淺談公路路基沉陷的成因及防治措施

劉建強

【摘 要】公路局部路基在自然因素以及行車荷載壓力的作用下，會產(chǎn)生不斷累計的變形，最后導致破壞，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，嚴重的路基沉降不僅阻斷了通車，而且大大會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。

【關(guān)鍵詞】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3000公里；新修建二級公路800公里；與周邊5個省區(qū)實現(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公路1000公里，二級公路1000公里，年內(nèi)建成高速公路300公里以上，建成二級公路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或填土厚度太厚壓導致實度不夠，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。當使用透水性不同的土填筑路基時，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_不到工程施工要求，盲目的進行路基填筑，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，都會導致路面下毛細水上升，破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低路基強度，造成路堤不均勻沉降，造成路基沉陷。

1.3設(shè)計因素影響

公路建設(shè)源頭的設(shè)計資料對工程質(zhì)量有著很重要的影響，這其中有設(shè)計人員的因素和客觀條件的限制，比如設(shè)計單位中設(shè)計人員的技術(shù)水平不足、經(jīng)驗較少，或責任心不強時；或者收到投資或其他外界客觀條件限制時，都會造成對設(shè)計勘察不足、地質(zhì)資料不完善、設(shè)計方案不全面，由設(shè)計造成的忽視常有以下三點：（1）路基路面排水設(shè)施的設(shè)計的不合理；行車壓力的影響；未對濕陷性黃土地區(qū)等地基做妥善設(shè)計處理；（2）地表排水設(shè)計設(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軟臥層的調(diào)查不足等，都會引起路基沉降

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)；施工中未能嚴格按照施工工藝流程進行施工，填筑順序錯亂，常常會在標段結(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度不足；路基填筑中壓實度不夠，以上種種原因?qū)е侣坊┕ね瓿珊螅坊钔脸霈F(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、施工現(xiàn)場管理等諸多環(huán)節(jié)都會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，路基填料會越來越密實，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加強公路勘察和設(shè)計管理

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)計階段應(yīng)認真調(diào)查沿線地區(qū)的地質(zhì)、氣候、水文情況，認真選線，全局考慮，綜合設(shè)計；特別是對特殊地區(qū)，比如黃土地區(qū)、液化地基、采空區(qū)等要重點勘探，對路基進行妥善處理；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)計時要用發(fā)展的眼光，根據(jù)通車流量增加適當提高路基壓實強度，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重點控制現(xiàn)場施工管理

要嚴格遵守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；同時要加強招投標制度管理，確保有實力、管理能力與機制完善的企業(yè)中標施工，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。

對軟弱土、鹽漬土、黃土、液化地基等特殊地基，務(wù)必做好對原路面的換填和坡面處理；路基的填筑和壓實工序?qū)β坊料莅l(fā)生的影響至關(guān)重要，所以要嚴格按照《公路路基技術(shù)規(guī)范》要求進行路基施工，并通過試驗段施工數(shù)據(jù)，確定不同機具壓實不同填料的最佳含水量、和松鋪厚度，以及壓實遍數(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、強度較高的粘性土、片石、卵石回填并壓實或夯實。這種方法經(jīng)濟且操作簡便，主要適用于沉陷面積不大、深度較淺的路基。注意挖除舊土時要鏟除干凈，挖補的面積要適當擴大，同時挖成臺階形狀，逐層的填筑，壓實度比原來高出2%。

3.2固化劑法

固化劑是一種由多種無機、有機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，對于需加固的土壤，根據(jù)土壤的物理和化學性質(zhì)，只需摻入一定量的固化劑，經(jīng)拌勻、壓實處理，即可達到需要的性能指標。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；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)生物理和化學的反應(yīng)，在原來的地基中就形成了強度非常*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，這種方法對環(huán)境影響很小、施工簡便、工期短、成本低。

3.4反壓護道法

軟弱土基上填筑路基時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，用反壓護道法可以減緩路基沉降，使路基下的軟弱層趨于穩(wěn)定，護道的填筑應(yīng)與路基填筑同時進行，護道的高度為路基高度的0.3-0.5倍，其壓實度與路基的壓實度相同，反壓護道采用應(yīng)該在路基填筑高度極限值的1.5-2.0倍時采用。

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，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不到規(guī)范要求時必須進行基底換填換填深度一般在50-80cm，如果路堤在臨河一面時要求基礎(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，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，所以對于這類路基病害，一定要以預(yù)防為主，從設(shè)計源頭和施工過程中消滅人為影響因素；當路基沉陷發(fā)生時，要注意考察病害發(fā)生的具體原因和當?shù)氐膶嶋H情況，用最恰當、最經(jīng)濟的處治方法及時治理，確保公路工程的使用質(zhì)量和壽命。