白立新，于文華

(赤峰市中交公路勘察設(shè)計有限責(zé)任公司)

高等級公路路基沉陷病害的處理和預(yù)防

白立新，于文華

(赤峰市中交公路勘察設(shè)計有限責(zé)任公司)

分析了山區(qū)公路填挖交界處路基產(chǎn)生沉陷病害的原因，針對路基沉陷程度的不同采取相應(yīng)的處理措施，提出在路基設(shè)計中應(yīng)加強(qiáng)路基填挖交界處特殊部位的設(shè)計，預(yù)防在填挖交界處產(chǎn)生沉陷病害。

填挖交界處;沉陷;砂樁處理

高等級公路應(yīng)該給予駕駛者和乘客一種行車的安全性、舒適性，但往往在山區(qū)高等級公路上，由于地勢起伏較大，為了滿足高等級公路技術(shù)指標(biāo)的要求，路基填挖較大。由于各種原因，在路基填方與挖方交界處會出現(xiàn)不均勻的沉陷現(xiàn)象，使路基出現(xiàn)沉陷病害。這種病害，輕者造成舒適性較差的影響，嚴(yán)重的給行車帶來安全隱患，造成安全事故，因此，山區(qū)公路路基沉陷病害成為第二個“橋頭跳車”，預(yù)防和處理路基填挖交界處的路基沉陷成為路基設(shè)計和施工管理的重中之重，而對于正在運(yùn)營的公路，如何以低成本而又有效、快捷的處理路基沉陷，盡最大可能減少施工對交通的影響，更加值得關(guān)注。

1 原路基沉陷病害情況

省道206線錦山至茅荊壩段一級公路是最為典型的山區(qū)高等級公路，全長60.7 km，路基寬20.0 m，設(shè)計行車速度60 km/h。該段公路于2002年建成通車，路面結(jié)構(gòu)層為：7 cm瀝青混凝土高級路面面層+20 cm水泥石灰穩(wěn)定砂礫土基層+20 cm石灰水泥綜合穩(wěn)定砂礫土底基層+20 cm天然砂礫墊層。通車后第二年，在填挖交界處路基填方出現(xiàn)了沉陷病害，路面伴隨著縱向沿填挖交界面開裂，經(jīng)過7年的行車荷載作用，路基沉陷處已基本穩(wěn)定。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查全段路面共有41處路基沉陷病害，其中路基左幅有16處、右幅有25處，沉陷深度在50～265 mm之間，裂縫寬度在10～40 mm之間，沉陷長度在20～200 m之間。

2 路基沉陷產(chǎn)生的原因

根據(jù)沉陷范圍分別對每處沉陷進(jìn)行地質(zhì)鉆探，鉆探位置分別在填方路基沉陷處、填挖交界處及挖方路基處。

通過對路基沉陷處的路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行鉆探，在路面開裂處路面結(jié)構(gòu)層已經(jīng)斷通，面層、基層、底基層開裂位置基本一致。路面結(jié)構(gòu)層的整體性遭到破壞，整體強(qiáng)度降低。

根據(jù)地質(zhì)勘察報告提供的試驗數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生路基沉陷主要原因有以下幾點。

(1)填方路基填料雖然為砂礫或碎石土，但經(jīng)重型動力觸探試驗檢測砂礫或碎石土的密實度偏低。

(2)路基下部填料多為粘性土，天然含水量較高(一般大于20%)，導(dǎo)致土基整體強(qiáng)度降低，密實度隨之降低。

另外，據(jù)設(shè)計代表記錄當(dāng)時施工現(xiàn)場，在處理路基填挖交界處時，路基銜接處橫向挖臺階不規(guī)范，臺階寬度、高度及向內(nèi)2%反坡均不標(biāo)準(zhǔn)，這也是造成路基沉陷的原因之一。

3 路基沉陷處理方案

路基沉陷處理有多種方案，需要根據(jù)具體不同的原因進(jìn)行設(shè)計省道206線錦山至茅荊壩段公路主要是解決密實度不足及含水量較高問題，同時要注重施工簡單、迅速，節(jié)省造價，并將施工對交通的影響降到最小，綜合上述考慮，對已沉陷路基進(jìn)行處理。

通過綜合比較，確定處理方案為對沉陷路基部分進(jìn)行打砂樁處理，深度至原地基下砂礫層(由于路線布設(shè)在錫伯河走廊帶上，一般見砂礫層深度為3 m)，通過打砂樁對路基起到擠密的作用，并通過砂樁將土體中的水份引致地下透水層，減小土體的天然含水量，提高土體的整體強(qiáng)度。

處理方案按路基沉陷深度的不同，采取不同砂樁間距。具體處理措施如下。

(1)當(dāng)路基沉陷值h＜10 cm時，砂樁橫縱向設(shè)置間距為2.5 m，當(dāng)路基沉陷值10 cm＜h＜20 cm時，砂樁橫縱向設(shè)置間距為2.0 m，當(dāng)路基沉陷值h＞20 cm時，砂樁橫縱向設(shè)置間距為1.5 m，分布形狀為梅花狀，打入原地基深度不小于3 m(至砂礫層)。

(2)砂樁成孔采用旋轉(zhuǎn)鉆法，砂樁直徑為40 cm，若沉陷位置為左幅或右幅時，砂樁最后一排必須超過道路中心線，第一排砂樁橫向距原路基邊緣1.0 m，縱向首尾端砂樁距路基沉陷邊緣0.5 m。砂樁頂面打至與原路床頂面齊平，砂樁打完后將原路面結(jié)構(gòu)層挖除，重新鋪筑路面結(jié)構(gòu)層。

(3)砂樁填筑材料為級配良好的砂礫，砂礫最大粒徑不大于63 mm，砂礫應(yīng)連續(xù)填筑，每層厚度為30～50 cm，夯實后測定砂礫層承載力，承載力不小于600 kPa。

下表列舉幾段路基沉陷病害的程度及砂樁處理方案。

表1 幾段路基沉陷病害的程度及砂樁處理方案

4 減小路基沉陷的預(yù)防處理措施

(1)在填方路基部分可采取沖擊壓實或強(qiáng)夯等進(jìn)行路基增強(qiáng)補(bǔ)壓，以減小路基填挖間的差異變形。

(2)當(dāng)挖方部分為土質(zhì)時，應(yīng)用滲水系數(shù)較大的材料對挖方路床80 cm范圍進(jìn)行超挖換填壓實，并在路床底面和頂面分別鋪設(shè)一層土工格柵。

(3)原地表橫向挖臺階，臺階高度不大于1.0 m，臺階挖成向內(nèi)的2%～4%的反坡。

(4)縱向填挖交界處應(yīng)設(shè)置過渡段，挖方部分為土質(zhì)時，過渡段宜采用級配較好的砂礫或碎石填筑，當(dāng)挖方部分為巖質(zhì)時，過渡段可采用填石路堤。過渡段長度一般為填方高度的3～5倍。

(5)當(dāng)原地表較陡時，可再填方路堤邊坡下設(shè)置護(hù)腳墻等支擋工程。

［1］公路路基設(shè)計規(guī)范(JTG D30-2004)［S］.人民交通出版社.

［2］公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTG F10-2006)［S］.人民交通出版社.

［3］公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTG D63-2007)［S］.人民交通出版社.

［4］塑料板排水法加固軟基工程實例集［M］.人民交通出版社.

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1008-3383(2012)11-0066-01

2012-06-05