淺談高填路堤的病害及其防治措施
2015-07-09
一、高填路堤的定義
高填路堤也稱高路堤。路堤是高于原地面的填方路基，其作用是支承路床和路面。
二、高填路堤的下沉
高填路堤工程完工后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)與汽車重復(fù)荷載的作用，常出現(xiàn)路基的整體下沉與局部下沉。特別是在填挖方接頭處，路基下沉尤為突出。因此，高填路堤的穩(wěn)定不僅與邊坡高度有關(guān)，也與路基填料、性質(zhì)、邊坡坡度、地基性質(zhì)、水文狀況、路基壓實(shí)機(jī)具、施工方法等有關(guān)。高填路堤下沉的有以下三種：路基縱橫向開(kāi)裂； 路基整體下沉或局部沉降；路基滑動(dòng)或者邊坡塌陷。
（一）高填路基下沉的原因
高填路堤下沉主要有堤身下沉與地基下陷二種類型，不均勻下沉將造成局部路段的破壞，影響公路交通。高填路堤下沉主要有以下幾方面原因：
?。?）工程地質(zhì)與地形。當(dāng)工程地質(zhì)條件不良，原地面比較軟弱，特別是在泥沼地段、流沙及垃圾以及其他地質(zhì)土地段填筑路堤，若填筑前未經(jīng)換土或很好壓實(shí)，則填筑完成后，遠(yuǎn)地面土壤易產(chǎn)生壓縮下沉或擠壓位移。當(dāng)路堤穿過(guò)溝谷時(shí)，溝谷中心往往填土高度最大，向兩端逐漸減低，在路堤橫段面上，往往迎水面填土高度小于背水面。這樣也將由于填土高度不同而可能產(chǎn)生不均勻下沉，使路堤縱橫面方向路面中間低，兩頭高，橫斷面方向的路肩一側(cè)高一側(cè)低。
（2）路堤填料。若填料中混入了種植土、腐殖土或泥沼土等劣質(zhì)土，或土中含有未經(jīng)打碎的大快土或凍土塊等；填石路堤石料規(guī)格不一、性質(zhì)不勻或就地爆破堆積，亂石中空隙很大，在一定期限內(nèi)（例如一個(gè)雨季）可能產(chǎn)生局部的明顯下沉。
?。?）設(shè)計(jì)。高填路堤下沉，首先是設(shè)計(jì)方面的原因，如斷面尺寸不合理，邊坡取值不當(dāng)，排水、防護(hù)與加固不妥等。按照《設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，應(yīng)對(duì)高填路堤進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，且施工工藝、填料應(yīng)做特別要求說(shuō)明。否則高填路堤將會(huì)有較大的整體下沉或局部沉陷，以致影響公路的使用。
（4）施工
1、由于地基下沉引起
①原地面清理不徹底。由于一般路基基底的壓實(shí)度要求較低（不小于85%），而高填路堤基低壓實(shí)度要求高（不小于90%）。因此，要按設(shè)計(jì)要求控制好高填方路段地基的處理。②受外界因素影響地基承載力下降。一些路段雖按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了處理，經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求，施工期間或通車后，受外界因素影響，例如受水浸泡，致使地基的承載力急劇下降而導(dǎo)致路基下沉。③高填路堤與一般路基過(guò)渡段的地基沉降不均勻引起。
2、由于路堤本身下沉引起
填料不合格；縱向分幅填筑、半填半挖沒(méi)做好太階搭接；每層填料碾壓時(shí)的含水量控制不均，造成壓實(shí)度不均勻；機(jī)械碾壓等。
三、高填路堤下沉的防治措施、治理實(shí)例
防治的措施一般有：換填土復(fù)填法、固化劑法、粉噴樁法、灌漿法和鋪設(shè)玻纖土工格柵法
?。ㄒ唬Q土復(fù)填法
因填筑土質(zhì)不符合要求，路基出現(xiàn)下沉但面積不大且深度較淺，采用換土復(fù)填法。此法是將原路基出現(xiàn)病害部分的土挖去，更換符合規(guī)范要求的土。一般采用級(jí)配較好的沙礫土，塑性指數(shù)滿足規(guī)范要求的亞粘土為宜。回填時(shí)，挖補(bǔ)面積要擴(kuò)大，且逐層挖臺(tái)階狀，由下往上，逐層填筑，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。
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處理高填路堤的下沉?xí)r，如果更換路基填料受到限制，且填筑料數(shù)量不大時(shí)，可在原填料中摻入固化劑處理路基病害。路用材料固化劑從形態(tài)上看，可分為固態(tài)和液態(tài)兩大類；從化學(xué)構(gòu)成上看，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灰、石膏、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的有機(jī)化合物；液態(tài)固化劑中住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，適合于表層或淺層土的固化；后者使用時(shí)，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)。
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處理10m以內(nèi)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)專門的機(jī)械將粉體固化劑噴出后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)，在原地集中形成強(qiáng)度與剛度較大的樁體，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)合地基共同承擔(dān)外荷載。
?。ㄋ模┕酀{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，漿液以充填、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)定性良好的“結(jié)合體”。
（1）布孔原則及方法。根據(jù)路基的強(qiáng)度要求，結(jié)合固結(jié)灌漿的特點(diǎn)、路基形態(tài)等因素考慮。布孔時(shí)應(yīng)視路基實(shí)際情況而定。若全幅灌漿，應(yīng)采用等距離梅花方格網(wǎng)布孔，中間孔淺，邊緣孔較深，孔間距以2.0m為宜。
（2）成孔鉆機(jī)選型。成孔必須是干法鉆進(jìn)，鉆進(jìn)是絕對(duì)不容許加水。應(yīng)選用小型潛孔鉆成孔，優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)尺快、易搬動(dòng)、操作簡(jiǎn)單，鉆進(jìn)成本低。
?。?）下注漿花管。注漿花管應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)鉆孔的孔徑與孔深而定，一般來(lái)說(shuō)，注漿結(jié)束后注漿花管很難拔出，如果強(qiáng)行拔出，則會(huì)破壞路基。因此，注漿結(jié)束后將花管作為非預(yù)應(yīng)力錨桿留在路基內(nèi)，可以起到管架的作用，對(duì)于提高路基強(qiáng)度有很大好處。
（4）灌漿施工的方法。灌漿施工主要包括灌漿壓力、灌漿濃度、灌漿順序等內(nèi)容。如何選擇和控制灌漿壓力和漿液濃度等因素，是灌漿施工中首先要解決的問(wèn)題。灌漿壓力是保證灌漿質(zhì)量的重要因素之一。如果壓力過(guò)小，漿液射流達(dá)不到預(yù)計(jì)范圍內(nèi)，擴(kuò)散半徑小，易形成空白區(qū)；如果壓力過(guò)大，則會(huì)破壞路基原結(jié)構(gòu)，抬升路面或沖垮邊坡，還會(huì)使?jié){液沿路基薄弱部位沖出路基，達(dá)不到灌漿的目的。因此，在大范圍灌注前，應(yīng)先做實(shí)驗(yàn)，在密實(shí)度較好的粘土路基中，可適當(dāng)增大水量，使稀漿更易充分進(jìn)入粘土路基中。 灌漿順序是指灌漿的受注順序，一般以三次灌注為好，應(yīng)事前根據(jù)灌漿孔平面圖，設(shè)計(jì)好灌漿順序。第1 、2 灌次孔以單孔注漿量為控制標(biāo)準(zhǔn)，第3灌次為加壓灌注。灌漿結(jié)束應(yīng)以設(shè)計(jì)的終孔壓力和平均單孔注漿量為雙重控制標(biāo)準(zhǔn)。
（五）布設(shè)土工格柵法
有的高填方路段路基下沉不明顯，只是在路面上出現(xiàn)了縱向的開(kāi)裂，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)路面標(biāo)高變化很小，可采設(shè)土工格柵法。此法只是將裂縫兩側(cè)的瀝青路面用切割機(jī)對(duì)稱切除（寬度以1.0―2.0m為宜），鋪設(shè)玻纖土工格柵，用鋼釘固定，最后恢復(fù)瀝青路面。這種處理措施既經(jīng)濟(jì)又方便，比較實(shí)用。
四、總結(jié)
上面我對(duì)高填路基工程的通病及其防治措施進(jìn)行了論述和談了自己的看法，高填路基工程在整個(gè)道路工程中是非常重要的，路基工程的好壞能直接影響到后面工程的質(zhì)量，只要把路基干好，我們的道路工程的質(zhì)量就能提高上去，才能從基礎(chǔ)上去利國(guó)利民。
