萬朝暉


摘要：高填方路基相對一般路基而言，具有填筑高度大，填筑難度大，填筑斷面面積大，路堤本身累積沉降大等特點。討論高填方路基快速施工方法，有效減小路基沉降并消除其所帶來的危害是公路建設領域的一個重要課題，其研究意義重大。
關鍵詞：路基  施工 沉降

1高填方路基常用處理方法
1.1排水固結法
在軟土地基中設置水平方向的排水系統或在豎向設立排水系統,如袋裝砂井、插置塑料排水板，普通砂井或者利用天然地基土層本身的透水性，在加壓系統的作用下使地基產生固結沉降使上體強度增長，提高地基承載力，并能有效減小工后沉降。預壓排水法只適用于加固液限較低的淤泥類軟土。在預壓排水過程中，從土層孔隙中排出的水主要是自由水，因為當土體中的含水量低于液限時，孔隙中的水主要由結合水組成。所以，當土體中的孔隙水降至其含水量接近液限后，孔隙中的水不易繼續排出，即使在增加填土的高度或延長預壓時間，排出的水量也不會有較大增加。
1.2強夯法
     這種方法適用于多種土性地基，如砂土、碎石土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土和素填土等，具有經濟易行、效果明顯、節約三材等優點。由于軟粘土含水量高，滲透性差，其固結壓密過程與強度恢復過程也要比其他土體慢的多，在受到強烈沖擊時，不能迅速排水，導致孔隙水壓力消散慢，上升快，使坑周土體強度降低，甚至液化。因此，一般認為軟粘土地基不宜采用強夯法。
1.3深層攪拌法
     深層攪拌法是利用水泥或水泥漿作為固結劑，通過特制深層攪拌機械的傳運，在地基深部就地把軟上與固結劑強制拌和，使其具有較好水穩性，整體性，完全滿足強度要求的加固土體。這些加固土體與天然地基形成復合地基，共同承擔上部荷載。此法主要適用于淤泥質土和含水量較高等軟土地基。
1.4振沖置換法
   這種方法的原理是通過一個產生水平向振動的管狀設備在高壓水流下邊振邊沖，在軟弱粘性土地基中成孔，再在孔內填入碎石等堅硬材料制成樁體，使得樁體與原來的粘性土地基構成復合地基，以提高地基承載力，減小變形。這種方法也主要適用于軟粘土地基，碎石樁與周圍軟粘土共同組成復合地基，大部分荷載將由碎石樁所承擔。碎石樁承受荷載后產生徑向變形，并引起周圍粘性土產生被動抗力。
1.5石灰樁法
     通過機械或人工成孔，在軟弱地基中填入生石灰摻合料或生石灰塊，利用石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用改善樁周土的物理力學性質，并形成堅實的石灰樁復合地基。從而提高原有地基強度，減小沉降。這種方法主要適用于雜填土、軟粘土地基。
1.6灌漿法
灌漿法是指利用氣壓、液壓或電化學原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中以填充、滲透和擠密等方式趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣。經一定時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個強度高、結構新、防水性能好和化學穩定性好的“結石體”此法適用于土粒徑小于0.01 mm的粉質粘土、粘性.土、淤泥質土。
1.7 高壓噴射注漿法
     高壓噴射注漿法是在灌漿法的基礎上，采用高壓噴射技術而發展起來的一項新的地基處理技術。用工程鉆機鉆至預定深度后，通過安裝在鉆桿桿端的特殊噴嘴，向周圍土體噴射粒狀漿材，同時鉆桿以一定的速度徐徐提升，高壓射流會破壞周圍的土體結構并與漿液混合，在地基中硬化成一個固結體。
2高填方路基填筑施工
2.1合理布土
合理安排稀疏密度和布土位置，提高填筑速度，實現快速施工。運土車輛到達填筑現場后，前后成行等距離布土。此外，布土時應根據壓實機械的有效壓實厚度來計算單位填筑長度內的卸車數量。在攤鋪過程中要根據土質及碾壓機械等實際情況確定合適的虛鋪系數，均勻攤鋪填土。在快速施工過程中，應適當減小分層填筑厚度，從而提高壓實質量，每層填筑厚度一般為30cm。
2.2壓實
振動壓實、沖壓補強，采用40T振動式壓路機震動碾壓。首遍輕震穩壓之后進行沖壓補強施工，以提高填土壓實質量，均勻填土的壓實程度，加速填土的固結變形，以提高地基承載力。
2.3路基上層穩定處理
當路基分層填筑至路床以下60~80cm深度時，要用石灰或水泥對上層填料進行穩定處理，在路基上層形成80cm厚的石灰穩定碎礫石土層。該穩定土層能避免預制構件施工期間，施工荷載對路基上層的擾動及預制構件養護用水和雨水的沖刷滲透對路基的破壞。
2.4邊坡防護
高填方路基邊坡坡面暴露面積大，雨水沖刷和侵蝕常使坡面發生變形、滑坍和沉降等破壞。一般情況下，坡面防護多與整個道路主題工程施工同步進行，路面基層和面層的施工一般也在土基施工完成后及時進行，以縮短坡面裸露時間，減少由于雨水沖刷、下滲等造成水損害的程度。
3高填路基差異沉降模式分析
3.1路基填方壓實度不足
路基施工前期，大型壓實機械無法使用，只能人工進行壓實或采取小型壓實機械，導致高填路基底部壓實度不足，而壓實度不足或壓實度不均勻易導致高填方路基出現過大的差異沉降，危害路基使用性能。像山區高速公路中的“雞爪溝”地形。涵洞等構造物附近，為避免因強夯壓實影響構造物穩定性，取消強夯等補強措施，往往因壓實度不均勻而形成差異沉降。此外，施工過程中遇雨天時，路基積水嚴重，無法自行排出，使填土軟化，壓實作用不明顯，使填土強度降低。
3.2路基剛度差異過大
橋頭與路基交接處、橫向半填半挖處、縱向填挖交接處和涵洞等構造物處，由于路基剛度相差過大，在路面動荷載等綜合作用下，會引起明顯的差異沉降，導致路面裂縫等病害。涵洞通常為混凝土結構，剛度大，涵洞兩側路基剛度則很小，往往要設計一定長度的過渡段，否則易引起過大差異沉降。
3.3填筑物成分不均勻
山區高速公路施工過程中，填筑物常常是開挖路塹、隧道產生的棄方。這些物質成分差異較大、級配也相差很遠，特別是有的回填物具有膨脹性，在路基排水系統局部失效后，水的滲入會使路面產生脹起，影響行車舒適度，嚴重的會使路面破壞。在荷載的長期作用下，回填物質會產生不協調沉降變形。柔性路面會產生局部沉陷，剛性路面可能產生紋裂或局部沉陷。
3.4施工機械與碾壓工藝方面的原因
在高填方路基填土的施工過程中，應按要求配備相應的整平、碾壓機具，并按規范進行操作。若未按要求的壓實工藝進行碾壓，填土的壓實強度不均勻，壓實度達不到規定要求，將會導致路基產生較大的沉降變形。
4路基沉降的控制措施
1）定期觀測路基施工期間的沉降量，在軟土地基段設置沉降標志，保證沉降觀測的精度頻率和指標，繪制沉降曲線，分析路基沉降及穩定情況。
2）加快軟土地基工程施工，確保路基有足夠的沉降預壓期。對于采用超載或等載預壓的路段，預壓期必須大于6個月，橋頭至少預壓3個月。
3）存在軟土地基的橋頭30m范圍內建議設計粉噴樁，采用粉噴樁的路段，必須嚴格控制粉噴樁的施工質量。粉噴樁打入持力層后要進行超載1m、預壓3個月處理，盡可能減少橋頭沉降差，消除或減緩橋頭跳車現象。
4）嚴格控制粉噴樁每延米水泥用量，所有粉噴樁都必須復攪，并嚴格控制復攪深度及質量；加強成樁后質量檢測，進行單樁靜載試驗鉆孔芯試驗以檢驗樁身的質量。并進行水泥總量控制。此外，應對所有軟土段采用靜力觸探方法測定，確保所有的粉噴樁都必須打入硬土層50cm以上。
5結語
總之，國內高填方路基工程分析研究工作已有了很大的進展，但仍有很多實際工程問題有待于解決，需要將理論研究與實際的施工結合才能真正解決高填方路基的沉降問題。
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