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?；靥顣r，挖補面積要擴大，且逐層挖成臺階狀，由下往上，逐層填筑，碾壓密實，壓實度要求高出原路基壓實度1-2個百分點為宜。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，可在原填料中摻入固化劑處理路基病害。這種方法在我國部分省市已有應(yīng)用的先例，實踐證明，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鹽如碳酸鎂、碳酸鈣等。前者與土混合分層碾壓密實即可，適合于表層或淺層土的固化；后者使用時，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，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，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械將粉體固化劑噴出后在地基深處就地與軟土強制攪拌，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)，在原地基中形成強度與剛度較大的樁體，同時也使樁周土體性質(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(樁徑、樁距、固化劑摻入量、樁身強度等)，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)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、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，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度往往難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，隨時間的增長勢必影響路基的穩(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，這對于提高路基的強度將起到良好的作用。
由于漿液的擴散能力與灌漿壓力的大小密切相關(guān)，對不同填料及形態(tài)的路基采用多大壓力灌漿，主要取決于路基的密實度、強度和初始應(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)場試驗來確定。水泥漿液在不同地質(zhì)條件和不同灌漿壓力條件下，在地下流動的形式不同。當(dāng)灌漿壓力較低時，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，這時認(rèn)為路基原結(jié)構(gòu)未受擾動和破壞，灌漿量及漿液擴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，漿液的流動由線性轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。在紊流條件下的灌漿量與漿液擴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，會發(fā)現(xiàn)單位時間注漿量明顯上升，實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的壓縮，形成一種復(fù)合型巖土，從而提高了路基的強度和剛度。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為：布孔→成孔→注漿三個階段。
1．布孔原則與方法
根據(jù)路基的強度要求，結(jié)合固結(jié)灌漿的特點、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，布孔時應(yīng)視路基實際情況而定。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．成孔鉆機選型
成孔必須是干法鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時絕對不允許加水。因此應(yīng)盡量選用小型潛孔鉆成孔較好，其優(yōu)點是進(jìn)尺快、易搬動、操作簡單，鉆進(jìn)成本低。尤其對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)鉆機鉆孔的孔徑與孔深而定，應(yīng)根據(jù)簡單易行的方法選用。一般來說，注漿結(jié)束后注漿花管很難拔出，如果強行拔出則會破壞路基。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，對于提高路基強度有很大好處。尤其對高填路堤邊坡穩(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)計范圍內(nèi)，擴散半徑小，易形成空白區(qū)；如果壓力過大，則會破壞路基原結(jié)構(gòu)，抬升路面或沖垮邊坡，還會使?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，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度確定。