李國(guó)利

摘 要：我國(guó)疆土遼闊，山川溝壑眾多，在進(jìn)行公路工程的建設(shè)過(guò)程中不可避免的會(huì)需要進(jìn)行高填方施工作業(yè)。而高填方施工作業(yè)如若存在缺陷與隱患，則極易導(dǎo)致高填方路基產(chǎn)生沉降病害，影響公路的行駛舒適性與安全性，并且會(huì)對(duì)公路的使用耐久性產(chǎn)生直接影響?；诖?，本文筆者結(jié)合自身多年的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高填方路基產(chǎn)生沉降病害的成因進(jìn)行了全面分析，并針對(duì)此類問(wèn)題，著重探討了常用的五種有效解決處理措施。旨在通過(guò)本文的分析與研究，能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)人員，提供一些可供參考與借鑒的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高填方路基；沉降原因；解決措施

1 引言

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展速度的穩(wěn)步加快，以及汽車工業(yè)的高速發(fā)展與國(guó)民汽車保有率的顯著提升，促使作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的公路工程建設(shè)項(xiàng)目呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)。而在進(jìn)行公路工程建設(shè)過(guò)程中，如若高填方施工作業(yè)不當(dāng)，極易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，尤其是發(fā)生不均勻沉降，不僅會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)開(kāi)裂與沉降，影響路面的行駛質(zhì)量，而且會(huì)大大降低公路的使用壽命。因而，對(duì)高填方路基沉降病害的成因及處理措施進(jìn)行分析與研究，便成為現(xiàn)階段路建工程中具有明顯研究?jī)r(jià)值與意義的方面。

2 高填方路基沉降的原因分析

2.1 由勘測(cè)設(shè)計(jì)所導(dǎo)致的沉降

在公路工程高填方路基設(shè)計(jì)階段，有些設(shè)計(jì)人員在未進(jìn)行全面勘查的基礎(chǔ)上，便完全套用以往的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)格式圖，導(dǎo)致高填方路基未能得到精確化及規(guī)范化的設(shè)計(jì)，由此導(dǎo)致發(fā)生路基沉降的現(xiàn)象極為普遍。同時(shí)，部分設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)算過(guò)程中，未能嚴(yán)格依照土質(zhì)條件與采樣試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)反應(yīng)實(shí)際，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺乏合理性。此外，若依照普通路基的設(shè)計(jì)方式來(lái)對(duì)應(yīng)典型的高路堤橫斷面，則設(shè)計(jì)的偏差以及穩(wěn)定性驗(yàn)算的缺失，都會(huì)導(dǎo)致斷面尺寸缺乏合理性，導(dǎo)致路基出現(xiàn)變形、沉降的情況時(shí)有發(fā)生。

2.2 由工程地質(zhì)因素所導(dǎo)致的沉降

在公路工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)前期，應(yīng)對(duì)施工的路段區(qū)域進(jìn)行全方位的地質(zhì)勘查與土質(zhì)采樣試驗(yàn)，這其中涉及到水文地質(zhì)、材料應(yīng)用、取料、填筑以及其他工藝技術(shù)形式等多方面內(nèi)容。同時(shí)，應(yīng)對(duì)特殊的地質(zhì)情況設(shè)定出特殊的設(shè)計(jì)方式，若未能依照流程與內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的勘察、采樣以及特殊性設(shè)計(jì)，則會(huì)導(dǎo)致后期施工中路基發(fā)生明顯的沉降現(xiàn)象。例如：在地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)工程地質(zhì)情況不良或多為富水軟土地基地段，則此位置處的土質(zhì)便會(huì)相對(duì)松散，密實(shí)度較低的土質(zhì)會(huì)因承載力的增加而出現(xiàn)變形現(xiàn)象，若未優(yōu)先采取加固措施，那么路基沉降現(xiàn)象則無(wú)可避免。

通常情況下，軟土顆粒間的有效應(yīng)力增長(zhǎng)速度與固結(jié)速度等較為緩慢，由此也導(dǎo)致上層路基變形穩(wěn)定速度放緩。同時(shí)，當(dāng)路基填方較高時(shí)，地基發(fā)生沉降較大，且沉降穩(wěn)定時(shí)間則越長(zhǎng)。并且，高填方路基的基底寬度會(huì)存在較大的變化范圍，當(dāng)處于山坡位置時(shí)，迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡之間的地表土?xí)霈F(xiàn)顯著的密實(shí)度差異性，若土質(zhì)沉積年代短則固結(jié)性與密實(shí)度較差，在承載力偏高時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)路基沉降現(xiàn)象。

2.3 由施工不善所導(dǎo)致的沉降

首先，若所選用的路基土質(zhì)填料差，則會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)變形的幾率顯著提升。路基填料土中混含著腐殖土、泥沼土以及種植土等，由于此類土質(zhì)的有機(jī)物豐富、強(qiáng)度低、抗水量差，因而出現(xiàn)路基變形或沉降現(xiàn)象明顯；其次，若在施工中未能嚴(yán)格依照流程與設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)變形或沉降現(xiàn)象。即在實(shí)際施工中，隨意更改鋪筑厚度，壓實(shí)作業(yè)不規(guī)范或壓實(shí)強(qiáng)度不均勻等，都會(huì)造成高填方路基的沉降或變形現(xiàn)象；最后，公路工程項(xiàng)目涉及內(nèi)容較多，若施工隊(duì)伍中存在人員綜合素質(zhì)偏低，則會(huì)因?qū)I(yè)知識(shí)與技能水平不足而導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)差異性；若施工管理力度不足，則施工中便會(huì)出現(xiàn)流程不清晰，操作不規(guī)范等情況，這也會(huì)導(dǎo)致高填方路基出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3 高填方路基沉降問(wèn)題的處理措施

3.1 換土復(fù)填法

當(dāng)填筑土質(zhì)存在問(wèn)題，且填筑面積偏小，填筑深度較淺時(shí)，可采用換土復(fù)填法來(lái)有效減少后期出現(xiàn)的路基沉降問(wèn)題。此種方法在應(yīng)用中，是將土質(zhì)存在問(wèn)題的部分或已出現(xiàn)病害的部分實(shí)施挖除作業(yè)，然后依照施工設(shè)計(jì)要求，更換上符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的土質(zhì)。通常情況下，在換土復(fù)填法中多應(yīng)用具備較好級(jí)配的砂礫土，且塑性指數(shù)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的亞黏土為宜。同時(shí)，在進(jìn)行回填施工作業(yè)時(shí)，挖補(bǔ)面積應(yīng)相對(duì)偏大，并呈現(xiàn)出階梯狀，隨后，依照自下而上的回填施工順序，進(jìn)行逐層坡筑，碾壓密實(shí)。并且，應(yīng)確保壓實(shí)度應(yīng)比原路基的壓實(shí)度偏高1～2個(gè)百分點(diǎn)。

3.2 固化劑法

在進(jìn)行高填方路基沉降問(wèn)題的處理過(guò)程中，若填筑材料受限且填筑量偏小時(shí)，可通過(guò)固化劑法來(lái)改善高填方路基的變形或沉降現(xiàn)象。此種方法是在原有填料中進(jìn)行固化劑的添加，以此使沉降位置處的土質(zhì)密實(shí)度和承載力符合施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但固化劑因其物理性質(zhì)與化學(xué)成分的不同，構(gòu)成了不同性質(zhì)與類別的固化方法，因此在應(yīng)用中應(yīng)酌情選取。依照固化劑形態(tài)，可將其劃分成固態(tài)與液態(tài)兩種，但從化學(xué)構(gòu)成角度分析，則又可將其劃分成主固化劑與助固化劑兩類。其中，常見(jiàn)的固體粉狀固化劑中以石灰、石膏以及水泥為主，液態(tài)主固化劑以水玻璃為主，而助固化劑則多采用無(wú)機(jī)鹽類成分，如碳酸鈣與碳酸鎂等。

3.3 布設(shè)土工格柵法

當(dāng)高填方路基變形或沉降相對(duì)較弱，或僅在公路路面上存在縱向開(kāi)裂現(xiàn)象，且經(jīng)過(guò)特定時(shí)間觀測(cè)后，該路段的地基沉降已經(jīng)逐步穩(wěn)定，此時(shí)便可采用土工格柵布設(shè)的方式來(lái)解決此類問(wèn)題。其實(shí)際施工內(nèi)容為：在出現(xiàn)縱向開(kāi)裂路段以開(kāi)裂位置為界限，分別在其兩側(cè)進(jìn)行寬度約為1.0m～2.0m的路面切除，并在土工格柵鋪設(shè)后，進(jìn)行鋼釘?shù)募庸?，隨后再對(duì)此位置進(jìn)行瀝青的重新鋪設(shè)。

3.4 灌漿法

當(dāng)高填方路基沉降較為嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)采用灌漿法對(duì)發(fā)生沉降的問(wèn)題進(jìn)行解決。此種方法是通過(guò)液壓、氣壓以及電化學(xué)原理，在下沉路基位置處進(jìn)行鉆孔作業(yè)，并確保鉆孔深度超出薄弱層。隨后，將漿液經(jīng)由注漿管注入到地層之內(nèi)，使?jié){液通過(guò)填充和擠壓的方式灌注進(jìn)填料孔隙，使原來(lái)因松散的土質(zhì)以及發(fā)生裂隙的部分通過(guò)漿液的膠結(jié)作用形成一個(gè)整體，由此促進(jìn)路基形成一個(gè)較為完整的、穩(wěn)定的固結(jié)體。在此過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)實(shí)際土質(zhì)情況，進(jìn)行漿液擴(kuò)散能力與灌漿壓力的控制。通常情況下，在對(duì)碎石土或砂礫土填料的路基，其灌漿壓力一般控制在0.5MPa～1.2MPa之間，而采用黏性土所填筑的路基，因其滲透性較差，則應(yīng)相應(yīng)的提升注漿壓力，通常以1.5MPa～4.0MPa為宜。

3.5 粉噴樁法

當(dāng)高填方路基沉降高度≤10cm時(shí)，通常會(huì)應(yīng)用粉噴樁法進(jìn)行沉降問(wèn)題的處理。此種加固技術(shù)是利用專業(yè)機(jī)械，將粉體固化劑于地基較深位置處與軟土進(jìn)行強(qiáng)制性攪拌，使原軟土地基位置處發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，并生成強(qiáng)度與剛度較大的樁體，以此起到加固土質(zhì)的作用，或促進(jìn)樁周土體性質(zhì)得以改善。而后，樁體與樁周土體作用后形成復(fù)合型地基，共同承受來(lái)自外界的壓力荷載。應(yīng)用粉噴樁法應(yīng)注意，對(duì)路基病害的原因要進(jìn)行深入調(diào)查，施工時(shí)要嚴(yán)格掌控固化劑用量，確保混合料攪拌均勻。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高填方路基由于水文土質(zhì)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及施工工藝技術(shù)等方面的因素，致使出現(xiàn)變形或沉降的現(xiàn)象較為普遍，雖然有效改善或解決高填方路基沉降的措施眾多，但仍要依照路基下沉的程度、面積以及是否具有填料限制等情況，進(jìn)行有針對(duì)性的高填方路基處理措施的選取。唯有如此，才能在切實(shí)解決路基沉降問(wèn)題的基礎(chǔ)上，避免投入成本的無(wú)端增多，也才能確保工程收益的相應(yīng)提升。

參考文獻(xiàn)：

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