探究路基塌方路面沉陷中的處理探討

摘要：路基塌方路面沉陷是公路在使用中急需解決的重要問題，直接關(guān)系到國家財(cái)產(chǎn)的損失和行車安全。為了將路基塌方路面沉陷問題解決，以某公路為例，闡述路基塌方路面沉陷的定義，并且分析比較常見的原因，為制定處理方案明確方向。最后提出了換填法、固化劑法、墊層法、成樁加固法、壓力注漿法、擋土墻加固支護(hù)、樹根樁加固、注漿加固8點(diǎn)建議，快速處理公路出現(xiàn)的路基塌方路面路面沉陷問題。如此一來，不僅可以提高路基穩(wěn)定性，還能夠保證處理后的安全性。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土;路基塌方;路面沉陷;

中圖分類號(hào)：U445

公路路面沉陷修復(fù)存在于處理的全過程，為了保證公路質(zhì)量，塌方沉陷的修復(fù)是有關(guān)部門關(guān)注的要點(diǎn)，也提出了一些相應(yīng)的政策作為引導(dǎo)。對于目前所使用的路基修復(fù)辦法，還存在一些不足，例如處理效果不明顯、不了解路基塌方路面沉陷規(guī)律等。為此，有關(guān)人員需要結(jié)合公路現(xiàn)狀，研究有效的路基塌方路面沉陷快速處理辦法。

1 公路概況

某省道地勢為山嶺重丘區(qū)，處于黃土高原邊緣地帶，巖石主要以砂巖為主，地形地貌復(fù)雜，土壤類型多樣。當(dāng)公路投入使用之后，出現(xiàn)塌方沉陷問題（見圖1、2），為了保證公路正常使用，需要制定有效的快速應(yīng)急處理辦法。

該段公路土質(zhì)為濕陷性黃土，土體在上覆土層自重應(yīng)力之下，浸水之后破壞了土原有的結(jié)構(gòu)，并出現(xiàn)明顯變形，帶有一定的特殊性。部分雜填土也帶有濕陷性特點(diǎn)，主要分布在東北、西北、華中、華東等地區(qū)。濕陷性黃土如果處于自然狀態(tài)，主要體現(xiàn)出以下特點(diǎn)：（1）塑性弱，液限在23%～33%之間，塑限在15%～20%之間，而塑性指數(shù)為8～13;（2）含水率較少，當(dāng)含水率在10%～25%之間，土體為半固態(tài)、硬塑狀態(tài);（3）壓實(shí)度、抗水性較差;（4）透水性、強(qiáng)度高。以此為前提針對路基塌方路面沉陷的快速處理辦法展開分析。

2 路基塌方路面沉陷及原因

2.1路基塌方路面沉陷

公路在使用期間，如果路基邊緣的巖土層被破壞，出現(xiàn)明顯的水平位移而導(dǎo)致的路基缺陷以及溝道，便被稱為路基塌方;如果道路路基的巖土層被破壞，且形成明顯的垂直位移現(xiàn)象，導(dǎo)致路表結(jié)構(gòu)錯(cuò)位超過3cm，便被稱為路面沉陷。

導(dǎo)致路面沉陷的原因比較多，比較常見的是地基結(jié)構(gòu)損壞，降低承載力，公路在使用期間，如果出現(xiàn)地震、強(qiáng)降雨、泥土流失等現(xiàn)象，會(huì)破壞地基，從而引發(fā)路面沉陷現(xiàn)象。此外，如果公路在使用中的巖溶、采挖空洞區(qū)坍塌，同樣會(huì)引發(fā)路面沉陷。路基塌方現(xiàn)象按照不同的損壞部位、程度、原因等主要有上、下邊坡塌方兩種，其中上邊坡塌方包括滑塌、崩塌等，如果出現(xiàn)路基塌方現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致弧形滑動(dòng)。路面沉陷則有填筑體壓縮式沉降、地基沉降、下邊坡?lián)p壞沉陷這3種類型。上、下邊坡?lián)p壞性沉陷的原因與路基塌方路面沉陷一致，本次施工中路基的塌方沉陷現(xiàn)象，是諸多因素導(dǎo)致，需要具體問題具體分析。

3 路基塌方路面沉陷快速處理方法

3.1 路面沉陷處理方法

3.1.1換填法

如果公路在施工過程中填料與相關(guān)規(guī)定不符，通車后導(dǎo)致路面沉陷，建議使用換填法。換填法對于沉陷面積有明確要求，更多應(yīng)用在比較淺的路面沉陷中，其優(yōu)勢在于節(jié)省成本，操作快捷。在本次沉陷處理中應(yīng)用填土復(fù)填法，應(yīng)將沉陷路基的填料挖除，隨后將其整平壓實(shí)之后，滿足壓實(shí)規(guī)定，最后再根據(jù)相關(guān)規(guī)定使用填料進(jìn)行回填。回填所使用的材料主要以砂礫土、亞粘土為主，其保證級(jí)配和塑性指數(shù)。回填時(shí)需要增加挖補(bǔ)面積，將路基開挖成為臺(tái)階的形狀，采用分層填筑法，最終壓實(shí)度要超出之前1%～2%左右。

3.1.2固化劑法

在處理過程高填土路基下沉，首先需要將路基填料替換，若這一行為受限，且處理現(xiàn)場的填筑料數(shù)量較小，建議在之前的填料當(dāng)中加入相應(yīng)的固化劑。本次處理過程中采用了石灰、石膏和水泥這三種固化劑，前者與土混合加壓，分別用于表層、淺層土固化。

3.1.3墊層法

使用墊層法處理路面沉陷現(xiàn)象，一般是將灰土、素土制作成為墊層，能夠結(jié)合現(xiàn)場情況選擇適合的材料，縮短材料運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，提高簡便性。這種墊層法在公路路基深陷處理中比較常用，針對基底部分濕陷性的處理減少總濕陷量，從而對剩余沉陷量進(jìn)行有效控制。本次組織墊層處理的過程中，施工人員挖出了已經(jīng)處理的濕陷性土，將這一部分豁性土制作成土料，隨即展開篩分處理，在最佳含水量的條件下分層回填。回填過程中，每層鋪設(shè)厚度主要是以夯實(shí)機(jī)給出的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，單層鋪設(shè)厚度不超過30cm。除此之外，灰土墊層中灰、土配合比設(shè)置為2：8，灰土厚度控制到2m。

3.1.4成樁加固法

路基沉陷處理比較常用的成樁加固法主要包括以下幾種：① 粉噴樁法;② 灰土擠密樁法;③生石灰樁及灰土、碎石和干拌水泥碎石樁擠密法。針對沉陷問題需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的方法，例如路基下沉小于10m，可以采用灰土擠密樁加固技術(shù)。該加固技術(shù)中的灰土擠密樁主要是通過打樁機(jī)、振動(dòng)器這兩個(gè)設(shè)備，在地基土層中打入鋼套管，隨后將其拔出，土層內(nèi)便會(huì)形成樁孔，采用分層法在樁孔內(nèi)部填入石灰土，并進(jìn)行夯實(shí)處理，如此便可以得到灰土樁。

這種加固法和豎向加密方法存在差異，灰土密樁是通過橫向加密土體的方式加固土體。施工期間，如果套管打入地層之后管周地基土受到水平擠壓，那么將會(huì)優(yōu)化管周附近土體的物理性質(zhì)。一旦成樁之后，石灰土和樁間土出現(xiàn)離子交換以及凝硬反應(yīng)，便會(huì)及時(shí)釋放熱量，土體的體積不斷膨脹，從而提高密實(shí)度、降低壓縮性，減弱這一部分土體的濕陷性。

使用成樁加固法處理路面沉陷問題，一般是在原位對濕陷性黃土進(jìn)行處理，不需要將地基土挖出，有極好的環(huán)保性。此外，處理地基的深度最多可達(dá)到15m，所使用的回填材料成本低，機(jī)械設(shè)備與相關(guān)工藝的操作比較便捷，無論是經(jīng)濟(jì)性還是技術(shù)性，都能夠獲得非常好的效果。

3.1.5壓力注漿法

灌漿法在路面沉陷中應(yīng)用，主要是通過液壓以及氣壓等，在注漿管內(nèi)注入漿液，使其能夠緩緩流入到地層當(dāng)中，這時(shí)漿液便會(huì)以充填、滲透、擠密的方式，填滿土粒以及巖石裂縫，施工人員對其進(jìn)行控制，便可以使原本松散的土粒以及裂縫重新膠結(jié)。灌漿施工期間，需要進(jìn)行灌漿壓力、漿液濃度的測試，這樣一來灌漿壓力、漿液濃度的確定便成為重要因素。如果灌漿壓力不足，會(huì)減小漿液擴(kuò)散半徑，導(dǎo)致出現(xiàn)空白區(qū);若壓力超出規(guī)定，便會(huì)對路基結(jié)構(gòu)造成破壞。所以，該路段組織大范圍灌注之前，施工人員專門針對灌漿壓力進(jìn)行了試驗(yàn)，按照注漿段路基種類和單孔注漿量確定注漿壓力，最終確定的漿液濃度水灰比為1：1。除此之外需注意的是，對與密度滿足要求的翻土路基，建議結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整水量，確保稀漿可以全部滲透到路基內(nèi)。

3.2 路基塌方處理方法

3.2.1 擋土墻加固支護(hù)

如果公路出現(xiàn)路基塌方現(xiàn)象，且路基塌方情節(jié)較輕，土體側(cè)向滑移力不大，這時(shí)可以在路基塌方位置設(shè)置擋土墻，達(dá)到快速修復(fù)路基的目的。路基坡腳位置可以鋪設(shè)砌石和混凝土，對路基坡腳坍塌現(xiàn)象進(jìn)行控制。擋土墻支護(hù)本身自重比較大，且具有工程量與成本高的特點(diǎn)，如果公路位于山區(qū)，那么道路寬度不足，坡腳處無法設(shè)置擋土墻。除此之外，坡腳土層更多以軟弱巖土層為主，這種土層的承載力不高，會(huì)對擋土墻效果造成一定程度的影響。

3.2.2 樹根樁加固

使用樹根樁加固的方式處理路基塌方問題，需要用到直徑比較小的鉆孔灌注樁，通常樹根樁樁徑以10～25cm為最佳。路基塌方問題的處理，要使用鉆機(jī)鉆孔這一設(shè)備，隨后結(jié)合施工現(xiàn)場情況增設(shè)鋼筋籠，利用壓力作用將水泥漿、水泥砂漿注入其中，從而獲得“樁”。另外，施工人員在放置鋼筋籠之后，也可以灌注碎石以及水泥漿，以此來達(dá)到加固的目的。這種小直徑鉆孔灌注樁被稱為微型樁，豎向設(shè)置、斜向設(shè)置、網(wǎng)狀設(shè)置均可，用于路基塌方處理體現(xiàn)出極強(qiáng)的靈活性。應(yīng)用過程中樁頂位置要增設(shè)網(wǎng)格形鋼筋混凝土，方便連接所有微型樁，從而提高土體穩(wěn)定性。

3.2.3 注漿加固

通過注漿加固處理路基塌方現(xiàn)象，主要是基于液壓、電化學(xué)原理，路基內(nèi)鋪設(shè)注漿管，隨后再將漿液注入至路基底層，以此來排除所有的水分與空氣，以漿液填充公路路基。注漿施工技術(shù)可以將松散土粒、裂隙重新膠結(jié)，提高其穩(wěn)定性、強(qiáng)度，同時(shí)還具有防水性特點(diǎn)，針對水分深入而導(dǎo)致的路基塌方有非常有效的作用。這種注漿加固方法比較適合用于砂土、粉土以及粘性土等諸多路基塌方現(xiàn)象，針對路基變形模量、地層沉降進(jìn)行控制，從而達(dá)到加強(qiáng)路基土體強(qiáng)度的目的。

結(jié)束語：

綜上所述，對于路基塌方路面沉陷問題，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的處理方案，將這一問題快速解決，避免影響行車安全，同時(shí)最大限度減少國家損失。目前對于路基塌方路面沉陷問題的處理還存在一些不足，需要在今后實(shí)踐過程中不斷完善。

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平?jīng)龉肪謶?yīng)急搶險(xiǎn)保障中心。單位郵編，74400。姓名，李偉（出生年月）1979年9月17日，性別，男。民族，漢。籍貫，甘肅莊浪。學(xué)歷，本科。目前職稱，工程師?，F(xiàn)主要從事工作是公路應(yīng)急搶險(xiǎn)工作。