淺析處治公路高填方路基下沉的措施

朱琳 柳甜

（1、陜西省寶雞市公路管理局金渭公路管理段，陜西 寶雞 721006；2、西安中交公路巖土有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

1 高填方路病害的形式

由于公路路基水文、地質(zhì)情況復(fù)雜，又暴露在野外環(huán)境中，路基的密度與自身固結(jié)都需要時(shí)間，且常年受重復(fù)荷載的作用，因此，高填方路基在施工中或完工后的車(chē)輛運(yùn)行階段發(fā)生的病害較多，常見(jiàn)的有以下幾種：路基整體下沉或局部沉陷；路基縱橫向開(kāi)裂；路基滑動(dòng)或者邊坡坍滑。

2 高填方路基下沉的主要原因

2.1 工程地質(zhì)原因

工程地質(zhì)不良，泥沼軟基豐富的地段填筑路段，由于地表土壤密度小，壓縮變形大，承載能力低，當(dāng)路堤填料不斷增加時(shí)，原地面土壤容易壓縮沉降和擠壓移位，地基的壓縮變形致使路堤隨之沉降或開(kāi)裂。

2.2 路基填料原因

如果路基填料土質(zhì)差，填料中混進(jìn)了種植土、腐殖土或泥沼土等劣質(zhì)土，由于這類(lèi)土壤中有機(jī)物含量多，抗水性差，強(qiáng)度低，路堤將出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞。尤其是膨脹土，這種土遇水膨脹軟化，風(fēng)干收縮開(kāi)裂，固體穩(wěn)定性差，用作填料時(shí)隨著土壤中水分的揮發(fā)，收縮開(kāi)裂尤為嚴(yán)重，對(duì)路堤的整體結(jié)構(gòu)危害極大。

2.3 施工方面原因

路基分層填筑時(shí)，未按要求壓實(shí)工藝碾壓或壓實(shí)機(jī)具陳舊，效率低，路基的壓實(shí)度不均勻或隨意加厚鋪筑厚度。按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實(shí)時(shí)，壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求，當(dāng)填筑到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必然產(chǎn)生累計(jì)沉降變形，在重復(fù)荷載與填料自重作用下產(chǎn)生下沉。

2.4 設(shè)計(jì)方面原因

因條件限制，路線必須通過(guò)復(fù)雜山區(qū)時(shí)，設(shè)計(jì)按一般路基設(shè)計(jì)，為進(jìn)行高路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)路基作特殊設(shè)計(jì)，施工圖中對(duì)施工工藝、填料、設(shè)計(jì)沉降量未特殊說(shuō)明。

2.5 路基排水原因

路基排水的任務(wù)是將路基工作區(qū)的土基含水量降低到一定的范圍，土基含水量過(guò)大，排水不良會(huì)引起土質(zhì)松軟、邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動(dòng)以及產(chǎn)生凍害等。

3 處理路基下沉的措施

高填方路基在施工和工程完工后由于自然環(huán)境的影響和汽車(chē)的荷載重復(fù)作用，會(huì)出現(xiàn)一些路基病害，引起路基的整體下沉或局部沉陷，甚至使邊坡坍塌，影響高速公路的正常使用。降低公路的評(píng)定等級(jí)。因此，為了保證公路的正常使用，對(duì)高填方路基出現(xiàn)的嚴(yán)重病害必須采取行之有效的處理方法，以使路基處于良好的技術(shù)狀態(tài)。下面介紹幾種處治措施，以供處理路基病害時(shí)參考。

3.1 換土復(fù)填法。因填筑土質(zhì)不符合要求而出現(xiàn)的路基下沉但面積不大且深度不深的病害，采用換土復(fù)填法是一種簡(jiǎn)便快捷的方法。此法是將原路基出現(xiàn)病害部分的土挖去，更換新的、符合規(guī)范要求的土。一般采用級(jí)配較好的砂礫土，塑性指數(shù)滿足規(guī)范要求的亞粘土為宜?；靥顣r(shí)，挖補(bǔ)面積要擴(kuò)大，且逐層挖成臺(tái)階狀，由下向上逐層填筑，然后碾壓密實(shí)，壓實(shí)度要求高出原路基壓實(shí)度1～2個(gè)百分點(diǎn)為宜。使用這種方法只需掌握好路基的填筑方法即可。沒(méi)有復(fù)雜的技術(shù)要求。

3.2 固化劑法。在高填方土路基的下沉中，如果更換路基填料受到限制，且填料數(shù)量不大時(shí)，可在原填料中摻人一定品種和數(shù)量的固化劑來(lái)處理病害。固化劑作為一種特殊的建筑材料，其不同的物理性質(zhì)和化學(xué)成分解決了不同土質(zhì)的類(lèi)別、特點(diǎn)和固化方法。路用材料固化劑從形態(tài)上看，可以分為固態(tài)和液態(tài)兩大類(lèi)；從化學(xué)成分上看，可分為主固化劑和助固化劑兩大部分。其中固體粉狀固化劑中主固化劑以石膏、石灰、水泥為主，助固化劑采用高聚物如聚丙烯酰氨，聚丙烯酸或含有活性基因的有機(jī)化合物；液態(tài)狀固化劑中主固化劑多采用水玻璃，助固化劑則采用各種無(wú)機(jī)鹽，如碳酸鎂、碳酸鈣等。前者與土混合加壓，適合于表層或淺土層的固化：后者使用時(shí)，則采用特殊工藝將漿液注入土中使土固結(jié)，適合于深層土的固結(jié)。

3.3 粉噴樁法。對(duì)于10m 以內(nèi)的路基下沉病害，采用粉噴樁加固技術(shù)是較為理想的一種方法。

粉噴樁處理軟基土是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的機(jī)械，將粉體固化劑噴出后，在地基深處就地與軟土強(qiáng)制攪拌。利用固化劑和軟土之間新發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，在原地基中形成強(qiáng)度、剛度較大的樁體，同時(shí)也使樁周土體性質(zhì)得到改善，樁體與樁間土體形成復(fù)合地基，共同承載外荷載。

3.4 灌漿法。灌漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過(guò)注漿管將漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式占據(jù)土粒間或巖石裂縫中的空間，經(jīng)人工控制一定時(shí)間后，漿液將原來(lái)松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能高和化學(xué)穩(wěn)定性能好的“結(jié)石體”。

4 高填方路基下沉的主要預(yù)防措施

高填方路基由于填筑工程量大，原地貌、地形復(fù)雜，工程施工完成后，一旦出現(xiàn)下沉、開(kāi)裂、滑移等質(zhì)量病害，難以徹底處治，因此，這類(lèi)路基施工時(shí)，采取預(yù)防措施非常關(guān)鍵，常見(jiàn)的工程預(yù)防措施如下：

4.1 施工前的準(zhǔn)備

4.1.1 開(kāi)工前，應(yīng)在全面熟悉設(shè)計(jì)文件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)的施工調(diào)查。

4.1.2 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)收集到的情況以及核實(shí)的工程數(shù)量.按工期要求、施工難易和人員、設(shè)備、材料準(zhǔn)備情況，編制實(shí)施性的施工組織設(shè)計(jì)計(jì)劃。

4.1.3 做好征地拆遷、場(chǎng)地清理工作。

4.1.4 做好排水設(shè)施。應(yīng)事先做好截水溝、排水溝等排水及防滲設(shè)施。特別是多雨地區(qū)和雨季施工更要加強(qiáng)這方面的工作。

4.2 路基填料宜選用級(jí)配較好的粗粒土如砂礫土等，用不同填料填筑路基時(shí)應(yīng)分層填筑，每一水平層應(yīng)采用同類(lèi)級(jí)配料。液限指數(shù)大于50、塑性指數(shù)大于26的土以及含水量超標(biāo)的土，不得填筑。嚴(yán)禁使用淤泥、沼澤土、凍土、有機(jī)土、含草皮土、生活垃圾和腐殖土等填筑路基。

4.3 填土路基應(yīng)分層填筑，用透水性不良的土填筑路堤時(shí)，應(yīng)控制其含水量在最佳壓實(shí)含水量的±2%之內(nèi)。分層的最大松鋪厚度不超過(guò)30cm，路基頂面最后一層最小壓實(shí)度不應(yīng)小于8cm。如原地面不平，應(yīng)由最低處分層填筑，每一填筑層均應(yīng)符合壓實(shí)度規(guī)定要求。

4.4 填石路基石料強(qiáng)度不應(yīng)小于15M pa，且石料的最大粒徑不宜超過(guò)層厚的2/3。應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)，分層松鋪厚度不宜大于50cm，并使用大功率的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。路槽頂層填料粒徑不應(yīng)大于10cm。

4.5 土石混填路基石塊的最大料徑不宜超過(guò)層厚的2/3，當(dāng)所含石料為軟質(zhì)巖時(shí)，石料最大料徑不得超過(guò)壓實(shí)層厚。路基應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)，分層松鋪厚度不宜大于40cm。當(dāng)混合料中石料含量超過(guò)70%，應(yīng)先鋪填大石塊，大面向下，設(shè)置平穩(wěn)，再鋪小石塊、石渣或石屑嵌縫找平。當(dāng)混合料中石料含量小于70%，土石混填，但應(yīng)避免硬質(zhì)石塊集中。路槽頂層填料粒徑不應(yīng)大于10cm。

4.6 填土路基原地面縱坡大于12%的地段，可采用縱向分層法施工，沿縱向分層，逐層填壓密實(shí)。

4.7 高填方路基基底范圍內(nèi)地表土層有樹(shù)根草皮或腐殖土?xí)r，應(yīng)予清除。地表水或地下水影響路基穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)采取攔截、引排等措施，或在路堤底填筑不易風(fēng)化的片石、碎石或砂礫等透水性材料。路堤基底為耕作土或松散土?xí)r，必須作好填前碾壓，其壓實(shí)度要求不低于重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的93%。

如果嚴(yán)格采取以上施工處理措施，可以肯定，困擾我國(guó)多年的公路高填筑路基沉降問(wèn)題，將會(huì)在很大程度上得到緩解或解決。

[1] 陳炳志，王清標(biāo).壓密注漿工藝在公路路基處理中的應(yīng)用探討[J].西部探礦工程，2006(7).

[2] 龔明華，劉世亮.巫艷高填方路基縱向裂縫成因及壓漿處理技術(shù)探討[M].宜春學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005(6).