高等级公路处理路基下沉的几项具体措施

【摘要】随着交通线路越来越发达，交通运输也越来越发达，对运输所依赖的道路也要求越来越高，但高等级公路路基在自然环境的影响和汽车荷载的反复作用下就会出现一些常见的病害，引起路基的下沉或局部沉陷，影响交通运输中公路的正常使用。因此，分析高等级公路路基下沉的原因并采取相应的措施非常重要。

【关键字】高等级公路，路基下沉，措施分析

中图分类号： U213.1 文献标识码： A 文章编号：

一．前言

高等级公路路基由于工程完工或者施工时在自然环境影响和汽车荷载的作用下，会出现一些常见的路基病害，这些病害会使路基的下沉或者沉陷边坡坍塌，影响交通运输中公路的正常使用，会降低公路的评定等级。

二、高级公路路基下沉的类型及成因

由于高等级公路路基地质水文情况复杂，又暴露在野外环境中，路基的密度与自身固结都需要时间，在这段时间里，公路要经受常年重复荷载的作用。因此，在工程施工过程中和工程完工后由于车辆的超载会出现多种病害。并且很难处治。

1．高级公路路基由于压实度不够引起下沉。

公路路基等一些构造物和路的之间的衔接所用的材料不能够充分压实，达不到标准要求，这样一来路基就会逐步下沉。在高等公路的建设中，一般周期比较短，路基不能自然沉降，直接在新填筑的路基上面修路面，路面的表层基本都是含水量多的水泥混凝土路面，软基未加处治或处治不当的 ，软基上高填土路基是会逐步沉降的 ，路基的沉降也会反应到路面上。

2．公路的纵向裂缝。

路基填筑的时候路基不够宽，填至一定高度时经检查才发现填土不够宽或中线偏位，进行镶边时，又不按规范砌台阶和由下而上分层填筑碾压，造成工程竣工后镶边下沉，产生纵向裂缝。半填半挖路段的路基 ,在填砌交界处发现未按规范砌台阶进行分层填筑压实 ,也易产生纵向裂逢。路基压实不到位，致使产生纵向裂逢。

三、高等级公路处理路基下沉原因

我们来看一下导致高等级公路路基下沉的原因主要有哪些？首先我们要知道哪些因素与路基沉降有关，目前已知的因素主要有边坡高度、地基性质、路基压实、路基填料、水文状况、填料性质等，主要形成的原因如下：

1．工程地质的原因

工程地质状况不好、在泥沼之类的复杂地形填筑路基，由于泥沼软基丰富的地段,地表土壤密度很小的原因，土壤很容易被压缩变形，它的承载力又比较低，在这种土壤上面填筑路基，填料越多，自重越大，土壤就会发生压缩变形，将导致路基的开裂与沉降。路基填筑时，压实过程控制不严，导致施工后，路基填土部分出现变形，尤其是填土高度较大的路基，由于塑性、粘弹性变形不断增加，导致路面出现沉陷，同样影响道路的行车舒适性。

2．路基填料的原因

还有可能是路基的填料问题，填料中可能混进腐殖土、种植土、泥沼土等劣质土壤，这类土壤往往含有机物比较多，它的强度差，抗水性也非常不理想，这种土壤填充的路基会被重力压得变形，或者沉降，特别是膨胀土，这种土壤遇雨水膨胀的很厉害，风干的时候会变得干裂，影响路基的稳定性，用作填料的时候会非常不稳定，造成安全隐患。还有可能是对建筑路段地质资料不够完善，对存在暗沟或暗塘等影响路基长期稳定性地质结构不清楚，也会导致路基施工中出现沉陷和沉降等问题。

3．施工方面的原因

路基分层填筑时，未按压实工艺要求碾压或压实机具陈旧、功率低，路基的压实度不均匀或随意增加摊铺厚度。按规定的碾压遍数压实时，压实度达不到规范要求。当填筑到设计标高后，在重复荷载与填料自重作用下，经过自然沉降，必然产生累计沉降变形。还有可能是填土速度过快，对路基填土的临界高度认识不足，在接近路基填土的临界高度时没有加强路基沉降观测，导致软土地基强度接近临界状态，稍不注意，路基会出现承载力不足，导致基层失稳，出现沉陷或纵向开裂。

4．设计方面的原因

因条件限制。路线有时必须通过复杂山区。在施工之前，我们的设计按一般路基设计，未进行高路堤稳定性验算对路基作特殊设计，我们必须在施工图中对施工工艺、填料、设计沉降量做出特殊说明。还有可能是没有进行沉降观测或沉降观测控制不严，仅依赖于沉降计算的数据进行施工控制，因此，实际的沉降速度、沉降曲线、工后沉降的大小均没有严格的统计分析数据，导致施工结束后仍然有很大的沉降速度和沉降量，也会出现严重的路基变形，沉降或者下陷。

5．路基排水的原因

路基排水的任务是将路基工作区的土体基含水量降低到一定的范围。如果排水不够及时，土体含水量过大，排水不良会还会引起边坡坍塌、土质松软、堤身沉陷或滑动以及产生冻害等影响施工的危害。

高填路堤病害防治的根本目的在于：有效预防和最终根治路堤病害。对高填路堤病害有效预防和最终根治具有以下意义：首先，在高速公路建设中，当路线跨越深沟时。可采用高填路堤方案，加快我国的高速公路进山越岭步伐，使我国的公路建设跨上一个新的台阶：其次，公路跨越黄土地区各种冲沟，局部路段采用高填路堤方案与高架桥方案相比，降低造价，缩短工期，各项技术指标更加合理，使公路的修建创造更大的经济效益和社会效益；最后，加筋可以增加边坡的稳定性，使边坡可以适当变陡，从而减少高填土石方量和征地拆迁，以节约工程造价。进一步推动加筋路堤技术在我国多山地区高等级公路建设中的发展有极其重要的实际意义。

因此，为了更好地发挥高速公路的正常作用，保障交通的畅通，对高等级公路路基出现的严重病害，必须采取行之有效的处理办法，使路基处于良好的技术状态。下面我们来介绍几种行之有效的处理方法来解决路基沉降的问题。

四、高等级公路处理路基下沉解决措施

走在公路上，我们不难发现，有些路段已经下沉，但好一点的是，这些下陷的面积不会太大且不深，针对这种路况，重修当然是下策了，我们常用的方法是：换土复填法，说白了就是对症下药，只想塌陷路段及周边一部分给挖掉，然后我们要做的就是，找一些比较好的土去填充这块漏洞。这种方法应该很好掌握的，但这里我们也需要注意两点：一是回填时要步步为营，塌陷路段的挖补面积一定要大，最好是挖成自上至下的阶梯状，二是在填补时一定要夯实，而且最好比原来路基高出一点。

上述为大家讲述的方法处理一些受损状况轻的路段还是可以的，但对于高填路基的下沉就束手无策了，那么此时你可以考虑下近几年新兴的固化剂法，这种方法多用于“更换路基的填料要求比较苛刻且填补物料数量不大”的路段修补。作为一种特殊的建筑材料，根据其不同的物理性质和化学成分也可分成很多种类，包括他们的固化方法，单一从他们的形态上来看分为固态和液态两类，从他们的化学作用来看又可以分为主固化剂和助化剂。

石膏、水泥石固态固化剂的重要成分，高聚物如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或含有活性基因的有机化合物是助固化剂的主要组成成分。水玻璃是液态状固化剂主固化剂的主要组成成分，无机盐是助固化剂的主要成分，常见的有碳酸镁、碳酸钙等。在使用的时候，我们只需将前者与土壤混合，用于路段表层的固化。对于后者呢，我们可以用一些特殊的工艺将其注入到土壤中，使深层土壤固结。

现在为大家介绍第三种方法:粉喷法。我们在马路上常常也会遇到10m左右的塌陷路段，这时粉喷法就能够发挥作用了，简言其原理就是：我们一些机械将粉体强力喷入到地基身处后并与周围软土强力搅拌，说白了就是固化剂和软土之间的一系列的物理额化学反应，并形成刚度非常强的桩体，而且在这个过程中，桩围土壤的性质也会发生改善，这样就能够承载更大的负荷。

这种方法现在已经被广泛使用，但是我们在使用此法时一定要对土壤做详细的测验，待测出其含水量之后，认真计算固化剂掺入量、粉喷桩龄期以及桩径、桩距。

前期工作做完之后，我们要做的就是施工了，这里特别强调：一定要规范施工，钻机的就位、钻进、停钻这些工艺流程都是不叫复杂的，所以不可忽视。在追求施工速率的同时，我们要做的就是把握好粉喷的质量啦。由于粉喷柱处理软基是隐蔽工程，所以施工单位通常选择在晚上施工，这里我们要把“桩距、桩位、桩长”作为我们检测的标准。

最后为大家介绍下现在已经被大家广泛使用的灌浆法，近几年才兴起的液压、气压、电化学原理在这种方法中都有所体现。浆液想必大家都比较了解，由于其流动性，所以它可以渗透并填充石缝之间的空间，然后施工人可以根据需要，控制一定时间后，其浆液就会凝结成为一个“结石体”（不仅结构新，而且强度大）。

因为浆液扩散能力的大小与他的灌浆压力是有很大关系的，所以使用此法时我们必须事先做一些现场试验来了解路基的密实度、强度和应力、钻孔深度、灌浆位置，之后再根据所填充路基的形态和大小，决定灌浆压力的大小。

像我们知道的那样，我们选择水泥浆液需要根据实际的地质条件还有不同的灌浆压力进行选择。我们已经学习了很多关于水泥浆选择的条件，现在我就给大家说说水泥浆选择应注意的事项：当我们的选择的水泥浆压力需求不高的情况下，我们还要考虑路基的渗透性好不？如果水泥浆的渗透性比较好的情况下，一般中等浓度的水泥浆就能渗入路基土。但是仅仅渗入路基还是不够的，我们要根据灌浆量和浆液的渗透液的扩散程度的大小。

当浆压力逐渐增大的情况下，浆液的流动形式也将改变，将要从线性变化为紊流。这两种注浆的方式在社会生产中是比较常见的，我们在碎石路上，沙卵土芬上都是经常使用的，但是对于粘性土夯填就比较困难啦，因为粘性土的渗透性很小，所以你通过传统的渗入法，效果是很差的。当灌浆量增大到一定的程度时，灌浆水平面提高，将粘土分为很多不规则的小块，这样会导致块体之间形成脉状的裂缝，这时粘性土收到压缩就会形成另一种形式的岩石。这是一种复合型的岩石，可以提高建造公路的强度和刚度，这种方式的灌浆称为胀裂式灌浆。

现在大多数的粘性土类公路都采用胀裂式灌浆的方式，但是灌浆的压力我们一般控制在0.5-1.5mpa。对于大多数公路来说，我们采用渗入式灌注法，这时我们控制的压力在1.0-4.0mpa。

五、公路路基下沉解决方法的具体实施

1．最先了解一下关于布孔原则和方法

根据我们工程对于公路强度的要求，我们要根据灌浆特点以及路的形态，充分发挥灌浆孔的空间，增加他的效率。当然我们也一定要保证路基的强度在要求范围之内。我们布孔时也要考虑以上两个问题。假如我们要选择等距灌浆的话，我们一般采取梅花网布孔，中间孔浅，边缘比较深。孔距我们一般选择在20m作为标准。

2．钻机的选型对于公路也很重要

成孔的干法钻进在很多的厂家很常见，所以我们一般选择很多的小型浅孔。这样能够保证小型浅孔的进尺快，而且这样的设备需要的空间比较小，操作更加的简单，钻进的成本比较低，对于很多的公路是有效果的，尤其是对于碎石路基。

3．在下注时，浆花管也是很重要的

我们的浆花管对于你下注时，是很重要的，这关系到路基的好坏，所以在灌注的时候你千万不要半途将浆花抽出，因此好的浆花管对于提高路基的质量是很重要的，对于填路提边的稳定性也是很重要的。

4．工人灌浆施工的具体方法

我们在灌浆的施工过程中，我们考虑的最多的是灌浆压力、浆液浓度、灌浆量和灌浆次序。尤其重要的是浆液浓度对于渗入的程度影响也是很大的。这些因素就是工人们施工时最先考虑的。然而对于灌浆质量是灌浆压力来决定的，我们现在的工人对于这些问题都考虑的很清楚，所以对于灌浆压力的控制也是很精确的压力的如果过小的话，浆液的射流将达不到我们预期的射流范围。这样我们就达不到我们的效果，尤其对于大范围的灌注，我们要先做试验，来检测我们的计算结果，和实际情况的偏差。这样我们才能保证工程的质量和安全。

现在我们考虑一下灌浆次序，我们现在的灌浆顺序一般分为三次，我们设计好的灌浆顺序，首先我们要检验一下单孔注浆需要的数量，这也将成为我们的控制标准。然后，我们要对于路基进行加压灌注。结束时我们要看看终孔压力和单孔压力的双重控制标准。

六、结语

路基不稳定的因素有很多，我们只是从经常被人忽略的细节上做了路基下沉的原因阐述，对于其他的问题这里不做解释，所以广大工程技术人员应该综合考虑路基下沉因素，这样才会从根本上解决这一问题，才能让工程质量变得更安全更可靠。

参考文献：

[1]刘涛 章靖 张兴粉高填方路堤常见病害科技信息-2009年29期

[2]朱磊高填方路基沉降观测与分析山西建筑-2008年27期

[3]晋开颜 高填方路基下沉的原因与处理方法探讨林业建设-2007年5期