浅谈高填路堤的病害及其防治措施
2015-07-09
一、高填路堤的定义
高填路堤也称高路堤。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，随着时间的延长与汽车重复荷载的作用，常出现路基的整体下沉与局部下沉。特别是在填挖方接头处，路基下沉尤为突出。因此，高填路堤的稳定不仅与边坡高度有关，也与路基填料、性质、边坡坡度、地基性质、水文状况、路基压实机具、施工方法等有关。高填路堤下沉的有以下三种：路基纵横向开裂； 路基整体下沉或局部沉降；路基滑动或者边坡塌陷。
（一）高填路基下沉的原因
高填路堤下沉主要有堤身下沉与地基下陷二种类型，不均匀下沉将造成局部路段的破坏，影响公路交通。高填路堤下沉主要有以下几方面原因：
（1）工程地质与地形。当工程地质条件不良，原地面比较软弱，特别是在泥沼地段、流沙及垃圾以及其他地质土地段填筑路堤，若填筑前未经换土或很好压实，则填筑完成后，远地面土壤易产生压缩下沉或挤压位移。当路堤穿过沟谷时，沟谷中心往往填土高度最大，向两端逐渐减低，在路堤横段面上，往往迎水面填土高度小于背水面。这样也将由于填土高度不同而可能产生不均匀下沉，使路堤纵横面方向路面中间低，两头高，横断面方向的路肩一侧高一侧低。
（2）路堤填料。若填料中混入了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土，或土中含有未经打碎的大快土或冻土块等；填石路堤石料规格不一、性质不匀或就地爆破堆积，乱石中空隙很大，在一定期限内（例如一个雨季）可能产生局部的明显下沉。
（3）设计。高填路堤下沉，首先是设计方面的原因，如断面尺寸不合理，边坡取值不当，排水、防护与加固不妥等。按照《设计规范》要求，应对高填路堤进行稳定性验算，且施工工艺、填料应做特别要求说明。否则高填路堤将会有较大的整体下沉或局部沉陷，以致影响公路的使用。
（4）施工
1、由于地基下沉引起
①原地面清理不彻底。由于一般路基基底的压实度要求较低（不小于85%），而高填路堤基低压实度要求高（不小于90%）。因此，要按设计要求控制好高填方路段地基的处理。②受外界因素影响地基承载力下降。一些路段虽按设计要求进行了处理，经检测各项指标满足要求，施工期间或通车后，受外界因素影响，例如受水浸泡，致使地基的承载力急剧下降而导致路基下沉。③高填路堤与一般路基过渡段的地基沉降不均匀引起。
2、由于路堤本身下沉引起
填料不合格；纵向分幅填筑、半填半挖没做好太阶搭接；每层填料碾压时的含水量控制不均，造成压实度不均匀；机械碾压等。
三、高填路堤下沉的防治措施、治理实例
防治的措施一般有：换填土复填法、固化剂法、粉喷桩法、灌浆法和铺设玻纤土工格栅法
（一）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，采用换土复填法。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沙砾土，塑性指数满足规范要求的亚粘土为宜。回填时，挖补面积要扩大，且逐层挖台阶状，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。
（二）固化剂法
处理高填路堤的下沉时，如果更换路基填料受到限制，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。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酰氨、聚丙烯酸或含有活性基的有机化合物；液态固化剂中住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。前者与土混合加压，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入土中使土固结，适合于深层土的固结。
（三）粉喷桩法
处理10m以内路基下沉病害，采用粉喷桩加固技术是较为理想的一种方法。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，在原地集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。
（四）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”。
（1）布孔原则及方法。根据路基的强度要求，结合固结灌浆的特点、路基形态等因素考虑。布孔时应视路基实际情况而定。若全幅灌浆，应采用等距离梅花方格网布孔，中间孔浅，边缘孔较深，孔间距以2.0m为宜。
（2）成孔钻机选型。成孔必须是干法钻进，钻进是绝对不容许加水。应选用小型潜孔钻成孔，优点是进尺快、易搬动、操作简单，钻进成本低。
（3）下注浆花管。注浆花管应根据钻机钻孔的孔径与孔深而定，一般来说，注浆结束后注浆花管很难拔出，如果强行拔出，则会破坏路基。因此，注浆结束后将花管作为非预应力锚杆留在路基内，可以起到管架的作用，对于提高路基强度有很大好处。
（4）灌浆施工的方法。灌浆施工主要包括灌浆压力、灌浆浓度、灌浆顺序等内容。如何选择和控制灌浆压力和浆液浓度等因素，是灌浆施工中首先要解决的问题。灌浆压力是保证灌浆质量的重要因素之一。如果压力过小，浆液射流达不到预计范围内，扩散半径小，易形成空白区；如果压力过大，则会破坏路基原结构，抬升路面或冲垮边坡，还会使浆液沿路基薄弱部位冲出路基，达不到灌浆的目的。因此，在大范围灌注前，应先做实验，在密实度较好的粘土路基中，可适当增大水量，使稀浆更易充分进入粘土路基中。 灌浆顺序是指灌浆的受注顺序，一般以三次灌注为好，应事前根据灌浆孔平面图，设计好灌浆顺序。第1 、2 灌次孔以单孔注浆量为控制标准，第3灌次为加压灌注。灌浆结束应以设计的终孔压力和平均单孔注浆量为双重控制标准。
（五）布设土工格栅法
有的高填方路段路基下沉不明显，只是在路面上出现了纵向的开裂，经过一段时间的观察，发现路面标高变化很小，可采设土工格栅法。此法只是将裂缝两侧的沥青路面用切割机对称切除（宽度以1.0―2.0m为宜），铺设玻纤土工格栅，用钢钉固定，最后恢复沥青路面。这种处理措施既经济又方便，比较实用。
四、总结
上面我对高填路基工程的通病及其防治措施进行了论述和谈了自己的看法，高填路基工程在整个道路工程中是非常重要的，路基工程的好坏能直接影响到后面工程的质量，只要把路基干好，我们的道路工程的质量就能提高上去，才能从基础上去利国利民。
