潜谈高填方路基沉降防治与高压灌浆堵漏

刘文录

【摘要】高填方路基沉降是铁路、公路建设和使用过程中最常见的病害之一，如果对高填方路基沉降没有足够地重视，则很容易导致桥头跳车、路面早期破损等多种质量问题，直接影响到铁路、公路的使用质量和社会效益。高填方路基出现路基沉降病害后，为使公路正常发挥其使用功能，应根据其成因及病害的严重程度，同时结合现场实际采用换土复填法、导入固化剂法、粉喷桩法及灌浆处理法等方法进行处理。

【关键词】高填方；沉降预测；防治

一、引言及高压灌浆堵漏简述

1. 随着我国经济的高速发展，国家路网的进一步整治与完善正在如火如荼的进行中。高填方路基便在大建设过程中，尤其是西南山林地区突显了其重要的地位。但随之而来的是高填方沉降问题。运用科学的预防，观测和治理方法，可以较好的处理其间的问题。高填方路基是指水稻田或常年积水地带，用细粒土填筑的路基高度在6m 以上，其它地带填土或填石高度在20m 以上（填砂或砾石路基在12m 以上）的路基。

2. 高压灌浆堵漏就是利用机械的高压动力（高压灌注机）， 将水溶性聚氨酯化学灌浆材料注入混凝土裂缝中，当浆液遇到混凝土裂缝中的水分会迅速分散、乳化、膨胀、固结，这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝，将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外，以达到止水堵漏的目的。

二、高填方路基沉降的成因与预防

高填方路基沉降主要由于路基或地基不均匀下沉造成，一般发生在地质及地形变化处、地表水及地下水影响严重处、填挖结合部以及填筑材料发生显著变化的部位。因此，高填方路基沉降，受到自然环境如地质、地形、水文及气候等影响的同时，也受到路基自身荷载和车辆动载的作用，要保证高填方路基的长期稳定关键在于设计和施工段的控制。

①路线选形中，在坚持路线总体走向通过主要控制点的原则下，因地制宜（根据地形、地貌等地质环境布设路线），尽量避让不良地质地段，不一定要强求高指标的线性，应努力做到线性指标搭配合理。

②加强工程地质实地勘探，严格按照工程地质勘察规程开展工作，对有怀疑的地段应增加探坑数量，在设计外业验收中应将工程地质勘察作为一项重要的检查内容。

③尽量避免高填方路基设计，在与其他道路平面交叉时，主线宜采取下穿方案，这样可以有效降低路基填筑高度，避免通道、涵洞下挖而出现积水问题。

④填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料，砾类土、砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部；冰冻地区上路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。

⑤明确原地面的清表深度及压实度，检验原地面的CBR 值，根据所提供的地基承载力值对地基承载力低的路段应视不同情况积极采取工程措施分别予以处理。基底土密实、地面横坡缓于1：5 时，路堤可直接填筑在天然地面上，地表的树根、草皮或腐殖土应予以彻底清除。

⑥路线通过较陡的横坡及沟谷地段时要按要求设置纵横向台阶，使填筑路基和原地面形成良好的结合，同时宜放缓边坡。

⑦加强路基排水设计，使地表水、地下水能顺利排出路基以外或将地表水阻隔在路基以外，不能在路基范围内积水。涵洞、通道洞底铺砌设计中要考虑防水措施，避免积水浸泡基底而发生沉降变形。

三、关于高填方路基严格施工质量管理

①高填方路基宜优先安排施工。高填方路基的地基土体，由于填筑体对其施加了较大压力，会产生压缩变形，填筑体在自身重力作用下也要压密变形，这两个变形的完成都需要一定的时间才能完成，并逐步达到稳定；优先安排施工是提高其稳定性、防治沉降的关键。

②高填方路基填筑材料宜优先采用强度高、水稳定性好的材料，或采用轻质材料。受水淹、浸的部分，应采用水稳性和透水性均好的材料。

③加强对基底的压实或对地基进行加固处理，当地基位于斜坡或谷底时，应按规范做开挖台阶处理。

④在软弱地基上进行高填方路基施工时，除对软基进行必要处理外，从原地面以上1m～2m 高度范围内不得填筑细粒土，应填筑硬质石料，并用小碎石、石屑等材料嵌縫、整平、碾压。为确保路基本身不发生压缩沉降，路基施工时，宜选择低液限粘土或低液限粉土作为路基填料。填料要分层进行，每层压实厚度宜控制在1O～20 cm范围内。对于石料或卵石土路基，要严格控制填料的最大粒径，填料的最大粒径在底层（路床底面1 5 m以下）不超过分层厚的2/3 应采取措施分层填筑和分层碾压，一层厚度不超过2O～30 cm。

⑤施工中要严格分层填筑，控制分层的厚度，并充分压实；此外还应按设计要求预留路堤高度与宽度，并进行动态监控。

⑥施工过程中宜设置沉降观测点，进行沉降观测，按照设计要求控制填筑速率。

⑦施工过程中及时排除路基范围内的地表水。

⑧足够的碾压是消除路堤固结、形变最有效的方法。

四、高填方路基沉降治理

1. 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，采用换土复填方法，简便快捷。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砂砾土，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，且逐层挖成台阶状，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。

2. 导入固化剂法

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。这种方法在我国部分省市已有应用的先例，实践证明，效果较好。固化剂作为一种特殊的建筑材料，其不同的物理性质和化学组成成分决定了不同的类别、特点和固化方法。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。目前，固化剂的种类很多，在道路工程中使用时，可根据路用土的种类与固化剂的成分、类型选用。

3.灌浆法

灌浆法是利用液压、气压或者电化学原理，将能固结的浆液通过钻孔注入岩土空隙或者建筑物的裂缝中，使被加固体物理力学性能改善的一种方法。浆液注入被加固体后以填充、参透、挤密等方式，挤出土体颗粒或岩石裂缝中的水分和空气后占据其位置，浆体凝结硬化后则将原来松散或者不密的土体胶结成一个整体，形成一个有较高强度、较好水稳定性及化学稳定性的结构物。