高填方路基沉降处理及裂缝控制

高填方路基沉降处理及裂缝控制

刘敏

刘敏

黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司

摘要：我国幅员辽阔，不同地域在土质上存在较大差异，即便是利用同一种方法建设高速公路，也会遇到不同的问题。路基工程建设中存在多种质量通病，突出表现为高填方路基沉降变形。路基压实度较差以及路基坡度上存在的偏差都会导致高填方路基出现沉降变形，加之受到施工技术以及地质条件的影响，路基长期无法改善不均匀沉降问题。为此，我们结合实际工程对高填方路基沉降处理以及裂缝控制进行分析。

关键词：高填方路基；沉降处理；裂缝控制

从高填方路基沉降来说，其自然沉降有规律可循，并不是完全随意的。可结合先进技术与理论知识总结沉陷规律，制定最合适的处理措施，这是有效控制裂缝的重要前提。如何处理高填方路基沉降以及控制裂缝，始终是建筑行业研究的重点问题，因此，需要结合沉降现状以及沉降原因客观总结沉降规律，降低裂缝发生的概率。这不仅对现有工程裂缝问题的改善有积极意义，也为后续高速公路建设发展提供借鉴，提升高速公路建设质量与建设速度。

一、项目概况

某工程填方高度11m，桥台结构型式为灌注桩基础薄壁台，全桥合拢时间为2001年7月29日。为保证桥台稳定，在全桥合拢后开始台背回填，9月15日完成路面底基层、基层和沥青砼路面施工，完成后不久于10月5日发现路面横向裂缝。2002年3月7日发现两道横向裂缝，两缝间距5m，其中第一道裂缝宽达30mm，并有35mm错台，台背沉降260mm。3-4月沉降观测月均下沉22mm，属垂直位移，未发现水平位移。为确保路基稳定，按期交工，采用超载预压及钻孔压浆的方法对该段路基的裂缝进行处理，并铺柔性基层及沥青砼路面，路基基本稳定，满足通车要求。

二、明确开裂原因，处理裂缝

1.分析开裂因素

该工程距河床较近，建设之初就面对淤泥河床以及软土土质的难题，桥台建设以及引道建设均位于淤泥河床上部。工程建设质量会受到多种因素的影响，例如土质、施工技术以及施工环境等。该工程施工区域内土质较差，有厚度较大的液化层，最终影响到工程建设质量。一般利用砂桩处理台背路基，该工程结合自身需求在70m范围内，都是利用砂桩处理台背。在处理前需要准备好砂桩，准备好的砂桩直径严格控制在φ250mm，考虑到施工情况以及施工场地后，将砂桩长度确定为15m，每个砂桩之间需要保留恰当的间距，最适宜的距离为2m。锥坡范围与桥台以及引道之间有较大差异，突出表现为土质不同，锥坡范围表面由黏性土构成。因此不能利用砂桩处理锥坡范围，而是改用粉喷桩。虽然事前确定用粉喷桩进行施工，但实际使用时发现粉喷桩无法满足施工需求。工作人员随即结合施工现状进行适当调整。决定利用片石挤淤的方法，增加锥坡砼基础截面的面积。

在处理台背砂桩时，发现台背砂桩仅能在理论上满足施工需求。但是受到施工现状的影响，无法达成预期目标。施工场地内地下水位超高，超出预计标高，产生极大压力，利用砂桩施工会导致设计需求与实际施工之间出现较大偏差。经层层审批后，施工单位改用砾石桩代替砂桩。所有施工工作完成后，需要对施工质量以及施工效果进行严格检测，检测结果表示，地面标高平均度有所降低，降低高度达到10cm，施工效果并不理想。因工作人员疏忽，原地面标高平均高度下降的问题并未得到施工单位重视。

锥坡基础埋置深度4.2m，开挖过程中，当天开挖，第二天流砂淤积三分之二基坑。采取当天开挖当天填片石，浇注铺底砼，方阻止流沙回填基坑。锥坡基础开工日期2001年5月20日，完工日期6月15日，7月20日发现锥坡基础垂直下沉45cm，说明软土层较厚，孔隙水饱和，在自重作用下进行固结。第二个原因是因桥台为薄壁式台（原设计肋板式台，后变更)台背回填土高度不超过台高的三分之一，因此等全桥合拢后才进行台背回填，回填材料为砂砾料。从台背回填开始到沥青砼面层施工完毕仅用了45天时间，没有足够的固结时间，是造成路基裂缝的原因之一。

2.处理裂缝的方法

2002年3月发现裂缝严重后，指挥部邀请交通科研专家进行现场考查、论证，确定在K12+202-K12+262路基下沉地段进行超载预压和钻孔压浆处理裂缝。在该段全断面堆载1600m3砂砾，观测一个月水平位移和垂直位移。依据观测提供的数据和沉降曲线分析，未发现水平位移和垂直位移。但月平均沉降22mm，仍大于规范要求，说明原地面以下土体固体仍未完成，但为了实现6月初通车目标，使路基连成整体，采取裂缝附近钻孔压浆，挖除路面基层，铺柔性基层，并设立软地基试验段牌子。

（1）钻孔压浆

孔位呈梅花状布置，桩距2m，裂缝北侧布置3排，南侧5排，每排6根，共48根。桥头搭板处布置3排，共13根。孔深10m，孔径11cm，采用地质钻成孔。成孔后将1根10m长的φ100钢管放入孔内，并在钢管下部2m范围内开孔，孔径5mm，孔距离15cm。钢管周围填塞粗砂。注浆压力0.8MPa-1MPa，浆体配合比为：水泥:粉煤灰:水=1:1:0.5，采用普硅425#水泥逐次分步压浆，直至水泥浆从缝中溢出为止。

（2）路面铺筑

将裂缝至搭板段沥青砼路面及二灰砂砾基层挖除，砂砾找平，铺防水土工布。做级配砂砾基层（柔性基层），厚度20cm。柔性基层与沥青砼下面层间铺一层玻璃纤维格栅。沥青砼面层厚度10cm（表面采用AC-16I型沥青砼面层，厚度4cm)。

产生不均匀沉降的原因，主要是地基未固结流动引起的，该段是台背处地基下沉引起路基裂缝。因此将原地面以下地基固结，提高其承载能力作为重点，工程实践中常用以下几种方法处理软土基：堆载预压、真空预压，堆载--真空联合预压和复合地基粉喷桩、砂桩、碎石桩，其中堆载预压是比较经济简单方便的方法，真空预压效果也不错，工艺稍复杂，粉喷桩处理与土质有关且费用高。不论采取哪种方法都应从质量、工期、经济等方面进行综合考虑。

结语：对高填土路基的沉降原因,在施工实践中采取行之有效的全面预防和处置措施,不断总结经验,施工中应重视现场调查、勘察,严格按照规范施工,从而降低高填土路堤的不均匀沉降的产生和发展,确保路堤具有足够的稳定性和耐久性,提高高填土路堤承受反复荷载和各种自然因素破坏的能力。

参考文献：

[1]禹宁.沈阳(王家沟)至铁岭(杏山)高速公路改扩建工程高填方路基控制沉降的技术分析和处理措施[J].北方交通,2017(4):90-92.

[2]刘常伟.高填方路基纵向裂缝成因及压浆处理技术分析[J].建材发展导向,2017(15):203.