趙勇強(qiáng)

(新疆道路橋梁工程總公司第一工程處)

0 引言

近年來隨著公路設(shè)施的大幅修建，高填深挖路段和隧道工程也不斷增加，在路基施工尤其是填挖交界部位施工質(zhì)量難以控制，往往出現(xiàn)在道路投入運(yùn)營(yíng)后隨著時(shí)間延長(zhǎng)和車輛荷載的作用而在填挖交界處出現(xiàn)整體或局部不均勻沉降現(xiàn)象，該現(xiàn)象一旦出現(xiàn)則影響公路的正常使用，且會(huì)增加公路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，若對(duì)其重視程度不夠或未采取合適的修補(bǔ)措施則甚至?xí)?dǎo)致滑塌等質(zhì)量安全事故，產(chǎn)生不良社會(huì)影響。

1 填挖交界處不均勻沉降產(chǎn)生原因

1.1 滲透水影響

該種情況多發(fā)生于河灘路基，雖河灘路基多有防護(hù)工程，但其淹沒部分仍會(huì)受到滲透水體壓力的作用，而一旦防護(hù)工程滲水，且在常水位下的路基則會(huì)受到河水的浸泡，即使在填筑時(shí)穩(wěn)定的土體的強(qiáng)度也會(huì)急劇下降，尤其是水穩(wěn)性差的土體更為明顯，最終將會(huì)破壞路基的整體穩(wěn)定性能，造成各種裂縫以及整體或局部的不均勻沉降。

1.2 地下潛流

該種情況是當(dāng)挖方路段開挖后導(dǎo)致附近地下水的徑流方向發(fā)生變化，在開挖前處于橫流的水體會(huì)變?yōu)榭v流等，導(dǎo)致地下潛流水侵蝕路基而增大路基的含水量，降低路基的強(qiáng)度而形成病害，該種情況對(duì)細(xì)粒土更為明顯;或由于地下潛水由于植被吸收和陽(yáng)光照射等作用而導(dǎo)致徑流方向發(fā)生變化，該原因雖部明顯但日積月累也會(huì)對(duì)路基造成損害。

1.3 徑流滲水

施工中一般在路塹兩側(cè)設(shè)置邊溝用于排水，邊溝在引出設(shè)計(jì)段均和填挖交界處平行，在邊溝填筑時(shí)若填筑不密實(shí)則邊溝內(nèi)的水會(huì)下滲，或邊溝砌筑時(shí)由于砌筑砂漿不飽滿或勾縫砂漿脫落均會(huì)導(dǎo)致溝內(nèi)水體進(jìn)入路基，終將導(dǎo)致路基強(qiáng)度降低造成路基不均勻沉降。

1.4 地質(zhì)勘探不到位

在路基施工前尤其是地質(zhì)病害較多的區(qū)域進(jìn)行路基施工前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行詳盡的地質(zhì)勘探，并結(jié)合實(shí)際情況在施工中采取相應(yīng)措施進(jìn)行處治，由于路基一旦建成則存在長(zhǎng)期受地下潛流長(zhǎng)期沖刷的可能，長(zhǎng)期以往將會(huì)造成在填挖交界部位出現(xiàn)不同程度的軟弱層，因此對(duì)該部位應(yīng)加強(qiáng)勘探，嚴(yán)禁出現(xiàn)漏探并采取有效措施對(duì)原地基進(jìn)行有效處理。

1.5 填筑工藝不當(dāng)

規(guī)范規(guī)定填筑材料超粒徑不可超過填筑厚度的2/3，石料強(qiáng)度不能低于15 MPa，若在進(jìn)行路基填筑時(shí)若填料超粒徑現(xiàn)象嚴(yán)重，存在超粒徑石塊則會(huì)導(dǎo)致路基內(nèi)出現(xiàn)大空隙以及在路肩處碾壓不到位等現(xiàn)象。而采用不同巖性的石料進(jìn)行混填時(shí)則在不平整部位應(yīng)用細(xì)石或石屑找平，若采用強(qiáng)風(fēng)化石料或軟質(zhì)巖石填筑則在碾壓過程中破碎現(xiàn)象較為嚴(yán)重，甚至可出現(xiàn)粉質(zhì)土因此會(huì)降低路基的強(qiáng)度，因此在材料選用時(shí)應(yīng)測(cè)定其強(qiáng)度，嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定選用。

1.6 施工臺(tái)階不規(guī)范

在填挖交界段路基施工一般采用臺(tái)階法施工，但由于路基施工機(jī)械化程度較高，因此在實(shí)際施工中會(huì)出現(xiàn)缺少人工配合的現(xiàn)象，而在縱橫向臺(tái)階開挖都采用推土機(jī)施工因此會(huì)留下縱橫向土埂，以及在壓實(shí)后仍有松土存在，或邊坡的表層土清理不干凈，內(nèi)部夾雜樹根、草皮等腐殖質(zhì)含量高的土體。

1.7 工后沉降不一

對(duì)新施工路基尤其是高填至路基在施工后均會(huì)不同程度的出現(xiàn)不均勻的工后沉降，而填挖交界部位多為高路堤，但由于路塹段的工后沉降則較小，尤其是挖石方路段其工后沉降更小，因此會(huì)導(dǎo)致在填挖交界部位出現(xiàn)不均勻沉降以及縱橫向裂縫等。

2 不均勻沉降防治措施

2.1 臺(tái)階法施工

對(duì)填挖交界部位不均勻沉降的常見處理方法多為挖土質(zhì)臺(tái)階，其在填方路段地面橫坡坡度超過1∶5時(shí)首先應(yīng)將地表草皮、腐殖土等清除，后將地面挖成臺(tái)階，臺(tái)階寬度不應(yīng)小于2 m，且臺(tái)階應(yīng)向內(nèi)有2% ～4%的傾斜坡度，其壓實(shí)度不應(yīng)小于85%;當(dāng)基巖面的覆蓋層較薄并不穩(wěn)定時(shí)則應(yīng)向?qū)⒏采w層清除后再挖臺(tái)階，當(dāng)覆蓋層較厚且較穩(wěn)定則可清除覆蓋層后挖臺(tái)階，臺(tái)階挖成后應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)后進(jìn)行填筑直至路槽頂標(biāo)高，并應(yīng)保證填筑的壓實(shí)要求，若地面橫坡較陡、填挖高差較大則必須采用更為合理的土工格柵等措施來處理路基不均勻沉降;若坡面或坡腳部位裂隙水較為豐富或存在地下泉水則應(yīng)沿坡腳位置每間隔2～3個(gè)填層高度設(shè)置一個(gè)盲溝以將豐富的裂隙水或泉水導(dǎo)流到區(qū)域外，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制縱橫坡以保持路拱以便雨季排水通暢，對(duì)于半填半挖路段施工則最好不用推土機(jī)直接進(jìn)行填土作業(yè)以免形成推土區(qū)不能滿足壓實(shí)要求。

2.2 土工格柵

土工格柵分為塑料土工格柵和玻璃纖維土工格柵等，其均具有較高的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量，并具有較低的延伸率和較好的耐高低溫性能。施工時(shí)將其布置于土體的拉伸變形區(qū)后，則土基與格柵共同形成嵌鎖結(jié)構(gòu)，土體的拉應(yīng)力將傳遞給土工格柵使其筋材成為抗拉構(gòu)件，而當(dāng)加筋土受到荷載作用則土工格柵與土體間咬合鑲嵌的摩擦阻力將對(duì)土體的側(cè)向變形形成制約，且由于格柵與土體間存在較高的粘接作用，可與土體產(chǎn)生相互嵌固作用效應(yīng)而顯示出更好的抗拉性能，即通過高抗拉性能使有筋土的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于無筋土而極大的提高了路基土承受剪應(yīng)力的能力，因此可在很大程度上改善了其上層沉降狀況，實(shí)現(xiàn)斷面部位均勻沉降，減少差異沉降等。

2.3 地基換填

在部分地區(qū)尤其是山區(qū)路基修筑中填挖交界處的原地面由于山體的常年沖刷作用而形成一定厚度的沖積層，對(duì)于沖擊層不厚的路段可進(jìn)行換填來保證路基的穩(wěn)定性。在換填施工時(shí)應(yīng)先將軟弱層全部清除，并在填筑前應(yīng)保證基槽內(nèi)干燥，若施工區(qū)域地下水位較高則應(yīng)采取相應(yīng)的排水措施，并填筑透水性能良好的材料，多采用弱風(fēng)化石料以及天然級(jí)配砂礫，而由于細(xì)粒土和強(qiáng)風(fēng)化石的水穩(wěn)性差而不宜在該路段內(nèi)使用;若軟弱層較厚則換填施工難度較大，且會(huì)增加施工成本，因此應(yīng)在該路段填筑高強(qiáng)度、高透水性的材料。

2.4 路基與路床填筑

路基填筑應(yīng)采用透水性能良好的材料，其以弱風(fēng)化路塹開挖石料和天然級(jí)配砂礫為佳，并應(yīng)加大高填挖路段臺(tái)階，在機(jī)械推土后應(yīng)人工配合修整以免留下碾壓不到的橫向土埂，回填厚度應(yīng)略小于規(guī)范允許的厚度，嚴(yán)禁超厚、超粒徑;路床填筑應(yīng)盡量采用石方填筑，最好在整個(gè)填區(qū)都采用石方，并避免在其上部采用細(xì)沙土找補(bǔ)以造成整個(gè)路基的強(qiáng)度存在較大偏差，對(duì)超粒徑的材料應(yīng)采用人工或機(jī)械解小或在施工過程中給予剔除。

2.5 沖擊碾壓或強(qiáng)夯

對(duì)填挖交界部位還應(yīng)采取必要的沖擊碾壓或強(qiáng)夯等措施來增強(qiáng)補(bǔ)壓，減小填挖路段間的不均勻沉降，對(duì)碾壓成型的路基進(jìn)行檢驗(yàn)性追加沖碾遍數(shù)來提高路基的整體強(qiáng)度和均勻性，當(dāng)路基強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)高填方路堤采用沖擊碾壓技術(shù)可使工后沉降減少2/3，可有效避免由于不均勻沉降所引發(fā)的裂縫。

2.6 盲溝設(shè)置

采用土工格柵法施工應(yīng)先將填方路段原地面按照一般方法處理到路槽頂面下120 cm處，挖方段也處理至同樣高度，之后在原地面填挖交界處開挖一道底寬401 cm，頂寬80 cm，高40 cm的梯形盲溝，溝內(nèi)材料為砂、礫石或碎石，盲溝內(nèi)側(cè)、頂邊均包無紡?fù)凉げ?，外?cè)和底邊包復(fù)合土工膜，其搭接長(zhǎng)度不小于10 cm，溝底坡度不小于1%，盲溝設(shè)置完成后應(yīng)在內(nèi)部填至120 cm后的砂、礫石或碎石等透水性良好的材料，并應(yīng)保證其壓實(shí)度滿足要求，在填筑層內(nèi)設(shè)置3層雙向土工格柵，頂面及地面不布設(shè)，其填方段處置長(zhǎng)度應(yīng)為10 m，若交界線與路線垂直方向夾角大于15°則可在填挖兩側(cè)個(gè)處置5 m即可。

2.7 路基注漿

對(duì)填挖交界處的路基，可在路基上層1～2 m范圍內(nèi)注射水泥漿，以增強(qiáng)填石路基效果，并可通過注漿以填充滲透和擠密等形式將土?；蚴瘔K間空隙占據(jù)，并形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大的穩(wěn)定體來提高防水作用。

3 結(jié)語

填挖方交界處不均勻沉降時(shí)公路路基施工中常見病害之一，且因其導(dǎo)致因素較多而不易徹底預(yù)防，在施工中只有充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況，采取科學(xué)合理的施工技術(shù)，嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工才能保證施工質(zhì)量，減少或避免不均勻現(xiàn)象的發(fā)生，提高路基施工質(zhì)量。

［1］ 郝行舟，申霖，王選倉(cāng).土工格柵處治填挖交界路基不均勻沉降技術(shù)研究［J］.中外公路，2007，(5).

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