淺析公路特殊土路基的病害及防治措施

古家文

(重慶交通大學，重慶 400074)

0 前 言

特殊土是指相比較普通土而言，具有某種特殊性質(zhì)和結構的土體，包括軟土、濕陷性黃土、鹽漬土、膨脹土、凍土等。由于這類土體在一些性能上表現(xiàn)出不足，因而會對公路路基的強度和穩(wěn)定性造成一定的影響，產(chǎn)生一系列的路基病害問題。為了保證公路工程的運行能力達到正常水平，必須對特殊土體導致的病害進行深入探究，及時采取相應的治理措施，解決病害問題或者預防病害產(chǎn)生。這樣才能確保公路工程質(zhì)量，大大減少后期的維修工作。

1 特殊土路基病害分析

1) 軟土路基。軟土是指天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量高于液限的細粒土。軟土在工程施工中尤為常見，其路基病害的原因由兩個方面造成，一方面是自身原因，由于軟土地基含有足夠的含水量,導致地質(zhì)松軟，承載能力薄弱。當有水侵入路基的底部時，路面底下就會出現(xiàn)大面積虧空，坡腳的硬度難以支撐路基上方壓力,從而致使出現(xiàn)路面坍塌和沉降等情況發(fā)生。另一方面則是施工原因，因為在施工初期，工作人員未能全面考察當?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況，缺乏針對性的施工條件和施工技術。在面對長期的雨水季節(jié)時，施工單位要做好應對措施，阻止雨水進入土層中去。如果沒有有效的處理好，不但對施工留下比較大的隱患，而且無法保證公路工程的質(zhì)量，從而造成公路路基沉陷，邊坡滑塌等現(xiàn)象[1]。

2)膨脹土路基。膨脹土受水的影響特別大，導致其性質(zhì)極不穩(wěn)定。常見的病害有：①塌陷變形，在最初階段，膨脹土不僅強度高，而且不易破碎，但有水浸入之后，由于膨脹土自身物理特性就會發(fā)生體積膨脹或收縮變化，此時土體承載強度快速降低導致崩塌瓦解；②滑坡，當路堤被雨水浸潤后，相鄰土分離產(chǎn)生剪切裂縫，由于存在高低落差，上方土體沒有支撐就會向下發(fā)生牽引式的滑坡，呈現(xiàn)出巨大的扇形狀的滑床[2]，滑體的厚度一般在6 m以下，大多數(shù)為1～3 m；③縱裂，在對路基進行壓實時，若機器碾壓程度不夠，則會使密度偏低，導致填土質(zhì)量達不到規(guī)定要求，再加上路堤本身寬幅較大，隨之會有一大片區(qū)域發(fā)生不均勻沉降，長期的日曬雨淋和風化作用使其土體經(jīng)常在干濕狀態(tài)下交替。由于路肩的收縮性比較大，所以常常出現(xiàn)幾十米長的縫隙。

3)濕陷性黃土。指在被水浸濕的同時受外部壓力的作用下，土層結構容易被瓦解，使土層下方失去支撐而迅速發(fā)生下沉的土體，稱濕陷性黃土。濕陷性黃土的病害類型常見的有路塹邊坡容易產(chǎn)生變形 、路堤容易產(chǎn)生下沉 、路堤邊坡在雨水作用下容易產(chǎn)生沖蝕 、產(chǎn)生陷穴 。在對黃土路基進行壓實時，一定要按照規(guī)范選用合適的機械，根據(jù)黃土濕陷性、孔隙多的特點，對其進行來回多次碾壓，保證其壓實度達到施工要求，同時要把路堤邊坡嚴密遮擋起來，否則在多雨季節(jié)的時候會使雨水往地基下滲，經(jīng)過漫長的雨水浸濕后，地表下的水會越積越多，最終導致土層結構遭到損壞，在水流的涌動下，會把土顆粒沖走，從而形成暗穴，致使路堤下沉。導致路堤無法維持一個穩(wěn)定的結構狀態(tài)的因素很多，其中影響最大的還是地基和人為兩種因素，也是構成路堤沉陷變形的關鍵因素。地基的影響是首要的，地基的好壞是路基自身質(zhì)量的保障，特別是對于有軟土性質(zhì)的地基來說，承載能力比較差，如果遇上水分，就很容易破壞地基結構，最終黃土在疏松多孔的情況下與水分離，迫使路堤沉降變形。人為因素主要是施工人員現(xiàn)場對施工質(zhì)量的把控，是否嚴格按照設計規(guī)范要求執(zhí)行，包括路堤施工時采用的壓路機械型號、碾壓的次數(shù)、攤鋪厚度等碾壓措施，如果沒有嚴格控制施工順序和監(jiān)督檢測施工質(zhì)量，就會導致碾壓質(zhì)量不符合要求。因此，為了防止路堤變形，必須采取有針對性的治理措施，才能提高工程質(zhì)量。

2 公路特殊土路基的治理措施

2.1 軟土路基病害處理方法

軟土路基常見病害包括：遇水發(fā)生不均勻沉降，路堤產(chǎn)生大面積側向開裂、承載能力差導致地基下沉，進而破壞工程質(zhì)量。治理軟土路基的措施有排水固結法和水泥深層攪拌樁法。排水固結法就是在軟土路基里安置排水管，與此同時在土層上方施加壓力使其水分能有效的從軟土中排出，將土體分塊有效進行開展，土壤之間的間隙能夠充分擠密壓實，這樣能有效避免施工時軟土地基出現(xiàn)沉降變形的情況。除此之外，還要考慮壓力來源對軟土地基造成的影響，工程上，通常采用袋裝砂井對地基進行排水固結處理，不僅工藝簡單而且排水效果顯著。水泥深層攪拌樁法是在軟土地基里加入一定量的水泥，利用攪拌機使其混合均勻，這樣不僅能夠大大改善土體強度，增強承載能力，而且能起到固結土體，阻止沉降變形的作用。

2.2 膨脹土邊坡變形與失穩(wěn)治理措施

膨脹土邊坡變形主要體現(xiàn)在路基路面危巖、位移、傾斜等情況。為了保證路基的穩(wěn)定性，必須對路基邊坡變形與失穩(wěn)路堤關鍵防護措施：①膨脹土改良：為了改善膨脹土的結構特征，可對其加入化學物質(zhì)，調(diào)整壓實機械組合，或摻入石灰等方法；②設置護坡：為了保證邊坡的穩(wěn)定，防止路堤坡腳浸水，可對其設置片石護坡、擋土墻護坡或植被護坡。單一的防護措施對膨脹土邊坡維護效果不佳，多采用組合的工程防護措施；③擋土墻加固：考慮到膨脹土吸水有向外的脹力作用，為了增強路基整體穩(wěn)定性，常采用重力式擋土墻或雙排的預制樁布置在路基兩側，除此之外，在樁體之間增加冠梁、橫向支撐等多種結構措施，可大幅度提高支擋的效果[3]。

2.3 濕陷性黃土路基病害治理措施

1)完善防排水設施。在治理濕陷性黃土時，首先要隔斷四周的水流路徑，疏通內(nèi)在的排水通道，因此，路基排水工程必須在施工過程中得到足夠的重視。在進行路基施工時，要先設置截水溝，布置在挖方地段，使水繞開黃土地基，避免被水流沖刷造成路基變形。再把排水溝布設在填方路段。此外，要做好臨時排水設施，嚴格把控排水溝的質(zhì)量，為確保水溝無裂縫出現(xiàn)，應對路基坡度進行嚴格把控。在對涵洞展開施工時，要確保洞口外部的排水通暢和地基土不滲水等。

2)地基加固處理。地基加固的方法有很多，而適用于濕陷性黃土的地基處理方法常采用強夯法和換填(淺層處置)的方法。強夯法就是利用起重設備提起一個150 kN左右的重錘，然后提升到一定高度，讓其自由下落，這樣能對地基產(chǎn)生一定的沖擊夯實的作用，不僅可以減小土體孔隙率增大密實度，而且能提高地基承載力，消除黃土濕陷病害的作用。換填法是先往黃土里添加石灰使其均勻混合，改善整體結構，增強穩(wěn)定性，然后添加水分控制在最佳的含水量，最后進行分層攤鋪、分層碾壓，使其達到設計壓實度。

3 結 語

特殊土路基的病害問題一直是道路工程施工過程中的重難點，消除路基路面問題不僅對社會經(jīng)濟發(fā)展與安全都意義重大，而且推動了經(jīng)濟、社會發(fā)展，同時保障了人民群眾的生命財產(chǎn)安全。如果不提前對地質(zhì)信息進行全面探究，就無法有針對性的對其進行整治。因此，要做好完備的地質(zhì)環(huán)境勘測，選擇最佳路線，在遇到特殊土路基時，要采用恰當合理的措施進行治理，從而確保公路工程質(zhì)量。

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