高填方路堤病害整治技術(shù)
高填路堤由于施工和工程完工后在自然環(huán)境影響和汽車重復(fù)荷載作用下，出現(xiàn)一些路基病害，引起路基的整體下沉、局部沉陷、邊坡坍塌，影響了公路的正常使用。因此，為了更好地發(fā)揮公路的正常作用，對(duì)高填路堤出現(xiàn)的嚴(yán)重病害，必須采取行之有效的處理辦法，使路基處于良好的工作狀態(tài)，在此介紹幾種常見的處治措施，以供處理路基病害時(shí)參考。
一、換土復(fù)填法
因填筑土質(zhì)不符合要求，路基出現(xiàn)下沉但面積不大且深度較淺，采用換土復(fù)填方法，簡(jiǎn)便快捷。此法是將原路基出現(xiàn)病害部分的土挖去，更換符合規(guī)范要求的土。一般采用級(jí)配較好的砂礫土，塑性指數(shù)滿足規(guī)范要求的亞粘土為宜。回填時(shí)，挖補(bǔ)面積要擴(kuò)大，且逐層挖成臺(tái)階狀，由下往上，逐層填筑，碾壓密實(shí)，壓實(shí)度要求高出原路基壓實(shí)度1-2個(gè)百分點(diǎn)為宜。這種方法是只要掌握好路基的填筑方法即可，沒有復(fù)雜的技術(shù)要求。
二、固化劑法
處理高填路堤的下沉?xí)r，如果更換路基填料受到限制，且填筑料數(shù)量不大時(shí)，可在原填料中摻入固化劑處理路基病害。這種方法在我國(guó)部分省市已有應(yīng)用的先例，實(shí)踐證明，效果較好。固化劑作為一種特殊的建筑材料，其不同的物理性質(zhì)和化學(xué)組成成分決定了不同的類別、特點(diǎn)和固化方法。路用材料固化劑從形態(tài)上看，可分為固態(tài)和液態(tài)兩大類；從化學(xué)構(gòu)成上看，可分為主固化劑和助固化劑兩大部分。其中，固體粉狀固化劑中主固化劑以石灰、石膏、水泥為主，助固化劑采用高聚物如聚丙烯酚氨、聚丙烯酸或含有活性基的有機(jī)化合物；液態(tài)固化劑中主固化劑多采用水玻璃，助固化劑則采用各種無機(jī)鹽如碳酸鎂、碳酸鈣等。前者與土混合分層碾壓密實(shí)即可，適合于表層或淺層土的固化；后者使用時(shí)，采用特殊工藝將漿液注入土中使土固結(jié)，適合于深層土的固結(jié)。
目前，固化劑的種類很多，在道路工程中使用時(shí)，可根據(jù)路用土的種類與固化劑的成分、類型選用。其各種固化劑的性能與使用方法可參照有關(guān)資料。
三、粉噴樁法
處理l0rn以內(nèi)路基下沉病害時(shí)，采用粉噴樁加固技術(shù)是較為理想的一種方法。粉噴樁處理軟基土是通過專門的機(jī)械將粉體固化劑噴出后在地基深處就地與軟土強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間新發(fā)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，在原地基中形成強(qiáng)度與剛度較大的樁體，同時(shí)也使樁周土體性質(zhì)得到改善，樁體與樁間土體形成復(fù)合地基共同承擔(dān)外荷載。
使用粉噴樁加固路基應(yīng)認(rèn)真調(diào)查路基病害的情況，認(rèn)真做好粉噴樁施工的設(shè)計(jì)(樁徑、樁距、固化劑摻入量、樁身強(qiáng)度等)，施工中要嚴(yán)格掌握固化劑摻入量、粉噴樁齡期、土樣含水量、混合料攪拌的均勻性。著重抓好施工中的以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：
1．嚴(yán)格按粉噴樁施工規(guī)范施工，嚴(yán)格掌握鉆機(jī)的就位、鉆進(jìn)、停鉆、提升、停噴、重復(fù)的工藝流程。
2．做好粉噴樁的質(zhì)量控制。粉噴樁處理軟基屬隱蔽工程，通常是晝夜連續(xù)施工，必須做好粉噴樁的質(zhì)量控制，內(nèi)容包括樁距、樁位檢查，逐樁控制噴粉量、樁長(zhǎng)等。
四、灌漿法
灌漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管將漿液均勻地注入地層中，漿液以充填、滲透和擠密等方式占據(jù)土粒間或巖石裂縫中的空間，經(jīng)人工控制一定時(shí)間后，漿液將原來松散的土�；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能高和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)合體”。灌漿法已在我國(guó)煤炭、水電、冶金、建筑、交通和鐵道等部門被廣泛使用，并取得了良好的效果。
高填路堤是山區(qū)高速公路的一大特點(diǎn)，而填料多取自于路基附近的挖方段，常以碎石土為主。由于受多種因素的影響，高填方路堤路基邊緣的壓實(shí)度往往難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，隨時(shí)間的增長(zhǎng)勢(shì)必影響路基的穩(wěn)定性，繼而影響行車安全。用灌漿法使水泥漿液在適當(dāng)壓力下充分填充于路基孔隙，形成新的結(jié)石體，這對(duì)于提高路基的強(qiáng)度將起到良好的作用。
由于漿液的擴(kuò)散能力與灌漿壓力的大小密切相關(guān)，對(duì)不同填料及形態(tài)的路基采用多大壓力灌漿，主要取決于路基的密實(shí)度、強(qiáng)度和初始應(yīng)力、鉆孔深度、灌漿位置及灌漿順序等因素。而這些因素又難以準(zhǔn)確預(yù)知，故必須通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來確定。水泥漿液在不同地質(zhì)條件和不同灌漿壓力條件下，在地下流動(dòng)的形式不同。當(dāng)灌漿壓力較低時(shí)，路基填料滲透性較好，水泥漿在中等濃度的情況下以滲流的方式滲入路基土的孔隙，這時(shí)認(rèn)為路基原結(jié)構(gòu)未受擾動(dòng)和破壞，灌漿量及漿液擴(kuò)散半徑常用線性滲流理論求解。當(dāng)壓力逐漸加大，其它條件不變時(shí)，漿液的流動(dòng)由線性轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪�。在紊流條件下的灌漿量與漿液擴(kuò)散半徑常用紊流理論求解。上述兩種情況總稱為滲流注漿法，適用于碎石土、砂卵土夯填的路基。對(duì)于粘性土夯填的路基由于其滲透性很小，通過滲入灌漿法難以奏效。當(dāng)灌漿壓力提高到一定程度時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)單位時(shí)間注漿量明顯上升，實(shí)際上粘性土路基已在注漿孔周圍發(fā)生徑向劈裂，漿液沿裂隙流入土體，并將土體切割成不規(guī)則的塊體，在塊體之間形成互相穿插的脈狀水泥結(jié)合，粘性土又受到充填漿液時(shí)的壓縮，形成一種復(fù)合型巖土，從而提高了路基的強(qiáng)度和剛度。這種方式稱為劈開式或脹裂式灌漿。
用滲入式灌注碎石路基，灌注壓力可由小到大，壓力控制在0.5-1.5MPa即可。粘性土類路基適宜采用劈裂法，常用注漿壓力范圍為1.0-4.0MPa。
公路灌漿法施工程序?yàn)椋翰伎?rarr;成孔→注漿三個(gè)階段。
1．布孔原則與方法
根據(jù)路基的強(qiáng)度要求，結(jié)合固結(jié)灌漿的特點(diǎn)、路基形態(tài)等因素考慮。遵循既要充分發(fā)揮灌漿孔的效率，又能保證漿液留在路基有效范圍以內(nèi)的原則，布孔時(shí)應(yīng)視路基實(shí)際情況而定。若全幅灌漿，應(yīng)采用等距離梅花方格網(wǎng)布孔，中間孔淺，邊緣孔較深，孔間距以2.0m為宜。
2．成孔鉆機(jī)選型
成孔必須是干法鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)絕對(duì)不允許加水。因此應(yīng)盡量選用小型潛孔鉆成孔較好，其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)尺快、易搬動(dòng)、操作簡(jiǎn)單，鉆進(jìn)成本低。尤其對(duì)碎石類路基其效果更為顯著，宜廣泛推廣。
3．下注漿花管
注漿花管應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)鉆孔的孔徑與孔深而定，應(yīng)根據(jù)簡(jiǎn)單易行的方法選用。一般來說，注漿結(jié)束后注漿花管很難拔出，如果強(qiáng)行拔出則會(huì)破壞路基。因此，注漿結(jié)束后將注漿花管作為非預(yù)應(yīng)力錨桿留在路基內(nèi)，可以起到管架的作用，對(duì)于提高路基強(qiáng)度有很大好處。尤其對(duì)高填路堤邊坡穩(wěn)定效果更佳。
4．灌漿施工的方法
灌漿施工主要包括灌漿壓力、漿液濃度、灌漿順序等內(nèi)容。如何選擇和控制灌漿壓力和漿液濃度等因素，是灌漿施工中首先要解決的問題。灌漿壓力是保證灌漿質(zhì)量的重要因素之一。如果壓力過小，漿液射流達(dá)不到預(yù)計(jì)范圍內(nèi)，擴(kuò)散半徑小，易形成空白區(qū)；如果壓力過大，則會(huì)破壞路基原結(jié)構(gòu)，抬升路面或沖垮邊坡，還會(huì)使?jié){液沿路基薄弱部位沖出路基，達(dá)不到灌漿的目的。因此，在大范圍灌注前應(yīng)先做試驗(yàn)，根據(jù)注漿段的路基類型結(jié)合單孔注漿量選擇適宜的注漿壓力。漿液濃度通常以水灰比(重量比)1：1較為合適。在密實(shí)度較好的粘土路基中，可適當(dāng)增大水量，使稀漿更易充分進(jìn)入粘土路基中。
灌漿順序是指灌漿孔的受注順序。一般以三次灌注為好，事前應(yīng)根據(jù)灌漿孔平面圖設(shè)計(jì)好灌漿順序。第Ⅰ、Ⅱ灌次孔以單孔注漿量為控制標(biāo)準(zhǔn)，第Ⅲ灌次為加壓灌注。灌漿結(jié)束應(yīng)以設(shè)計(jì)的終孔壓力和平均單孔注漿量為雙重控制標(biāo)準(zhǔn)。
單孔灌注量=排距×孔距×孔深×路基孔隙率。路基孔隙率依路基壓實(shí)度確定。
