高填方路基沉降病害的成因分析及处理对策

李国利

摘 要：我国疆土辽阔，山川沟壑众多，在进行公路工程的建设过程中不可避免的会需要进行高填方施工作业。而高填方施工作业如若存在缺陷与隐患，则极易导致高填方路基产生沉降病害，影响公路的行驶舒适性与安全性，并且会对公路的使用耐久性产生直接影响。基于此，本文笔者结合自身多年的相关工作经验，对高填方路基产生沉降病害的成因进行了全面分析，并针对此类问题，着重探讨了常用的五种有效解决处理措施。旨在通过本文的分析与研究，能够为相关从业人员，提供一些可供参考与借鉴的内容。

关键词：高填方路基；沉降原因；解决措施

1 引言

当前，随着我国经济建设发展速度的稳步加快，以及汽车工业的高速发展与国民汽车保有率的显著提升，促使作为基础设施建设的公路工程建设项目呈现出逐年递增的趋势。而在进行公路工程建设过程中，如若高填方施工作业不当，极易出现沉降现象，尤其是发生不均匀沉降，不仅会导致路面出现开裂与沉降，影响路面的行驶质量，而且会大大降低公路的使用寿命。因而，对高填方路基沉降病害的成因及处理措施进行分析与研究，便成为现阶段路建工程中具有明显研究价值与意义的方面。

2 高填方路基沉降的原因分析

2.1 由勘测设计所导致的沉降

在公路工程高填方路基设计阶段，有些设计人员在未进行全面勘查的基础上，便完全套用以往的设计标准格式图，导致高填方路基未能得到精确化及规范化的设计，由此导致发生路基沉降的现象极为普遍。同时，部分设计人员在进行实际数据验算过程中，未能严格依照土质条件与采样试验结果真实反应实际，也会导致设计缺乏合理性。此外，若依照普通路基的设计方式来对应典型的高路堤横断面，则设计的偏差以及稳定性验算的缺失，都会导致断面尺寸缺乏合理性，导致路基出现变形、沉降的情况时有发生。

2.2 由工程地质因素所导致的沉降

在公路工程项目的设计前期，应对施工的路段区域进行全方位的地质勘查与土质采样试验，这其中涉及到水文地质、材料应用、取料、填筑以及其他工艺技术形式等多方面内容。同时，应对特殊的地质情况设定出特殊的设计方式，若未能依照流程与内容进行相应的勘察、采样以及特殊性设计，则会导致后期施工中路基发生明显的沉降现象。例如：在地质勘查发现工程地质情况不良或多为富水软土地基地段，则此位置处的土质便会相对松散，密实度较低的土质会因承载力的增加而出现变形现象，若未优先采取加固措施，那么路基沉降现象则无可避免。

通常情况下，软土颗粒间的有效应力增长速度与固结速度等较为缓慢，由此也导致上层路基变形稳定速度放缓。同时，当路基填方较高时，地基发生沉降较大，且沉降稳定时间则越长。并且，高填方路基的基底宽度会存在较大的变化范围，当处于山坡位置時，迎风坡与背风坡之间的地表土会出现显著的密实度差异性，若土质沉积年代短则固结性与密实度较差，在承载力偏高时，便会出现路基沉降现象。

2.3 由施工不善所导致的沉降

首先，若所选用的路基土质填料差，则会导致路基出现变形的几率显著提升。路基填料土中混含着腐殖土、泥沼土以及种植土等，由于此类土质的有机物丰富、强度低、抗水量差，因而出现路基变形或沉降现象明显；其次，若在施工中未能严格依照流程与设计要求标准，也会导致路基出现变形或沉降现象。即在实际施工中，随意更改铺筑厚度，压实作业不规范或压实强度不均匀等，都会造成高填方路基的沉降或变形现象；最后，公路工程项目涉及内容较多，若施工队伍中存在人员综合素质偏低，则会因专业知识与技能水平不足而导致施工质量出现差异性；若施工管理力度不足，则施工中便会出现流程不清晰，操作不规范等情况，这也会导致高填方路基出现质量问题。

3 高填方路基沉降问题的处理措施

3.1 换土复填法

当填筑土质存在问题，且填筑面积偏小，填筑深度较浅时，可采用换土复填法来有效减少后期出现的路基沉降问题。此种方法在应用中，是将土质存在问题的部分或已出现病害的部分实施挖除作业，然后依照施工设计要求，更换上符合设计标准的土质。通常情况下，在换土复填法中多应用具备较好级配的砂砾土，且塑性指数符合规范标准的亚黏土为宜。同时，在进行回填施工作业时，挖补面积应相对偏大，并呈现出阶梯状，随后，依照自下而上的回填施工顺序，进行逐层坡筑，碾压密实。并且，应确保压实度应比原路基的压实度偏高1～2个百分点。

3.2 固化剂法

在进行高填方路基沉降问题的处理过程中，若填筑材料受限且填筑量偏小时，可通过固化剂法来改善高填方路基的变形或沉降现象。此种方法是在原有填料中进行固化剂的添加，以此使沉降位置处的土质密实度和承载力符合施工设计标准。但固化剂因其物理性质与化学成分的不同，构成了不同性质与类别的固化方法，因此在应用中应酌情选取。依照固化剂形态，可将其划分成固态与液态两种，但从化学构成角度分析，则又可将其划分成主固化剂与助固化剂两类。其中，常见的固体粉状固化剂中以石灰、石膏以及水泥为主，液态主固化剂以水玻璃为主，而助固化剂则多采用无机盐类成分，如碳酸钙与碳酸镁等。

3.3 布设土工格栅法

当高填方路基变形或沉降相对较弱，或仅在公路路面上存在纵向开裂现象，且经过特定时间观测后，该路段的地基沉降已经逐步稳定，此时便可采用土工格栅布设的方式来解决此类问题。其实际施工内容为：在出现纵向开裂路段以开裂位置为界限，分别在其两侧进行宽度约为1.0m～2.0m的路面切除，并在土工格栅铺设后，进行钢钉的加固，随后再对此位置进行沥青的重新铺设。

3.4 灌浆法

当高填方路基沉降较为严重时，应采用灌浆法对发生沉降的问题进行解决。此种方法是通过液压、气压以及电化学原理，在下沉路基位置处进行钻孔作业，并确保钻孔深度超出薄弱层。随后，将浆液经由注浆管注入到地层之内，使浆液通过填充和挤压的方式灌注进填料孔隙，使原来因松散的土质以及发生裂隙的部分通过浆液的胶结作用形成一个整体，由此促进路基形成一个较为完整的、稳定的固结体。在此过程中，应针对实际土质情况，进行浆液扩散能力与灌浆压力的控制。通常情况下，在对碎石土或砂砾土填料的路基，其灌浆压力一般控制在0.5MPa～1.2MPa之间，而采用黏性土所填筑的路基，因其渗透性较差，则应相应的提升注浆压力，通常以1.5MPa～4.0MPa为宜。

3.5 粉喷桩法

当高填方路基沉降高度≤10cm时，通常会应用粉喷桩法进行沉降问题的处理。此种加固技术是利用专业机械，将粉体固化剂于地基较深位置处与软土进行强制性搅拌，使原软土地基位置处发生物理化学反应，并生成强度与刚度较大的桩体，以此起到加固土质的作用，或促进桩周土体性质得以改善。而后，桩体与桩周土体作用后形成复合型地基，共同承受来自外界的压力荷载。应用粉喷桩法应注意，对路基病害的原因要进行深入调查，施工时要严格掌控固化剂用量，确保混合料搅拌均匀。

4 结语

综上所述，高填方路基由于水文土质、设计标准以及施工工艺技术等方面的因素，致使出现变形或沉降的现象较为普遍，虽然有效改善或解决高填方路基沉降的措施众多，但仍要依照路基下沉的程度、面积以及是否具有填料限制等情况，进行有针对性的高填方路基处理措施的选取。唯有如此，才能在切实解决路基沉降问题的基础上，避免投入成本的无端增多，也才能确保工程收益的相应提升。

参考文献：

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[2] 聂武军，王瑞，刘润星.高填方路基沉降原因分析[J].内蒙古公路与运输，2007（6）：36～38.