浅析高填方路基病害\\成因及防治措施
摘要：在道路工程建设中时常会遇到路基高填方处理问题。常见的高填方路基病害主要有路基整体下沉或局部沉降；路基纵横向开裂；路基滑动或者边坡滑坍等。文章通过对造成高填方路基病害的成因进行分析，提出针对性的防治措施，对以后的高填方施工起到一定的指导意义。
关键词：高填方；路基；病害；成因；防治措施
一、高填方路基的定义
高填方路基是指边坡高度超过 20m 的路基或地面斜坡坡率陡于 1：2.5 的路基，以及不良地质、特殊地段的路基。高填方路基与低填方路基只是一个相对的概念。高填方路基的稳定不仅与边坡高度有关，也与路基填料及其性质、边坡坡度、地基所处水文地质状况、路基压实机具、施工方法等有关。
二、高填方路基常见病害
根据以往的施工经验和工程案例的分析归纳，高填方路基常见的病害类型主要有：1、整体下沉或局部沉降；2、由沉降引起的路基纵横向开裂；3、路基滑动或边坡坍塌。
三、高填方路基病害的成因
造成高填方路基沉降等病害的主要成因，主要包括：设计、施工、路基填料、质量管理等方面。
设计方面原因
（1）前期勘探阶段未对高填方段进行布勘，或布勘的密度不够，探点不具有代表性。造成对高填方段地质构造、各种软弱面的分布状况不明，从技术上无法合理设计。
（2）设计阶段道路线性设计不合理，导致通过较多不良地质路段。不良地质地段土基强度低、承载力低，设计处理不当，土基易于产生压缩沉降或挤压移位，导致高填方路堤沉降变形。
（3）高填方路段纵、横向排水设计考虑不周，易造成路基两侧长期积水，引起路基填土含水量大、土质松软、强度降低、边坡坍塌、堤身沉陷或滑动以及产生冻害等。
（4）路基与桥梁衔接处填土较高，路基填筑与桥梁修建所涉材料弹性模量
相差较大，如过渡段结构设计不合理将导致不均匀沉降，引起桥头跳车。
（5）高填方边坡设计没有结合相应填料的种类，也未进行稳定性验算，按一般路基进行设计，填料、施工工艺等未作特殊的要求；对扩改建工程，新旧路连接处未按要求作特别处理，留下隐患，可能出现整体下沉或局部沉陷。
2、施工方面原因
（1）路基施工前未认真做好临时排水设施建设与永久性排水系统的有机结合，使得路基排水系统不畅通，长期积水浸泡路基致使地基和路基土承载力降低，导致沉降发生。
（2）原地面处理不彻底，如未清除草根、树根、淤泥等不良土壤，地基压实度不足等因素，在静、动荷载的作用下，使路基沉降变形。
（3）不良地质路段未予以处理或处理不当而导致路基沉降变形。
（4）填筑顺序不当。在高填方路堤施工中，填层超厚或未严格按分层填筑分层碾压工艺施工，路基压实度不足而导致路基沉降变形；未全断面范围均匀分层填筑，而是先填半幅，后填另半幅而发生不均匀沉降。
（5）高填方路基在分层填筑时，没有按照相关规范或设计要求的厚度进行铺筑，随意加厚铺筑厚度；压实机具按规定的碾压遍数压实时，压实度达不到规范规定的要求，当填筑到路基设计高程时，必然产生累计的沉降变形，在重复荷载与填料自重作用下产生下沉。
（6）路基填方在填挖交界处未按规范要求挖台阶。或因原地面土和填料密度、
承载能力不同，如填挖交接处软土、腐殖土等未清除干净或填筑方式不对及压实不足，就会出现接合部衔接不良而导致路基不均匀沉降。
（7）施工组织安排不当，先施工低路堤，后施工高填方路基。往往高填方路堤施工完成后就立即铺筑路面，路基没有足够的时间固结，而使路面使用不久就破坏。
（8）桥涵结构物台背回填和路桥过渡段(一般距台背10～20m范围)填筑时，台背回填由于大型机械作业不便，小型机具压实不足或填层超厚；而路桥过渡段因路、桥先成形，过渡段后填筑，两者均易造成压实度不足而沉降。
（9）高填方路堤施工中的纵横向搭接未按规范处理，搭接不正确会导致路基的不均匀沉降而出现裂缝。路基两侧超宽填筑不够，路基亏坡，整修时采用“贴补法”，补填土不易与原边坡土结合紧密而且难以压实，整体性差。
3、路基填料方面原因
高填方路基所用的填料若含有种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土，或土中含有未经打碎的大块土或冻土块等；由于劣质土抗水性差、强度低，路堤将出现塑性变形或沉陷破坏；在冰冻或季节性冻土地区，由于劣质土或冻土块的存在，路堤极易出现冻融翻浆现象。另外，填料级配不合理，如大块料过多，细料过少，导致粒料间孔隙过大，无法嵌挤密实，也极易造成工程后期沉降。
4、质量管理方面原因
施工过程中，质量与技术方面的管理力度不够，工地现场人员的责任心不强；技术质量监督力度不够，施工单位感觉工作量偏大，部分人员凭经验减少压实度的抽检频率，甚至伪造试验资料应付检查；施工现场混乱使工程质量降低，造成施工过程中的隐患，甚至造成大的质量事故，危及了路基的稳定性。
四、高填方路基病害防治措施
1、预防措施
（1）路线选线中，在坚持路线总体走向通过主要控制点的原则下，因地形、
地质环境布设路线，尽量避让不良地质地段，不需要追求高指标的线形，努力做到线形指标搭配合理，即可取得良好的视觉效果。
（2）对原地面明确提出压实度和地基承载力要求。其目的在于防止路基填方
在自重和车辆荷载作用下，因地基承载力不足而产生沉降；对地基承载力低的路段应采取有效的工程处理措施。
（3）路线通过较陡的横坡及沟谷地段时，应按要求设置纵横向台阶，使填筑路基和原地面形成良好的结合，同时宜放缓边坡。
（4）做好路基排水系统综合设计，使地表、地下水顺利排出路基以外或将地表水阻隔在路基以外，不能在路基范围内积水。涵洞、通道底铺砌设计中要考虑防水，避免积水浸泡基底而沉降变形。
（5）高填方路堤路桥过渡段要采取特殊设计，避免直接由柔性到刚性的路基设计结构，可以考虑采取半刚性的路基过渡。
（6）高填方路堤的填料。在分层填筑时，应按照《施工规范》要求进行，逐层整平碾压，并按规范进行操作；应通过试验段确定机具配备、洒水量、适宜的松铺系数和相应的碾压遍数。
（7）施工和监理严格遵照有关规章制度进行，不盲目的赶工期，抢进度。施工单位应配备完善的施工组织和质量检验体系，专业人员持证上岗。在压实过程中，施工单位自检人员应按规定的频率逐层检查路基的压实度。
（8）高填方路堤应选择水稳性好、干密度大、承载能力高的砾石类土填筑路基为宜。土质应均匀一致，不得混杂，剔除超大颗粒，保证各点密实度均匀一致，尽量选择集中取土，避免沿线取土。
（9）种植灌木、草皮，强化边坡植被保证。
2、治理措施
高填方路基出现病害后，应当及时治理，以防病害进一步扩大。常见的治理措施如下：
1、换土复填法
因填筑土质不符合要求，路基出现下沉但面积不大且深度较浅，采用换土复填方法，简便快捷。此法是将原路基出现病害部分的土挖去，更换符合规范要求的土。一般采用级配较好的砂砾土，塑性指数满足规范耍求的亚粘土为宜。回填时，挖补面积要扩大，且逐层挖成台阶状，由下往上，逐层填筑，碾压密实，压实度要求高出原路基压实度1-2个百分点为宜。
2、固化剂法
处理高填路堤的下沉时，如果更换路基填料受到，且填筑料数量不大时，可在原填料中掺入固化剂处理路基病害。固化剂作为一种特殊的建筑材料，其不同的物理性质和化学组成成分决定了不同的类别、特点和固化方法。路用材料固化剂从形态上看，可分为固态和液态两大类；从化学构成上看，可分为主固化剂和助固化剂两大部分。其中，固体粉状固化剂中主固化剂以石灰、石膏、水泥为主，助固化剂采用高聚物如聚丙烯酚氨、聚丙烯酸或含有活性基的有机化合物；液态固化剂中主固化剂多采用水玻璃，助固化剂则采用各种无机盐如碳酸镁、碳酸钙等。前者与土混合分层碾压密实即可，适合于表层或浅层土的固化；后者使用时，采用特殊工艺将浆液注人土中使土固结，适合于深层土的固结。
3、粉喷桩法
粉喷桩处理软基土是通过专门的机械将粉体固化剂喷出后在地基深处就地与软土强制搅拌，利用固化剂和软土之间新发生的一系列物理、化学反应，在原地基中形成强度与刚度较大的桩体，同时也使桩周土体性质得到改善，桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外荷载。处理l0m以内路基下沉病害时，采用粉喷桩加固技术是较为理想的一种方法。
4、灌浆法
灌浆法是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管将浆液均匀地注入地层中，浆液以充填、渗透和挤密等方式占据土粒间或岩石裂缝中的空间，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结合体”。高填方路基以碎石土为主填料的情况下，其路基边缘的压实度往往受多种因素的影响难以达到标准要求，随时间的增长势必影响路基的稳定性，继而影响行车安全。用灌浆法使水泥浆液在适当压力下充分填充于路基孔隙，形成新的结石体。
五、结语
对于高填方路基可能出现的病害，我们应坚持“预防为主”的原则，早预见、早防治，做到从源头上控制高填方路基病害出现的可能性。对于已经出现的高填方路基病害，我们应坚持“及时治理”的原则，出现问题，及时补救，把病害减小到最低限度，确保高填方路基有足够的稳定性和耐久性，能承受车辆的反复荷载作用和抗御各种自然因素的影响。
参考文献： 1、《公路路基设计规范》JTG D30-2004 2、《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006
3、杨建礼《高填方路基工程施工浅谈》，山西建筑，2011。
4、魏青《高填方路基沉降及防治及处理》，山西建筑，2010。