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、公路建設和使用過程中最常見的病害之一，如果對高填方路基沉降沒有足夠地重視，則很容易導致橋頭跳車、路面早期破損等多種質量問題，直接影響到鐵路、公路的使用質量和社會效益。高填方路基出現路基沉降病害后，為使公路正常發揮其使用功能，應根據其成因及病害的嚴重程度，同時結合現場實際采用換土復填法、導入固化劑法、粉噴樁法及灌漿處理法等方法進行處理。

【關鍵詞】高填方；沉降預測；防治

一、引言及高壓灌漿堵漏簡述

1. 隨著我國經濟的高速發展，國家路網的進一步整治與完善正在如火如荼的進行中。高填方路基便在大建設過程中，尤其是西南山林地區突顯了其重要的地位。但隨之而來的是高填方沉降問題。運用科學的預防，觀測和治理方法，可以較好的處理其間的問題。高填方路基是指水稻田或常年積水地帶，用細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械的高壓動力（高壓灌注機）， 將水溶性聚氨酯化學灌漿材料注入混凝土裂縫中，當漿液遇到混凝土裂縫中的水分會迅速分散、乳化、膨脹、固結，這樣固結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構體之外，以達到止水堵漏的目的。

二、高填方路基沉降的成因與預防

高填方路基沉降主要由于路基或地基不均勻下沉造成，一般發生在地質及地形變化處、地表水及地下水影響嚴重處、填挖結合部以及填筑材料發生顯著變化的部位。因此，高填方路基沉降，受到自然環境如地質、地形、水文及氣候等影響的同時，也受到路基自身荷載和車輛動載的作用，要保證高填方路基的長期穩定關鍵在于設計和施工段的控制。

①路線選形中，在堅持路線總體走向通過主要控制點的原則下，因地制宜（根據地形、地貌等地質環境布設路線），盡量避讓不良地質地段，不一定要強求高指標的線性，應努力做到線性指標搭配合理。

②加強工程地質實地勘探，嚴格按照工程地質勘察規程開展工作，對有懷疑的地段應增加探坑數量，在設計外業驗收中應將工程地質勘察作為一項重要的檢查內容。

③盡量避免高填方路基設計，在與其他道路平面交叉時，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、涵洞下挖而出現積水問題。

④填方路基宜選用級配較好的粗粒土作為填料，礫類土、砂類土應優先選作路床填料，土質較差的細粒土可填于路堤底部；冰凍地區上路床及浸水部分的路堤不應直接采用粉質土填筑。

⑤明確原地面的清表深度及壓實度，檢驗原地面的CBR 值，根據所提供的地基承載力值對地基承載力低的路段應視不同情況積極采取工程措施分別予以處理。基底土密實、地面橫坡緩于1：5 時，路堤可直接填筑在天然地面上，地表的樹根、草皮或腐殖土應予以徹底清除。

⑥路線通過較陡的橫坡及溝谷地段時要按要求設置縱橫向臺階，使填筑路基和原地面形成良好的結合，同時宜放緩邊坡。

⑦加強路基排水設計，使地表水、地下水能順利排出路基以外或將地表水阻隔在路基以外，不能在路基范圍內積水。涵洞、通道洞底鋪砌設計中要考慮防水措施，避免積水浸泡基底而發生沉降變形。

三、關于高填方路基嚴格施工質量管理

①高填方路基宜優先安排施工。高填方路基的地基土體，由于填筑體對其施加了較大壓力，會產生壓縮變形，填筑體在自身重力作用下也要壓密變形，這兩個變形的完成都需要一定的時間才能完成，并逐步達到穩定；優先安排施工是提高其穩定性、防治沉降的關鍵。

②高填方路基填筑材料宜優先采用強度高、水穩定性好的材料，或采用輕質材料。受水淹、浸的部分，應采用水穩性和透水性均好的材料。

③加強對基底的壓實或對地基進行加固處理，當地基位于斜坡或谷底時，應按規范做開挖臺階處理。

④在軟弱地基上進行高填方路基施工時，除對軟基進行必要處理外，從原地面以上1m～2m 高度范圍內不得填筑細粒土，應填筑硬質石料，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生壓縮沉降，路基施工時，宜選擇低液限粘土或低液限粉土作為路基填料。填料要分層進行，每層壓實厚度宜控制在1O～20 cm范圍內。對于石料或卵石土路基，要嚴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）不超過分層厚的2/3 應采取措施分層填筑和分層碾壓，一層厚度不超過2O～30 cm。

⑤施工中要嚴格分層填筑，控制分層的厚度，并充分壓實；此外還應按設計要求預留路堤高度與寬度，并進行動態監控。

⑥施工過程中宜設置沉降觀測點，進行沉降觀測，按照設計要求控制填筑速率。

⑦施工過程中及時排除路基范圍內的地表水。

⑧足夠的碾壓是消除路堤固結、形變最有效的方法。

四、高填方路基沉降治理

1. 換土復填法

因填筑土質不符合要求，路基出現下沉但面積不大且深度較淺，采用換土復填方法，簡便快捷。此法是將原路基出現病害部分的土挖去，更換符合規范要求的土。一般采用級配較好的砂礫土，塑性指數滿足規范要求的亞粘土為宜。回填時，挖補面積要擴大，且逐層挖成臺階狀，由下往上，逐層填筑，碾壓密實，壓實度要求高出原路基壓實度1-2個百分點為宜。

2. 導入固化劑法

處理高填路堤的下沉時，如果更換路基填料受到限制，且填筑料數量不大時，可在原填料中摻入固化劑處理路基病害。這種方法在我國部分省市已有應用的先例，實踐證明，效果較好。固化劑作為一種特殊的建筑材料，其不同的物理性質和化學組成成分決定了不同的類別、特點和固化方法。路用材料固化劑從形態上看，可分為固態和液態兩大類；從化學構成上看，可分為主固化劑和助固化劑兩大部分。目前，固化劑的種類很多，在道路工程中使用時，可根據路用土的種類與固化劑的成分、類型選用。

3.灌漿法

灌漿法是利用液壓、氣壓或者電化學原理，將能固結的漿液通過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，擠出土體顆粒或巖石裂縫中的水分和空氣后占據其位置，漿體凝結硬化后則將原來松散或者不密的土體膠結成一個整體，形成一個有較高強度、較好水穩定性及化學穩定性的結構物。