山區高速公路高填路堤病害及其處治方案研究

余 維

（重慶公路養護工程（集團）有限公司 400000）

0 前言

山區高速公路因其地勢條件較為特殊，在進行生態環保、建設成本，路線設計以及實際建設條件等因素的綜合考量下，路基建設時不可避免存在高填深挖基礎處理方式，進而勢必會形成高填路堤。為確保高速公路高填路基部分安全建設和運營，保證路堤及其邊坡穩定性是重要的先決條件，因此，針對高填路堤常見的病害表現形式，分析其形成原因，提出合理的高速公路高填路堤處治方案也就成為建設中的研究重點之一。

1 高填路堤常見病害表現形式及其形成原因

高填路堤因其自身荷載、地表匯水以及建設環境等綜合因素影響，易于建成后形成路基病害，根據已建高速調查得知，常見高填路堤病害表現形式和形成原因主要有以下幾點[1-3]：

（1）不均勻沉降引起路面局部凹陷和開裂：高填路堤自身荷載建設基礎條件綜合影響較易造成不均勻下沉，從而導致路面局部凹陷。路面施工往往早于路基完全沉降之前，路基沉降容易造成路面開裂，加之地表匯水影響，最終導致路基變形。

（2）基底承載力不足：高填路堤基底承載力不足易引起地基變形，難以控制施工質量。即是說，如若在路基施工進程中，未在路基填筑前測定其地基承載力或測定后未對不達標路段進行相應處理，會導致成型后的路基發生不均勻沉降，進而引起路面損壞。

（3）土壓實質量不足：高填路基層間壓實度是影響路基沉降的主要因素之一，也是保證路基強度和路面使用壽命的重要條件。填方路基由于其填料土土質復雜，為達到設計壓實指標，對于同一施工路段而言，即便采用相同的壓實機械組合實施同樣的壓實遍數，在確定同一個填料最大干密度的情況下，其隨機采樣的壓實度結果仍然不穩定。在此基礎上，對抽樣結果不合格的壓實路段進行處理，最終造成的路基施工壓實度在某種程度上依然壓實不勻，高填路堤此類問題更為突出。因此，由于路堤壓實度不足而間接影響路基穩定性，在后期運營過程中，路面可能會產生不同程度的裂縫，局部沉陷等問題，使得路面產生剪切破壞。

（4）水害引起的路堤下沉滑移：地表水或地下水浸入高填路堤，路基底部填土受水侵害后軟化，進一步路堤下沉導致向外滑移。究其原因主要為：水文地質條件不利、路基基底地勢條件不利、坡腳地質條件不佳以及施工過程中化學灌漿處理不當。

圖1 某高速高填方殘積土路堤降雨滑塌現場

2 高填路堤常病害處治方案

為防治和解決高填路堤建設和運營期可能存在的病害問題，在按照規范要求進行穩定性分析和驗算的基礎上，結合堤身穩定性及地基沉降條件等綜合驗算結果，給出以下幾點處理方案：

（1）高填路堤表層植物清表處理：針對降雨量較為豐富，雨季持續時間較長的施工路段，應對生長繁茂的喬木、灌木進行挖除清理。在此基礎上，對挖除部分的根穴采用分層夯實的方式使其壓實度達到要求，現場施工人員應抽檢根穴壓實度是否達標，并做好記錄以便后期現場巡查。在路基基礎達到正常壓實度的情況下，應根據工點實際建設條件采取強夯或沖擊碾壓進行路堤補強處治，以確保高填路堤穩定性。

（2）改善基底條件：當路堤基底為承載力不能達到要求的粘性土地基時，應在路堤填筑前進行基底夯實處理，其壓實度達到90%及以上再進行路堤填筑；針對基底強度不足或基底屬于溝間淺薄層軟土時，應先坐穩定性驗算并采取相應的換填處理措施[4]；當路堤基底為深層軟土地基時，在進行填筑前，應先對軟土地基進行處理；而對處于斜坡位置的高填路堤，則應根據地面橫坡情況，開挖不小于2.0m的寬大臺階，臺階向內傾斜4%。

（3）底部填筑優質料：高填方路基底部一定高度范圍內應根據地下水出露情況及路基穩定性適當填筑片塊石，其石料要求均為中風化層以上（次堅石及堅石）。單軸飽和抗壓強度不小于10Mpa，且不能采用風化嚴重及具有易溶性、崩解性、膨脹性和巖化的片塊石。

（4）設置反壓護道、鋪設土工格柵：在填料充足的斜坡路段，高填路堤可根據實際情況放緩邊坡坡率或在外側設置反壓護道，在減小棄方的同時增加路堤的穩定性[5]。陡坡路段，應根據路基穩定情況在中下部鋪設2～3層單向土工格柵，格柵需伸入斜坡不小于2m，土工格柵采用鋼塑格柵GSGS80-80，幅寬不小于2m，每延米縱、橫向極限抗拉強度不小于80KN/m，縱、橫向極限抗拉強度下的伸長率不大于3%，連續點極限分離力不小于500N。

（5）排水設置：在地形低洼地段，為解決原地面低洼處匯水問題，設置橫向碎石盲溝，在縱向沿著等高線設置環向碎石盲溝，環向盲溝沿著豎向高度5～8m設置一道，并保證縱向排水坡度不小于0.3%。施工期間，需做好臨時防、排水工作，以確保高填路基在施工過程中不受匯水浸泡影響，路基施工完成后應及時完善相應的排水設施以保障路基施工質量[6]。后期運營養護時，應合理安排排水系統的檢修時間，加強路堤排水和坡面防護設施的巡查力度，定期對高填路堤進行必要的沉降變形監測。

（6）路堤邊坡防護：路堤邊坡防護形式結合地形地貌、邊坡高度、填料種類、路基路面排水方案等綜合考慮，主要采用噴播植草、掛三維網植草、人字形骨架植草、實體護坡、護腳及擋土墻等措施。下面就植草防護和拱形護坡兩個方面給出具體施工方案：

2.1 植草防護

路堤防護以植草為主，邊坡高度≤4.0m的路堤按噴播植草館防護處理；邊坡坡頂緩于1:1.75時按噴播植草館防護處理。撒播草籽前邊坡回填15cm厚清表土(清表土方、挖淤土方或碎石土)。

a.坡面平整:在坡面用人工平整夯實，達到設計要求。

b.鋪粘土:在平整好的坡面上鋪大約50～75mm厚的粘性土壤，土壤厚度可視土壤類型及坡面平整度作適當調整。

圖2 高填路堤邊坡植草防護

2.2 拱形護坡

邊坡修整完成后，再進行護坡放樣。為避免填方邊坡受路面水沖刷，在拱頂（包括平臺下拱頂）邊緣設置高出坡面6cm的拱眉，拱眉在主骨架處形成泄水槽，路面水經拱眉匯入泄水槽再流入邊溝或排水溝

拱形護坡骨架泄水槽的布置須與中央分隔帶橫向排水管出口急流槽布置重合，否則應調整中央分隔帶橫向排水設施與骨架泄水槽相對應。每100m拱形護坡在泄水槽內設檢修人行梯步一道，設置檢修人行梯步頂角骨架厚度加厚至40cm，梯步內角厚度為27.5cm，寬度加寬至56cm。施工方法以人力為主、機械輔助。

a.邊坡整修，按設計圖紙要求，清理修整路基邊坡。

b.施工放樣，準確測放出骨架結構大樣。

c.開挖基槽，砌筑骨架。砌筑時準確掛出邊坡控制線，由坡角開始向上分段砌筑，以確保坡面平整、順直，砌筑嚴格按規范要求進行。

d.在骨架內鋪植草皮。

e.沿路線方向每間隔15～20m于護肩、拱頂、邊坡平臺及護腳處設置伸縮縫（或沉降縫）一道，并用瀝青麻絮填塞。

f.主骨架與次骨架間空格內及平臺上撒播草籽及種植灌（喬）木，每平方米拱形護坡（不包括護肩、護腳及邊坡平臺）內植草面積為 0.760m2。

g.每平方米拱形護坡（不包括護肩、護腳及邊坡平臺）內主次骨架用 7. 5漿砌預制C20混凝土塊。

圖3 高填路堤拱形護坡

3 結束語

根據大量的調查研究表明，影響高填路堤穩定性的兩個主要因素是填料壓實度和排水，在施工過程中應做好臨時防、排水工作，嚴格按照設計標準對路堤填料進行壓實；在運營階段應加強現場巡視，及時發現和處理高填路堤病害，避免病害發展影響公路交通運行。