需要晾曬。
4.4 清表和挖除控制
在雨量充沛，雨季又長(zhǎng)的地區(qū)，各種喬灌植被生長(zhǎng)茂盛。為保證路基的填筑質(zhì)量，在填筑前，必須對(duì)植被根系進(jìn)行徹底挖除。
挖除后的根穴要進(jìn)行分層夯實(shí)，達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。監(jiān)理人員要對(duì)根穴壓實(shí)進(jìn)行抽檢，按樁號(hào)位置做好記錄，備查。清表與植根挖除后，按規(guī)定進(jìn)行填前碾壓。
4.5 反壓坡道和擋土墻對(duì)高填土路堤的側(cè)向約束作用利用反壓坡道和擋土墻對(duì)高填土路堤的側(cè)向約束作用提高高填土路堤的整體穩(wěn)定性�？萍颊撐摹�
4.6 對(duì)橋涵端部和高填深挖結(jié)合部，采用預(yù)先壓漿處理橋涵端部和高填深挖結(jié)合部具有同樣性質(zhì)，即一側(cè)較穩(wěn)定，另一側(cè)沉降隨時(shí)間在變化，在兩端接合部，采用預(yù)先壓漿處理，減少了橋涵端部不均勻沉降和高填深挖結(jié)合部差異沉降，實(shí)踐證明能起到較好的效果。
4.7 做好防排水設(shè)施
在山區(qū)為了將地下水暢通的排出路基以外，路段填方可專門設(shè)置碎石盲溝，將山體中的地下水引入河流。隨著路基填筑高度的增加，更應(yīng)及時(shí)排除路基頂面積水，根據(jù)縱斷面高程的變化，每隔25 m～30 m設(shè)置一處臨時(shí)排水水簸箕，這樣既防止了雨水沖刷邊坡造成沖溝，又能將路基頂面積水排出，避免路基頂面積水引發(fā)的各種病害，為路基雨后及時(shí)施工創(chuàng)造了條件。建設(shè)期間，在防水和排水設(shè)施方面加大投入，對(duì)高填方路基防沖刷、雨水侵入損壞和提高整體穩(wěn)定能起到事半功倍的效果。
4.8 合理安排工期，確保高填土路堤有一年以上的預(yù)壓期
如果能保證高填土路堤在建設(shè)期間通過科學(xué)組織，均衡施工，有一年以上的自然沉降期，就能消除沉降的60％～70％，有效減少通車后的沉降量，有利于路堤的后期穩(wěn)定。
5.結(jié)語(yǔ)
高填土路基是高速公路為滿足使用功能而迫不得已使用的一種建筑方式，在高速公路方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從路線方案、分離式立交橋型選擇等方面進(jìn)行系統(tǒng)考慮，盡可能降低路堤填土高度。
參考文獻(xiàn)
[1]張雨化.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M]．北京：人民交通出版社，2002．
