潛談高填方路基沉降防治與高壓灌漿堵漏

劉文錄

【摘要】高填方路基沉降是鐵路、公路建設(shè)和使用過(guò)程中最常見(jiàn)的病害之一，如果對(duì)高填方路基沉降沒(méi)有足夠地重視，則很容易導(dǎo)致橋頭跳車(chē)、路面早期破損等多種質(zhì)量問(wèn)題，直接影響到鐵路、公路的使用質(zhì)量和社會(huì)效益。高填方路基出現(xiàn)路基沉降病害后，為使公路正常發(fā)揮其使用功能，應(yīng)根據(jù)其成因及病害的嚴(yán)重程度，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用換土復(fù)填法、導(dǎo)入固化劑法、粉噴樁法及灌漿處理法等方法進(jìn)行處理。

【關(guān)鍵詞】高填方；沉降預(yù)測(cè)；防治

一、引言及高壓灌漿堵漏簡(jiǎn)述

1. 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)家路網(wǎng)的進(jìn)一步整治與完善正在如火如荼的進(jìn)行中。高填方路基便在大建設(shè)過(guò)程中，尤其是西南山林地區(qū)突顯了其重要的地位。但隨之而來(lái)的是高填方沉降問(wèn)題。運(yùn)用科學(xué)的預(yù)防，觀測(cè)和治理方法，可以較好的處理其間的問(wèn)題。高填方路基是指水稻田或常年積水地帶，用細(xì)粒土填筑的路基高度在6m 以上，其它地帶填土或填石高度在20m 以上（填砂或礫石路基在12m 以上）的路基。

2. 高壓灌漿堵漏就是利用機(jī)械的高壓動(dòng)力（高壓灌注機(jī)）， 將水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料注入混凝土裂縫中，當(dāng)漿液遇到混凝土裂縫中的水分會(huì)迅速分散、乳化、膨脹、固結(jié)，這樣固結(jié)的彈性體填充混凝土所有裂縫，將水流完全地堵塞在混凝土結(jié)構(gòu)體之外，以達(dá)到止水堵漏的目的。

二、高填方路基沉降的成因與預(yù)防

高填方路基沉降主要由于路基或地基不均勻下沉造成，一般發(fā)生在地質(zhì)及地形變化處、地表水及地下水影響嚴(yán)重處、填挖結(jié)合部以及填筑材料發(fā)生顯著變化的部位。因此，高填方路基沉降，受到自然環(huán)境如地質(zhì)、地形、水文及氣候等影響的同時(shí)，也受到路基自身荷載和車(chē)輛動(dòng)載的作用，要保證高填方路基的長(zhǎng)期穩(wěn)定關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)和施工段的控制。

①路線選形中，在堅(jiān)持路線總體走向通過(guò)主要控制點(diǎn)的原則下，因地制宜（根據(jù)地形、地貌等地質(zhì)環(huán)境布設(shè)路線），盡量避讓不良地質(zhì)地段，不一定要強(qiáng)求高指標(biāo)的線性，應(yīng)努力做到線性指標(biāo)搭配合理。

②加強(qiáng)工程地質(zhì)實(shí)地勘探，嚴(yán)格按照工程地質(zhì)勘察規(guī)程開(kāi)展工作，對(duì)有懷疑的地段應(yīng)增加探坑數(shù)量，在設(shè)計(jì)外業(yè)驗(yàn)收中應(yīng)將工程地質(zhì)勘察作為一項(xiàng)重要的檢查內(nèi)容。

③盡量避免高填方路基設(shè)計(jì)，在與其他道路平面交叉時(shí)，主線宜采取下穿方案，這樣可以有效降低路基填筑高度，避免通道、涵洞下挖而出現(xiàn)積水問(wèn)題。

④填方路基宜選用級(jí)配較好的粗粒土作為填料，礫類(lèi)土、砂類(lèi)土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料，土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路堤底部；冰凍地區(qū)上路床及浸水部分的路堤不應(yīng)直接采用粉質(zhì)土填筑。

⑤明確原地面的清表深度及壓實(shí)度，檢驗(yàn)原地面的CBR 值，根據(jù)所提供的地基承載力值對(duì)地基承載力低的路段應(yīng)視不同情況積極采取工程措施分別予以處理?；淄撩軐?shí)、地面橫坡緩于1：5 時(shí)，路堤可直接填筑在天然地面上，地表的樹(shù)根、草皮或腐殖土應(yīng)予以徹底清除。

⑥路線通過(guò)較陡的橫坡及溝谷地段時(shí)要按要求設(shè)置縱橫向臺(tái)階，使填筑路基和原地面形成良好的結(jié)合，同時(shí)宜放緩邊坡。

⑦加強(qiáng)路基排水設(shè)計(jì)，使地表水、地下水能順利排出路基以外或?qū)⒌乇硭韪粼诼坊酝?，不能在路基范圍?nèi)積水。涵洞、通道洞底鋪砌設(shè)計(jì)中要考慮防水措施，避免積水浸泡基底而發(fā)生沉降變形。

三、關(guān)于高填方路基嚴(yán)格施工質(zhì)量管理

①高填方路基宜優(yōu)先安排施工。高填方路基的地基土體，由于填筑體對(duì)其施加了較大壓力，會(huì)產(chǎn)生壓縮變形，填筑體在自身重力作用下也要壓密變形，這兩個(gè)變形的完成都需要一定的時(shí)間才能完成，并逐步達(dá)到穩(wěn)定；優(yōu)先安排施工是提高其穩(wěn)定性、防治沉降的關(guān)鍵。

②高填方路基填筑材料宜優(yōu)先采用強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好的材料，或采用輕質(zhì)材料。受水淹、浸的部分，應(yīng)采用水穩(wěn)性和透水性均好的材料。

③加強(qiáng)對(duì)基底的壓實(shí)或?qū)Φ鼗M(jìn)行加固處理，當(dāng)?shù)鼗挥谛逼禄蚬鹊讜r(shí)，應(yīng)按規(guī)范做開(kāi)挖臺(tái)階處理。

④在軟弱地基上進(jìn)行高填方路基施工時(shí)，除對(duì)軟基進(jìn)行必要處理外，從原地面以上1m～2m 高度范圍內(nèi)不得填筑細(xì)粒土，應(yīng)填筑硬質(zhì)石料，并用小碎石、石屑等材料嵌縫、整平、碾壓。為確保路基本身不發(fā)生壓縮沉降，路基施工時(shí)，宜選擇低液限粘土或低液限粉土作為路基填料。填料要分層進(jìn)行，每層壓實(shí)厚度宜控制在1O～20 cm范圍內(nèi)。對(duì)于石料或卵石土路基，要嚴(yán)格控制填料的最大粒徑，填料的最大粒徑在底層（路床底面1 5 m以下）不超過(guò)分層厚的2/3 應(yīng)采取措施分層填筑和分層碾壓，一層厚度不超過(guò)2O～30 cm。

⑤施工中要嚴(yán)格分層填筑，控制分層的厚度，并充分壓實(shí)；此外還應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留路堤高度與寬度，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

⑥施工過(guò)程中宜設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行沉降觀測(cè)，按照設(shè)計(jì)要求控制填筑速率。

⑦施工過(guò)程中及時(shí)排除路基范圍內(nèi)的地表水。

⑧足夠的碾壓是消除路堤固結(jié)、形變最有效的方法。

四、高填方路基沉降治理

1. 換土復(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)填方法，簡(jiǎn)便快捷。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)配較好的砂礫土，塑性指數(shù)滿(mǎn)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，且逐層挖成臺(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。

2. 導(dǎo)入固化劑法

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。這種方法在我國(guó)部分省市已有應(yīng)用的先例，實(shí)踐證明，效果較好。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)組成成分決定了不同的類(lèi)別、特點(diǎn)和固化方法。路用材料固化劑從形態(tài)上看，可分為固態(tài)和液態(tài)兩大類(lèi)；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。目前，固化劑的種類(lèi)很多，在道路工程中使用時(shí)，可根據(jù)路用土的種類(lèi)與固化劑的成分、類(lèi)型選用。

3.灌漿法

灌漿法是利用液壓、氣壓或者電化學(xué)原理，將能固結(jié)的漿液通過(guò)鉆孔注入巖土空隙或者建筑物的裂縫中，使被加固體物理力學(xué)性能改善的一種方法。漿液注入被加固體后以填充、參透、擠密等方式，擠出土體顆?；驇r石裂縫中的水分和空氣后占據(jù)其位置，漿體凝結(jié)硬化后則將原來(lái)松散或者不密的土體膠結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)有較高強(qiáng)度、較好水穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)物。