从施工角度探讨高填路堤沉降的原因及防治

　　摘要：本文着重从路基施工过程的各个环节分析了高填路堤沉降发生的原因，阐述了相应的防治措施。
　　关键词：高填路堤，沉降，防治措施
　　1高填路堤沉降概述
　　车辆行驶的高速、舒适、安全、平稳性要求高速公路应具备高质量的路面，而高质量的路面必须建立在高质量的路基之上。近年来，高填路堤沉降、开裂等病害日益突出，直接影响到公路路面的使用质量和使用寿命，所以防治高填路堤沉降是治理公路病害的一个重点，应引起高度重视。高填路堤沉降的表现形式有以下三种：路基纵横向开裂；路堤的整体下沉和局部沉降；路基滑动或边坡坍陷。下面着重从施工角度谈谈高填路堤沉降发生的原因及防治措施。
　　2高填路堤沉降的原因分析
　　2.1地基处理不合格。原地面草皮、树根、腐殖土未清理干净；经过村镇时的废井、管道、暗穴等未清除彻底；原地面压实度没有达到设计要求。特别重要的是软弱地基处理不合格，埋下了高填方路基沉降的较大隐患。
　　2.2道路施工前未合理设置纵横向排水系统，造成雨季积水严重，浸泡路基，既严重影响施工又降低了地基承载力，甚至产生冻害。
　　2.3回填材料不合格。种植土、腐殖土、泥沼土、冻土等劣质土混入填料中；不同种类的填料发生了混填，使路基产生塑性变形甚至沉陷破坏。
　　2.4填筑顺序不当。先施工低填路段，后施工高填路段，造成高填路基没有足够的工后固结时间，导致路面使用不久就产生沉降破坏。
　　2.5在路基纵、横向填挖交界处，没有按照要求挖台阶，造成原状土和填筑土交接处压实不足，搭接不牢。
　　2.6填筑路基时完全可以按设计横断面整幅全宽分层回填碾压，却采用了纵向半幅施工。
　　2.7路基压实度不够。施工中没有严格按操作规范和试验段的成果控制回填料的含水量、分层松铺厚度、平整度、机械组合、压实遍数，导致压实度不合格。随着填筑高度增加，必然导致较大的累计沉降变形。
　　2.8台背高填方下沉。台背处大型机械作业不便，担心碰伤台身，造成压实不足。伸缩缝、桥头搭板等做得不好或者桥头软弱地基没处理好。
　　2.9冬施措施不当，采用冻土回填，造成压实密度严重不均匀而使土体下沉。
　　2.10施工单位质量意识、技术能力、管理能力不强，质量管理体系不健全，责任落实不到位，现场施工人员责任心差造成路基施工质量隐患。
　　2.11监理单位在施工过程中疏于管理，没有起到应有的监控作用。
　　3防治措施
　　通过对高填路堤沉降原因的分析，结合工程实践，应采取以下针对性的防治措施，最大限度地减少沉降的发生。
　　3.1在全面熟悉设计图纸，进行设计交底、图纸会审和施工现场考察的基础上做好施工组织设计并认真执行。施工组织设计要对高填方施工采取合理可靠的施工技术方案和组织方案，明确构造物和路基的衔接关系，合理安排各施工段的先后顺序。
　　3.2认真做好施工作业交底工作，将施工组织设计的内容具体化并落实到一线操作人员。
　　3.3做好试验段。通过试验段确定不同填料达到设计压实度所需不同压实机械的最佳搭配方式和碾压遍数及对应的松铺系数、最大松铺厚度、含水量、压实厚度，从而得到高效的摊铺与压实方法，用以指导施工非常重要。
　　3.4做好地基处理，确保路堤的基底具有足够的强度和稳定性。
　　①按设计要求的原地面清表深度清除草皮、树根、腐殖土、垃圾等有害物质。采用灌砂、开挖、回填石灰土等方法彻底清除废井、管道、暗穴，填前碾压必须达到设计压实度的要求。
　　②认真处理线路范围内的水稻田、湖塘、泥沼地带等不良路段。对于浅层软基应彻底排水并清除淤泥，回填水稳性好、强度高的片石、中粗砂、砾石等材料作为隔离层，用以隔绝毛细水上升，还可兼作透水层。设计最高地下水位以下不宜使用气硬性的石灰进行加固处理。回填要分层进行，并需层层报验。坚决禁止一次性回填到位或随意增加每层填筑厚度。深层软基则可采用袋装砂井、挤密砂桩、碎石桩、粉喷桩、塑料排水板、混凝土桩、深层搅拌桩等方法进行处理。
　　3.5做好地面和地下水的排除工作。
　　路基施工前就应先布设好道路两侧的排水系统并确保排水畅通。对于沟壑、清淤后还未回填的水塘、水稻田等低洼地段应采取拦截、潜水泵强排等措施排除地表汇集水和地下水，防止土方遇水浸泡后丧失强度，发生沉降。
　　3.6选择工程性质良好的回填材料。
　　淤泥、腐殖土、冻土、强膨胀土、盐渍土及易溶岩超过允许值的劣质土不得直接填筑路基。高填方路基地下水丰富段或受水浸淹部分应用水稳性好、强度大、渗水性强的填料，其边坡比不易小于1∶2。
　　3.7填筑路堤。
　　①填筑顺序。对高填方段、清淤后的池塘应优先安排施工，给予充分的压缩固结时间。
　　②路堤填筑方式。按照横断面全宽水平分层向上逐层填筑，不要分段或纵向分幅填筑。半填半挖、坑塘回填等纵、横向填挖交界处，每填筑一层都应按规定挖宽度不小于1m的台阶做搭接处理，建议在台阶部位增设铺筑土工格栅。坚决杜绝垂直式无搭接回填。在地质条件较差路段，避免填筑速度过快。
　　③每层松铺厚度。按试验段不同填料所对应的松铺系数、最大松铺厚度，采用水准仪控制每层回填土的松铺厚度。严禁超厚填筑，导致每层底部压不实而出现工后较大沉降的现象。高路堤分层最大松铺厚度一般不宜超过30厘米。
　　④控制好平整度。每层填土最好用平地机进行整平，或者采用插杆拉线的方式进行人工整平，自中线向两边设置2%～4%的横坡，有利于雨天排水和压实均匀，防止沉降。
　　⑤不同性质的填料应分别分层填筑，不得混填。以免内部形成薄弱面，影响路堤的稳定。为保证填料的均匀，建议选择集中取土，避免沿线取土。
　　⑥控制好填料的含水量。
　　这是决定压实度的一个关键因素。施工过程中回填料的含水量应控制在最佳含水量±2%范围内，易于碾压。相对砂石类土而言，细粒土压实的先决条件更是保证其具备最佳含水量。现场施工中控制土体含水量的主要方法有：及时检测含水量，如果土偏湿就要防止出现弹簧，应将土体推开晾晒或加入石灰、水泥、粉煤灰等措施进行处理，杜绝雨过天晴路基积水未排除就继续填筑；土偏干则应用洒水车洒水闷料并用拌合设备拌合均匀，也可在取土的前一天对取土场进行洒水使水均匀渗入土中。否则，既浪费台班压实效果又不好。
　　⑦冬季施工时应使土在未受冻的情况下回填压实，季节性冻土路基可在路基一定深度处设置隔离层，在路面底基层或路基上层处设置隔温层。
　　3.8压实路堤
　　①必须根据不同填料性质和要求达到的压实度，选用和搭配碾压机具。用试验段结果指导碾压，可以大幅提高碾压效率，确保每层填料达到设计的压实度。
　　②做好事前控制，每层填料的松铺厚度、含水量、平整度、坡度等影响路基压实的因素符合要求后方可碾压。
　　③应先用推土机或平地机进行稳压后再上压路机。最好采用大吨位的压路机，可明显提高效率。碾压时应做到先慢后快，先静后振，由弱振到强振，碾压行驶速度应符合相关规范要求。直线段处由两边向中间，弯道处由内测向外侧纵向进退式碾压。碾压过程中应避免急转弯，防止土体含水量偏大时挤出弹簧，碾压过程中若出现弹簧土应马上处理。雨季施工更要及时碾压。整个碾压过程应做到无漏压、无死角，特别不能忽视路肩的碾压，防止出现边坡压实不足，雨季产生掏空、滑坍等情况，危害路堤稳定。
　　3.9做好压实度的检测工作。施工单位应层层自检压实度，监理层层抽检。运用灌砂法、环刀法、核子仪法严格按照规范要求的抽检频率和合格标准进行压实度的检测。对台背、路基边缘等薄弱部位要加强检测，防止检测过程中弄虚作假应付监理。压实度自检合格并经监理工程师验收通过后，方可进行下一层的填筑。
　　3.10确保台背高填方的施工质量，防止桥头跳车。
　　①选用排水和压实性能好的砂、砾石等材料进行台背回填，减少路堤自身沉降量。
　　②大型压路机械难以碾压处应配备小型夯实机械进行夯实，分层填筑厚度不应超过20cm，确保边角等盲区的压实度合格。
　　③对于桩柱式桥台，应先填方，待填方充分沉降后，再修建桩柱式桥台，从而减少结构物与填土的沉降差。
　　④选用性能好的伸缩缝，并精心施工，以保证桥面伸缩缝处的平整完好。
　　⑤桥头搭板，用钢筋混凝土制成的搭板将桥台与路堤衔接处进行刚柔缓和过渡，从而消除桥头跳车。
　　⑥土工格栅，利用锚固隔栅的张拉作用，在台背分层阻止填土顺台背沉降，使土体部分应力得到扩散，提高土体抗变形能力。
　　⑦在桥台处的一定距离内采用砂桩、粉喷桩、旋喷桩等加固地基，减少地基沉降。
　　3.11施工单位作为自控主体应牢固树立质量意识，健全质量管理体系，积极采取事前预控、过程控制和事后控制等途径对高填路堤施工进行动态控制。加强自检、专检、互检和交接验收，严把施工作业过程质量验收关。
　　3.12建设、监理、设计等单位应充分发挥监控主体的作用，对施工单位的质量行为和质量状况实施监督检查，严把竣工验收关。
　　结语
　　施工阶段是高填路堤质量形成的主要阶段，充分认识沉降发生的原因并针对性的采取措施，是防治高填路堤沉降、开裂的关键所在。
　　【参考文献】
　　［1］皮振益.道路工程施工便携手册[M].北京:中国电力出版社，1999.
　　［2］刘晖．公路路基施工技术［J］．科技信息，2008．
　　［3］张晓春.软基处理在高速公路中的应用.山西建筑，2005.