公路路基沉陷成因及加固技術(shù)研究

高楊雪

（衡水市公路勘測設(shè)計(jì)所，河北 衡水 053000）

隨著我國公路建設(shè)步伐的不斷加快，公路工程的質(zhì)量問題也越來越受到人們的廣泛關(guān)注。路基是公路交通能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，受到多方面因素的影響，往往會出現(xiàn)路基變形、坡度改變、滑塌等路基病害，致使公路通行受阻，影響交通質(zhì)量和行人安全。因此，研究路基沉陷的影響因素，及時科學(xué)、合理地預(yù)防和維護(hù)公路路基危害，對于提高公路運(yùn)行質(zhì)量意義重大。

1 公路路基沉陷成因分析

由于不同車輛的載重和路面結(jié)構(gòu)對路基的影響深度不一樣，對路基的影響也有所差別，而公路通行車輛的載荷由路面和路基共同承擔(dān)，路基的承重強(qiáng)度和穩(wěn)固性是車輛在路面安全穩(wěn)定行駛的保證。路基層位不同，承受載荷情況及受外界氣候變化影響就不同，路基沉陷的原因也是多方面的。

1.1 地質(zhì)地形自身的缺陷

公路沿線所在地域往往地質(zhì)條件惡劣，承載力達(dá)不到要求，特別是在流沙、泥沼等劣質(zhì)土壤地段。填料土壤中混入這些腐殖土、泥沼土、凍土等，都容易導(dǎo)致填料的規(guī)格不一，填料間的空隙大，最終使得填料約束能力有限，地基壓實(shí)程度達(dá)不到工程質(zhì)量要求，在受到外界因素的刺激下，原公路路基土壤易下沉和移位，造成路基的沉陷。

1.2 氣候或天氣的影響

公路所在地區(qū)的氣候條件、降水量大小、洪澇干旱、季節(jié)溫差等都會對路基造成不同程度的影響。極端的天氣，要么造成了路面下毛細(xì)水上升，要么溫差過大，造成土壤結(jié)構(gòu)的破壞、強(qiáng)度降低，使得公路路堤產(chǎn)生不均勻下沉，導(dǎo)致路基沉陷。

1.3 荷載車輛的影響

公路在建成通車后，車流量會隨著交通的完善，比原設(shè)計(jì)中預(yù)計(jì)的流量有所增加；在我國車輛超載現(xiàn)象也比較常見，無疑會給公路路基造成超負(fù)荷影響。滲透性材料一般是公路路基填土材料，這種材料的空隙率很大，在大量的超載車輛和公路自身的重量作用下，填料的密實(shí)度會逐漸增大，而空隙率會逐漸減小，從而造成公路路基沉陷。

1.4 公路設(shè)計(jì)中存在的缺陷

公路路基的設(shè)計(jì)質(zhì)量是其在以后穩(wěn)固支撐的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)缺陷都會直接導(dǎo)致日后路基的沉陷。在公路的勘察設(shè)計(jì)階段，對地質(zhì)資料的審查不周密，對外界環(huán)境迫害力估計(jì)不足，或?qū)β坊姆雷o(hù)措施不到位，最終將導(dǎo)致路基在環(huán)境因素的干擾下，出現(xiàn)不同程度的沉陷或其他路基災(zāi)害。在設(shè)計(jì)中，路基的排水設(shè)計(jì)也應(yīng)該充分考慮到當(dāng)?shù)亟邓康挠绊?，一旦有過多的水分侵入路基，會使得路基填料的含水量增加，降低了路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。排水不暢通極易造成路基的下沉，形成路基沉陷。

2 公路路基沉陷的防治對策分析

路基沉陷的成因決定了其很多不確定性，因此對路基的危害防治應(yīng)從公路工程的設(shè)計(jì)中就予以充分考慮，并在工程施工中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來實(shí)現(xiàn)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，還要在公路路基養(yǎng)護(hù)中制定科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)方案，使路基始終保持健康的狀態(tài)，從而避免路基災(zāi)害的發(fā)生或降低路基災(zāi)害帶來的損失。

2.1 勘察設(shè)計(jì)階段重視路基的災(zāi)害預(yù)防

公路勘察設(shè)計(jì)中的不規(guī)范和不到位是路基沉陷的重要原因。在公路的勘設(shè)階段，不能僅依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)原則來確定路基的施工標(biāo)準(zhǔn)；而是要結(jié)合路基所處地質(zhì)環(huán)境和所承受的車輛載荷情況，來實(shí)際分析路基應(yīng)當(dāng)具備的抗壓迫和承載能力，再進(jìn)一步作出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。部分業(yè)主往往在施工中只注重工程成本的控制，在公路設(shè)計(jì)階段忽視或放棄了地質(zhì)資料的整理，也沒有給設(shè)計(jì)單位提供必要的路基所處地質(zhì)環(huán)境資料，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中對路基沉陷沒有做出必要的考慮，引起后期公路通行中易發(fā)生路基災(zāi)害事故。因此，在工程設(shè)計(jì)過程中有必要對公路沿線的地質(zhì)資料進(jìn)行有效的審視，并在公路縱橫斷面設(shè)計(jì)時，有目的的選取典型的區(qū)段進(jìn)行沉陷技術(shù)設(shè)計(jì)。

2.2 路基加固技術(shù)措施分析

公路施工質(zhì)量是保證路基良好的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工隊(duì)伍的管理水平、技術(shù)水平和作業(yè)水平都是工程質(zhì)量的內(nèi)在核心，其中技術(shù)管理和技術(shù)措施的采用十分關(guān)鍵。為了保證公路通車后的安全穩(wěn)定性，對公路路基的沉陷危害必須采用科學(xué)、合理、有效的技術(shù)措施進(jìn)行加固防治。

2.2.1 換填法

填土換填法主要是針對路基沉陷不深且面積較小時采用。它將原受損路基中的填料挖除，更換成符合規(guī)范的填料重新整平壓實(shí)。所用換填土宜選擇塑性指數(shù)優(yōu)良的亞粘土或砂礫土；挖除病害的路基時面積應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，并呈臺階形狀，填土?xí)r由下往上逐層填筑，碾壓密實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)較之原來的基礎(chǔ)高出1%～2%。這種方法簡便易行，沒有太多的技術(shù)要求，在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。

2.2.2 固化劑法

固化劑分為液態(tài)和固態(tài)兩類，液態(tài)的固化劑主要是水玻璃；固態(tài)的有石膏、石灰、水泥等。作為一種特殊的建筑材料，固化劑可以在多種場合發(fā)揮作用。當(dāng)路基沉陷發(fā)生時，假若路基填料受限，且要求數(shù)量較小時，可以在原填料中混合一些固化劑進(jìn)行加固處理。液態(tài)的固化劑使用中，往往是通過將漿液打入填料使填料產(chǎn)生凝結(jié)達(dá)到固化效果，適用于深層土的固化凝結(jié)；固態(tài)固化劑使用中是與填料混合加壓來形成固結(jié)硬化，主要適用于淺層填料的固化。固化劑的種類和用途不同，在公路工程施工中應(yīng)根據(jù)不同的需求及填料圖的性質(zhì)來選擇固化劑。

2.2.3 成樁加固法

成樁加固法主要有粉噴樁法、生石灰樁及灰土、碎石和干拌水泥碎石樁擠密法等，對于處理10m以內(nèi)路基下沉病害，采用粉噴樁加固技術(shù)是十分有效的。粉噴樁是通過固體固化劑的注入，在軟基之間進(jìn)行一定的物理和化學(xué)變化，形成具有一定強(qiáng)度和硬度的樁體；同時在樁體周圍的土質(zhì)也隨之發(fā)生變化，并與樁體儀器承擔(dān)載荷，起到加固的作用。采用這種方法時，應(yīng)仔細(xì)分析路基沉陷的狀況，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行粉噴樁的施工設(shè)計(jì)和施工作業(yè)。粉噴樁的處理軟基過程屬于隱蔽工程，因此，應(yīng)特別注意施工中的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)。

2.2.4 壓力注漿法

這種方法通過注漿管使?jié){液在一定壓力的作用下滲透、充填進(jìn)路基的空隙或砂石間的空間，在經(jīng)過一段時間的人工控制，使原本松散的路基變成強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)成一體的新路基實(shí)體，實(shí)現(xiàn)路基的強(qiáng)度的提高。這種方法適用于路基沉陷面積大，深度深的情況，注漿的擴(kuò)散情況受到灌漿壓力的影響，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)填料的種類、受損形狀，及路基的密實(shí)度，強(qiáng)度等因素，來具體決定注漿的形式和灌漿壓力，必要的時候還應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。

3 結(jié)語

公路路基沉陷嚴(yán)重影響著公路的安全性和耐久性，必須引起工程人員的重視。路基沉陷的發(fā)生很大程度上決定于勘察設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)方案是否合理，因此在勘設(shè)階段應(yīng)充分考慮土質(zhì)的影響，對不同的地形進(jìn)行科學(xué)的分析，選擇合理的方案來預(yù)防路基沉陷危害的發(fā)生。施工中，必須嚴(yán)格按照公路工程施工的技術(shù)規(guī)范和要求，保證公路工程施工的質(zhì)量。同時，針對特殊路段進(jìn)行特殊技術(shù)處理，采用合理的加固措施來保證路基的穩(wěn)定。如此，路基沉陷危害就能夠有效的防治。

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