淺談公路路基沉陷的成因及防治措施

劉建強(qiáng)

（天水公路管理局應(yīng)急搶險(xiǎn)保障中心，甘肅天水　741000）

淺談公路路基沉陷的成因及防治措施

劉建強(qiáng)

（天水公路管理局應(yīng)急搶險(xiǎn)保障中心，甘肅天水741000）

公路局部路基在自然因素以及行車荷載壓力的作用下，會(huì)產(chǎn)生不斷累計(jì)的變形，最后導(dǎo)致破壞，而路基沉陷作為一種公路常見病害，路基沉降是指路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落，一般是不均勻沉降；路基沉降不僅影響行車的舒適度和安全，嚴(yán)重的路基沉降不僅阻斷了通車，而且大大會(huì)降低公路的使用性能和使用壽命。文章主要從路基沉陷病害的成因入手分析，提出預(yù)防和治理路基沉陷的具體措施和辦法。

路基沉陷表現(xiàn)形式成因預(yù)防治理

2013年是甘肅高速公路快速發(fā)展的一年，回望我們的建設(shè)成績：2013年甘肅新增高速公路超過400公里，高速公路通車總里程達(dá)3000公里；新修建二級(jí)公路800公里；與周邊5個(gè)省區(qū)實(shí)現(xiàn)全程連接；先后建成通車4條高速公路，分別是雷西高速（雷家角至西峰）、金昌至武威、營盤水至雙塔、武都至罐子溝。2014年甘肅高速公路建設(shè)力度不減，2014年甘肅省交通運(yùn)輸固定資產(chǎn)投資有望突破600億元，新開工高速公路和一級(jí)公路1000公里，二級(jí)公路1000公里，年內(nèi)建成高速公路300公里以上，建成二級(jí)公路700公里以上。在如此大力的建設(shè)節(jié)奏中，不但要保證建設(shè)速度，還要著力保證工程質(zhì)量，以此來確保國家和人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全不受損失。

1　路基沉陷的表現(xiàn)形式及成因

1.1路基沉陷的表現(xiàn)形式

（1）表現(xiàn)形式之一：路堤沉縮，路堤較高且填土的土質(zhì)較為松軟的填方，如果在施工中由于未壓實(shí)或填土厚度太厚壓導(dǎo)致實(shí)度不夠，使局部路基在局部或者大面積沉降，致使路堤的沉縮量達(dá)到影響行車舒適度和行車安全的程度。（2）表現(xiàn)形式之二：路基兩側(cè)隆起。如果路基建設(shè)于軟基之上，路基本身的自重引起沉降使路基表面出現(xiàn)大量沉陷，并且同時(shí)引起地基的土從路堤兩側(cè)隆起。（3）表現(xiàn)形式之三：路堤坍塌和路塹邊坡崩塌。主要是由于路堤內(nèi)部形成過度飽水區(qū)（泥濘）所引起。當(dāng)使用透水性不同的土填筑路基時(shí)，亂而無序地堆壓成路堤，以及冬季填筑路堤采用飽水的凍結(jié)土或混有雪的土，均能產(chǎn)生飽水區(qū)，使路基沉陷。路堤坍塌的特征是邊坡失去原有的形狀，以及邊坡表面下沉。路塹邊坡崩塌是大的石塊或土塊脫離原有巖石或土體而沿邊坡傾落下來，引起路基的沉陷。

路基沉陷的成因：

1.2客觀因素影響

由于公路是一條線形構(gòu)筑物，通過所在地的地形、地貌、地質(zhì)、降雨量等氣候條件對(duì)路基的影響最為直接。地面軟弱、承載力較差，特別是在泥沼、流沙地段，在施工時(shí)沒有經(jīng)過換填填或者沒有做好足夠的填前碾壓，或?qū)ν粱奶幚磉_(dá)不到工程施工要求，盲目的進(jìn)行路基填筑，都容易使路面在車輛載荷和路基的自重等壓力下下沉或者發(fā)生移位，造成路基沉陷。氣候影響也不容忽視，如果工程所在地降雨量較大，遭受洪水、冰凍積雪災(zāi)害影響，都會(huì)導(dǎo)致路面下毛細(xì)水上升，破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低路基強(qiáng)度，造成路堤不均勻沉降，造成路基沉陷。

1.3設(shè)計(jì)因素影響

公路建設(shè)源頭的設(shè)計(jì)資料對(duì)工程質(zhì)量有著很重要的影響，這其中有設(shè)計(jì)人員的因素和客觀條件的限制，比如設(shè)計(jì)單位中設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平不足、經(jīng)驗(yàn)較少，或責(zé)任心不強(qiáng)時(shí)；或者收到投資或其他外界客觀條件限制時(shí)，都會(huì)造成對(duì)設(shè)計(jì)勘察不足、地質(zhì)資料不完善、設(shè)計(jì)方案不全面，由設(shè)計(jì)造成的忽視常有以下三點(diǎn)：（1）路基路面排水設(shè)施的設(shè)計(jì)的不合理；行車壓力的影響；未對(duì)濕陷性黃土地區(qū)等地基做妥善設(shè)計(jì)處理；（2）地表排水設(shè)計(jì)設(shè)施不完善，形成局部積水；煤礦等采空區(qū)現(xiàn)場踏勘不足引起的塌陷；（3）路堤原地面下較深層存在流動(dòng)軟臥層的調(diào)查不足等，都會(huì)引起路基沉降

1.4施工因素影響

部分施工企業(yè)在利益的驅(qū)動(dòng)下，施工過程中偷工減料，采用不符合工程要求規(guī)格的路基填筑材料，造成日后路基不穩(wěn)；施工中未能嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行施工，填筑順序錯(cuò)亂，常常會(huì)在標(biāo)段結(jié)合部、段落（含填挖）結(jié)合部、原地面與填土結(jié)合面上的局部坑洼部等處未處理而形成局部壓實(shí)度不足；路基填筑中壓實(shí)度不夠，以上種種原因?qū)е侣坊┕ね瓿珊?，路基填土出現(xiàn)變形，特別是高填土路基，塑形變形不斷增加，造成路基沉陷；另外施工組織設(shè)計(jì)、施工現(xiàn)場管理等諸多環(huán)節(jié)都會(huì)影響公路路基工程的質(zhì)量問題。

1.5行車載荷壓力的影響

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量也日益增多，車流量逐漸增加，超載現(xiàn)象日益嚴(yán)重。路基填料一般都是空隙率較大的滲透性材料，在大量超載車輛和繁重交通壓力下，路基填料會(huì)越來越密實(shí)，空隙減小，從而造成路基沉陷。

2　路基沉陷的預(yù)防措施

2.1加強(qiáng)公路勘察和設(shè)計(jì)管理

路基病害的治理，應(yīng)該本著預(yù)防為主，綜合治理的原則，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)認(rèn)真調(diào)查沿線地區(qū)的地質(zhì)、氣候、水文情況，認(rèn)真選線，全局考慮，綜合設(shè)計(jì)；特別是對(duì)特殊地區(qū)，比如黃土地區(qū)、液化地基、采空區(qū)等要重點(diǎn)勘探，對(duì)路基進(jìn)行妥善處理；并且要注意路基路面排水設(shè)施的修筑，通過加深加大排水溝渠，設(shè)置盲溝等辦法解決雨水充沛、冰雪災(zāi)害地區(qū)的路基病害；設(shè)計(jì)時(shí)要用發(fā)展的眼光，根據(jù)通車流量增加適當(dāng)提高路基壓實(shí)強(qiáng)度，以此解決載荷壓力問題；即從源頭上杜絕路基沉陷發(fā)生的人為因素。

2.2重點(diǎn)控制現(xiàn)場施工管理

要嚴(yán)格遵守fidic土木工程合同中，以監(jiān)理單位為核心，建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位三方相互制約的管理模式，從管理體制上斷絕施工企業(yè)偷工減料、不按工程要求施工的情況；同時(shí)要加強(qiáng)招投標(biāo)制度管理，確保有實(shí)力、管理能力與機(jī)制完善的企業(yè)中標(biāo)施工，這就要求施工企業(yè)必須要提升自身管理水平、技術(shù)水平、員工素質(zhì)和機(jī)械裝配水平，保證工程質(zhì)量，才能在市場競爭中立足、發(fā)展。

對(duì)軟弱土、鹽漬土、黃土、液化地基等特殊地基，務(wù)必做好對(duì)原路面的換填和坡面處理；路基的填筑和壓實(shí)工序?qū)β坊料莅l(fā)生的影響至關(guān)重要，所以要嚴(yán)格按照《公路路基技術(shù)規(guī)范》要求進(jìn)行路基施工，并通過試驗(yàn)段施工數(shù)據(jù)，確定不同機(jī)具壓實(shí)不同填料的最佳含水量、和松鋪厚度，以及壓實(shí)遍數(shù)。

3　路基沉陷處理方法

3.1換土復(fù)填法

換土復(fù)填法是指將造成路基沉陷范圍內(nèi)的軟土清除，用穩(wěn)定性好的砂礫、強(qiáng)度較高的粘性土、片石、卵石回填并壓實(shí)或夯實(shí)。這種方法經(jīng)濟(jì)且操作簡便，主要適用于沉陷面積不大、深度較淺的路基。

注意挖除舊土?xí)r要鏟除干凈，挖補(bǔ)的面積要適當(dāng)擴(kuò)大，同時(shí)挖成臺(tái)階形狀，逐層的填筑，壓實(shí)度比原來高出2%。

3.2固化劑法

固化劑是一種由多種無機(jī)、有機(jī)材料合成的用以固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料，對(duì)于需加固的土壤，根據(jù)土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，只需摻入一定量的固化劑，經(jīng)拌勻、壓實(shí)處理，即可達(dá)到需要的性能指標(biāo)。固化劑法一般在換填路基沉陷處，其填料數(shù)量不大，但填料受到限制的情況下使用。在公路施工的過程中，需要根據(jù)土的情況分析選擇固化劑：石灰，水泥都是常見的固體固化劑，在表層和淺層土固化中，可以將固體固化劑和土壤混合壓實(shí)；水玻璃則是典型的液體固化劑，一般用在深層固化中，經(jīng)過特殊的工藝將漿液注入土中。

3.3粉噴樁法

粉噴樁法是通過專門的機(jī)械將固體固化劑噴出，在地基的深處和軟土攪拌，固化劑和軟土發(fā)生物理和化學(xué)的反應(yīng)，在原來的地基中就形成了強(qiáng)度非常*86天天、7/859+6大的樁體，改善了樁體周圍土的性質(zhì)，樁體和土共同承擔(dān)了荷載。粉噴樁法是軟基處理中常用的一種加固技術(shù)，一般用于10m內(nèi)的路基沉陷，這種方法對(duì)環(huán)境影響很小、施工簡便、工期短、成本低。

3.4反壓護(hù)道法

軟弱土基上填筑路基時(shí)由于路基建在土基的軟弱層上，引起路基沉降致使路基兩側(cè)隆起，用反壓護(hù)道法可以減緩路基沉降，使路基下的軟弱層趨于穩(wěn)定，護(hù)道的填筑應(yīng)與路基填筑同時(shí)進(jìn)行，護(hù)道的高度為路基高度的0.3-0.5倍，其壓實(shí)度與路基的壓實(shí)度相同，反壓護(hù)道采用應(yīng)該在路基填筑高度極限值的1.5-2.0倍時(shí)采用。

3.5拋石擠淤

在局部的翻漿路段，由于下臥層較軟或填方路基的含水較大又不利于排水，采用局部挖出，用片石進(jìn)行換填，要求石塊必須大于30cm以上，處理深度一般路基頂面以下80cm。

3.6路堤邊坡坍塌或路塹邊坡崩塌

處理這種路基病害一般是在路基坡或路塹邊坡采取支擋防護(hù)以保證路基的穩(wěn)定其處理方法如下：路堤邊坡和路塹邊坡采取漿砌片石或砼防護(hù)，其基礎(chǔ)埋置深度一般在路基以下1.0m，如果基底的地基承載力達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)必須進(jìn)行基底換填換填深度一般在50-80cm，如果路堤在臨河一面時(shí)要求基礎(chǔ)埋置深度必須在河床以下2.0m。

3.7路基填筑

如果路基填筑在滑坡面上時(shí)，必須埋置抗滑樁以增加路基的穩(wěn)定性，抗滑樁的基礎(chǔ)必須埋置在持力層上。

4　結(jié)語

公路路基沉陷的成因是多方面的，既有客觀因素的限制，也有人為因素的影響，所以對(duì)于這類路基病害，一定要以預(yù)防為主，從設(shè)計(jì)源頭和施工過程中消滅人為影響因素；當(dāng)路基沉陷發(fā)生時(shí)，要注意考察病害發(fā)生的具體原因和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，用最恰當(dāng)、最經(jīng)濟(jì)的處治方法及時(shí)治理，確保公路工程的使用質(zhì)量和壽命。