高填方路基沉降病害的成因分析及處理對策

李國利

摘 要：我國疆土遼闊，山川溝壑眾多，在進行公路工程的建設過程中不可避免的會需要進行高填方施工作業。而高填方施工作業如若存在缺陷與隱患，則極易導致高填方路基產生沉降病害，影響公路的行駛舒適性與安全性，并且會對公路的使用耐久性產生直接影響。基于此，本文筆者結合自身多年的相關工作經驗，對高填方路基產生沉降病害的成因進行了全面分析，并針對此類問題，著重探討了常用的五種有效解決處理措施。旨在通過本文的分析與研究，能夠為相關從業人員，提供一些可供參考與借鑒的內容。

關鍵詞：高填方路基；沉降原因；解決措施

1 引言

當前，隨著我國經濟建設發展速度的穩步加快，以及汽車工業的高速發展與國民汽車保有率的顯著提升，促使作為基礎設施建設的公路工程建設項目呈現出逐年遞增的趨勢。而在進行公路工程建設過程中，如若高填方施工作業不當，極易出現沉降現象，尤其是發生不均勻沉降，不僅會導致路面出現開裂與沉降，影響路面的行駛質量，而且會大大降低公路的使用壽命。因而，對高填方路基沉降病害的成因及處理措施進行分析與研究，便成為現階段路建工程中具有明顯研究價值與意義的方面。

2 高填方路基沉降的原因分析

2.1 由勘測設計所導致的沉降

在公路工程高填方路基設計階段，有些設計人員在未進行全面勘查的基礎上，便完全套用以往的設計標準格式圖，導致高填方路基未能得到精確化及規范化的設計，由此導致發生路基沉降的現象極為普遍。同時，部分設計人員在進行實際數據驗算過程中，未能嚴格依照土質條件與采樣試驗結果真實反應實際，也會導致設計缺乏合理性。此外，若依照普通路基的設計方式來對應典型的高路堤橫斷面，則設計的偏差以及穩定性驗算的缺失，都會導致斷面尺寸缺乏合理性，導致路基出現變形、沉降的情況時有發生。

2.2 由工程地質因素所導致的沉降

在公路工程項目的設計前期，應對施工的路段區域進行全方位的地質勘查與土質采樣試驗，這其中涉及到水文地質、材料應用、取料、填筑以及其他工藝技術形式等多方面內容。同時，應對特殊的地質情況設定出特殊的設計方式，若未能依照流程與內容進行相應的勘察、采樣以及特殊性設計，則會導致后期施工中路基發生明顯的沉降現象。例如：在地質勘查發現工程地質情況不良或多為富水軟土地基地段，則此位置處的土質便會相對松散，密實度較低的土質會因承載力的增加而出現變形現象，若未優先采取加固措施，那么路基沉降現象則無可避免。

通常情況下，軟土顆粒間的有效應力增長速度與固結速度等較為緩慢，由此也導致上層路基變形穩定速度放緩。同時，當路基填方較高時，地基發生沉降較大，且沉降穩定時間則越長。并且，高填方路基的基底寬度會存在較大的變化范圍，當處于山坡位置時，迎風坡與背風坡之間的地表土會出現顯著的密實度差異性，若土質沉積年代短則固結性與密實度較差，在承載力偏高時，便會出現路基沉降現象。

2.3 由施工不善所導致的沉降

首先，若所選用的路基土質填料差，則會導致路基出現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，由于此類土質的有機物豐富、強度低、抗水量差，因而出現路基變形或沉降現象明顯；其次，若在施工中未能嚴格依照流程與設計要求標準，也會導致路基出現變形或沉降現象。即在實際施工中，隨意更改鋪筑厚度，壓實作業不規范或壓實強度不均勻等，都會造成高填方路基的沉降或變形現象；最后，公路工程項目涉及內容較多，若施工隊伍中存在人員綜合素質偏低，則會因專業知識與技能水平不足而導致施工質量出現差異性；若施工管理力度不足，則施工中便會出現流程不清晰，操作不規范等情況，這也會導致高填方路基出現質量問題。

3 高填方路基沉降問題的處理措施

3.1 換土復填法

當填筑土質存在問題，且填筑面積偏小，填筑深度較淺時，可采用換土復填法來有效減少后期出現的路基沉降問題。此種方法在應用中，是將土質存在問題的部分或已出現病害的部分實施挖除作業，然后依照施工設計要求，更換上符合設計標準的土質。通常情況下，在換土復填法中多應用具備較好級配的砂礫土，且塑性指數符合規范標準的亞黏土為宜。同時，在進行回填施工作業時，挖補面積應相對偏大，并呈現出階梯狀，隨后，依照自下而上的回填施工順序，進行逐層坡筑，碾壓密實。并且，應確保壓實度應比原路基的壓實度偏高1～2個百分點。

3.2 固化劑法

在進行高填方路基沉降問題的處理過程中，若填筑材料受限且填筑量偏小時，可通過固化劑法來改善高填方路基的變形或沉降現象。此種方法是在原有填料中進行固化劑的添加，以此使沉降位置處的土質密實度和承載力符合施工設計標準。但固化劑因其物理性質與化學成分的不同，構成了不同性質與類別的固化方法，因此在應用中應酌情選取。依照固化劑形態，可將其劃分成固態與液態兩種，但從化學構成角度分析，則又可將其劃分成主固化劑與助固化劑兩類。其中，常見的固體粉狀固化劑中以石灰、石膏以及水泥為主，液態主固化劑以水玻璃為主，而助固化劑則多采用無機鹽類成分，如碳酸鈣與碳酸鎂等。

3.3 布設土工格柵法

當高填方路基變形或沉降相對較弱，或僅在公路路面上存在縱向開裂現象，且經過特定時間觀測后，該路段的地基沉降已經逐步穩定，此時便可采用土工格柵布設的方式來解決此類問題。其實際施工內容為：在出現縱向開裂路段以開裂位置為界限，分別在其兩側進行寬度約為1.0m～2.0m的路面切除，并在土工格柵鋪設后，進行鋼釘的加固，隨后再對此位置進行瀝青的重新鋪設。

3.4 灌漿法

當高填方路基沉降較為嚴重時，應采用灌漿法對發生沉降的問題進行解決。此種方法是通過液壓、氣壓以及電化學原理，在下沉路基位置處進行鉆孔作業，并確保鉆孔深度超出薄弱層。隨后，將漿液經由注漿管注入到地層之內，使漿液通過填充和擠壓的方式灌注進填料孔隙，使原來因松散的土質以及發生裂隙的部分通過漿液的膠結作用形成一個整體，由此促進路基形成一個較為完整的、穩定的固結體。在此過程中，應針對實際土質情況，進行漿液擴散能力與灌漿壓力的控制。通常情況下，在對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，則應相應的提升注漿壓力，通常以1.5MPa～4.0MPa為宜。

3.5 粉噴樁法

當高填方路基沉降高度≤10cm時，通常會應用粉噴樁法進行沉降問題的處理。此種加固技術是利用專業機械，將粉體固化劑于地基較深位置處與軟土進行強制性攪拌，使原軟土地基位置處發生物理化學反應，并生成強度與剛度較大的樁體，以此起到加固土質的作用，或促進樁周土體性質得以改善。而后，樁體與樁周土體作用后形成復合型地基，共同承受來自外界的壓力荷載。應用粉噴樁法應注意，對路基病害的原因要進行深入調查，施工時要嚴格掌控固化劑用量，確保混合料攪拌均勻。

4 結語

綜上所述，高填方路基由于水文土質、設計標準以及施工工藝技術等方面的因素，致使出現變形或沉降的現象較為普遍，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，進行有針對性的高填方路基處理措施的選取。唯有如此，才能在切實解決路基沉降問題的基礎上，避免投入成本的無端增多，也才能確保工程收益的相應提升。

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