張愛(ài)玲

(太原路橋建設(shè)有限公司，山西太原 030012)

路基是公路工程結(jié)構(gòu)的主要部分，它是在天然地表面按照我們?cè)谶M(jìn)行公路工程建設(shè)時(shí)設(shè)計(jì)的線形(位置)和設(shè)計(jì)的橫斷面(幾何尺寸)要求開(kāi)挖或填筑而成的巖土結(jié)構(gòu)物。路基長(zhǎng)期裸露在大氣中，承受土體的自重、行車的荷載和各種的自然因素作用，會(huì)發(fā)生各種變形，嚴(yán)重影響行車質(zhì)量和安全。公路路基沉陷是指路基表面在垂直方向產(chǎn)生的較大沉落。路基沉陷經(jīng)常是不均勻的，極易造成路面結(jié)構(gòu)破壞，影響路面平整度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)局部破壞路段，造成交通中斷。它是一種很常見(jiàn)的公路工程質(zhì)量通病，從我們的實(shí)際施工中來(lái)看，在一定程度上可以避免出現(xiàn)，但又很難杜絕。所以，對(duì)于公路路基沉陷的原因分析并及時(shí)地提出預(yù)防和處治措施，是非常有必要的，它對(duì)公路工程質(zhì)量起著重要的作用。

1 路基沉陷的原因分析

路基沉陷的原因主要從路基設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面分析。

1.1 路基設(shè)計(jì)方面

1.1.1 地形、地質(zhì)因素

一般來(lái)說(shuō)，建設(shè)工程所在地的地形、地質(zhì)這些因素都會(huì)影響路基。如:地質(zhì)情況復(fù)雜，地基軟弱，承載力要求達(dá)不到，特別是在流沙，泥沼等特殊地段，公路設(shè)計(jì)時(shí)，一定要嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)承載力、專業(yè)施工技術(shù)等，若設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮這些，公路的斷面尺寸不合理，排水系統(tǒng)不穩(wěn)妥，防護(hù)系統(tǒng)不牢靠等，就會(huì)造成路基的沉陷。如果路基土壤中含有腐殖土、流沙、泥沼土等劣質(zhì)土，或者夾雜部分塊狀土，凍土等，抑或是石方路基的填料有大有小，規(guī)格尺寸不勻，性質(zhì)不均，在堆積時(shí)混亂，石塊間的空隙過(guò)大，都會(huì)造成側(cè)向傾斜。當(dāng)有荷載作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生土顆粒傾向移動(dòng)，結(jié)構(gòu)損壞，減弱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，公路路基強(qiáng)度大幅度的降低，最終也會(huì)造成公路路基沉陷。

1.1.2 水文、氣候因素

一般來(lái)說(shuō)，建設(shè)工程所在地的水文、氣候這些因素也會(huì)影響路基。如:所在地降雨量的大小，洪水干旱，冰凍積雪等自然災(zāi)害，若排水不暢，極可能導(dǎo)致積水，這些極端的氣候條件，也會(huì)造成路面以下溫差過(guò)大，從而導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞，強(qiáng)度下降，使得路基沉陷。

1.1.3 排水設(shè)計(jì)因素

路基的排水設(shè)計(jì)因素是很重要的，排水如果不及時(shí)，水滲入到路基，路基填料含水量增加，會(huì)降低路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因而，水對(duì)路基的危害很大，從一定程度上，通俗點(diǎn)說(shuō)，水是路基的敵人。排水設(shè)計(jì)不合理，最容易造成路基的下沉，形成路基沉陷。

1.2 路基施工方面

1.2.1 施工因素

路基工程施工時(shí)，施工人員沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，如:填土材料、路基土質(zhì)不良未進(jìn)行基底處理、結(jié)合部處理不當(dāng)、壓實(shí)工藝等諸多施工管理因素都會(huì)影響公路路基工程的質(zhì)量問(wèn)題。如:我們?cè)谑┕み^(guò)程中，因路基施工填料不好，或者在同一層內(nèi)鋪筑土方的厚度未進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其在壓實(shí)機(jī)械實(shí)際的壓實(shí)范圍之外，層鋪厚度超過(guò)路基壓實(shí)機(jī)械有效壓實(shí)范圍，因而，路基填土工程達(dá)不到施工壓實(shí)度規(guī)范要求，使路基下沉。

1.2.2 施工地質(zhì)、氣候等客觀因素

在路基實(shí)際施工時(shí)，如遇特殊地質(zhì)條件，填筑時(shí)壓實(shí)情況不好，沒(méi)有換土，對(duì)地基的處治不到位，地基壓實(shí)度達(dá)不到工程要求，都會(huì)造成路基的沉陷。如遇極端惡劣的強(qiáng)降雨天氣，路基排水不暢通，就會(huì)造成路面下毛細(xì)水上升，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使得公路路堤產(chǎn)生不均勻的下沉。

1.2.3 行車荷載因素

伴隨著公路事業(yè)的發(fā)展，公路行車量也隨著時(shí)間而逐漸增多，公路超載的情況也如影隨形地嚴(yán)重起來(lái)，在大量的超載車輛和公路自身的重量作用下，路基填料密實(shí)度會(huì)逐漸的增大，而空隙率會(huì)逐漸的減小，勢(shì)必造成公路路基沉陷。

1.2.4 路基填料

路基沉陷與填料的質(zhì)量、含水量、壓實(shí)時(shí)的厚度有很大的關(guān)系。一般，選用穩(wěn)定性較差的路基填料，比如采用高液限黏土、粉質(zhì)土或者使用腐質(zhì)含量較高的土料填筑路堤，會(huì)使路堤發(fā)生局部變形。

2 路基沉陷的處治措施

2.1 加鋪路面法

根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超載預(yù)壓，表面銑刨拉毛后直接加鋪路面，對(duì)沉降引起的裂縫應(yīng)先采取鉆孔壓漿處理。

2.2 換土復(fù)壓法

由于路基填筑土不符合規(guī)范要求，路基出現(xiàn)下沉，但面積不大且深度不深時(shí)，可采用換土復(fù)壓法，此法方便施工，將原有路基出現(xiàn)病害部分的土挖去，一般更換級(jí)配較好的砂礫土，采用塑性指數(shù)滿足規(guī)范要求的亞黏土為宜。碾壓時(shí)應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)械的壓實(shí)能量，控制碾壓土的含水率符合最優(yōu)百分比，選擇適當(dāng)?shù)哪雺悍謱雍穸群湍雺罕閿?shù)。

2.3 砂石樁法

砂石樁適用于擠密松散砂土、粉土、黏性土及雜填土等地基。在飽和黏土地基上對(duì)變形控制要求嚴(yán)格的工程，不宜單獨(dú)采用砂石樁處理，宜結(jié)合剛性樁長(zhǎng)樁形成復(fù)合樁處理。此法施工機(jī)械類型很多，常用振動(dòng)式砂石樁機(jī)和錘擊式砂石樁機(jī)。

2.3.1 振動(dòng)沉管成樁法

為了保證樁身的完整連續(xù)，根據(jù)試驗(yàn)確定拔管速度，一般拔管速度控制在3.5 cm/s。當(dāng)填砂石量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，樁徑偏小，宜采用停拔留振和反插等工藝施工控制。電機(jī)的工作電流能直觀地反映樁身的密實(shí)程度，當(dāng)密實(shí)程度達(dá)不到要求時(shí)，增加擠壓次數(shù)和停拔留振時(shí)間。為了保證樁端不出現(xiàn)夾泥斷樁現(xiàn)象，先在管內(nèi)投入砂石料復(fù)打樁端。

2.3.2 錘擊沉管成樁法

有效地控制好錘擊內(nèi)管貫入度，可保證砂石樁體的連續(xù)性、密實(shí)性和樁周土的擠密均勻性。

2.4 水泥土攪拌法

水泥土攪拌法適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水率較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120 kPa的黏性土等。此法的加固深度取決于施工機(jī)械的效率。

一般來(lái)說(shuō)，為使攪拌樁基本垂直于地面，要特別注意深層攪拌機(jī)的平整度和導(dǎo)向架對(duì)地面的垂直度，應(yīng)控制機(jī)械的垂直度偏斜不超過(guò)1%。布樁位置與設(shè)計(jì)誤差不得大于2 cm，而成樁樁位偏差不應(yīng)超過(guò)5 cm。

2.5 灌漿法

灌漿法通過(guò)注漿管將漿液均勻地注入地層中，利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，以漿液趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣，占據(jù)其空間，我們通?？刂频揭?guī)范規(guī)定時(shí)間后，漿液將原松散的土?；蛄芽p膠結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。采用此法，應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際情況，進(jìn)行方案的選擇。對(duì)孔隙較大的砂礫石層和裂隙巖層一般采用滲入性注漿法，在砂層中灌注粒狀漿材宜采用水力劈裂法，在黏性土層中可采用水力劈裂法或電動(dòng)硅化法，為了矯正不均勻沉陷則可采用壓密灌漿法。我們?cè)谶x擇灌漿方案時(shí)，必須把技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性全面考慮進(jìn)來(lái)。在進(jìn)行灌漿時(shí)，我們要注意漿液凝固時(shí)間，應(yīng)根據(jù)灌漿土層的體積、滲透性、孔隙尺寸和孔隙率、漿液的流變性和地下水流速等實(shí)際情況來(lái)確定。通?；瘜W(xué)漿液的凝結(jié)時(shí)間可在幾秒鐘到幾小時(shí)之間調(diào)整，水泥漿為3 h～4 h，黏土水泥漿則更慢。水泥漿液在不同地質(zhì)條件和不同灌漿壓力條件下，漿液質(zhì)量會(huì)有所不同，要提前進(jìn)行灌漿試驗(yàn)來(lái)確定其注漿壓力與注漿量。采用灌漿法，宜選用小型潛孔鉆成孔，其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)尺快、易搬動(dòng)、操作簡(jiǎn)單、鉆孔成本低。施工注漿結(jié)束后，所使用的注漿花管會(huì)很難拔出，如果強(qiáng)行拔出，會(huì)使路基破壞。所以，一般結(jié)束時(shí)將注漿花管作為非預(yù)應(yīng)力錨桿留在路基內(nèi)，可以起到管架的作用，這樣對(duì)于路基強(qiáng)度的提高有很大的好處。

2.6 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是反復(fù)將很重的錘提到高處使其自由落下，使地基受到?jīng)_擊和振動(dòng)。它不但能提高地基土的強(qiáng)度、降低其壓縮性，而且還能改善其抗振動(dòng)液化的能力和消除土的濕陷性。

此法常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強(qiáng)夯施工前，我們一般應(yīng)根據(jù)初步確定的強(qiáng)夯參數(shù)，通過(guò)進(jìn)行試夯，最后確定工程所需采用的各項(xiàng)強(qiáng)夯參數(shù)，若符合設(shè)計(jì)要求，則可采用不同設(shè)計(jì)參數(shù)的方案，進(jìn)行擇優(yōu)選用，反之，要及時(shí)改變強(qiáng)夯參數(shù)。施工時(shí)，必須先深后淺(先加固深層土，再加固中層土，最后加固表層土)，根據(jù)規(guī)定施工順序進(jìn)行，按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量，要高度重視表層土的夯實(shí)問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著公路建設(shè)速度加快，里程增加，如何快速處治路基路面病害，保證公路安全暢通，提高公路使用效率，延長(zhǎng)使用壽命，制訂切實(shí)可行的處治措施是擺在當(dāng)前的緊迫任務(wù)。路基沉陷病害的防治，我們要準(zhǔn)確把握其病害的產(chǎn)生原因，從源頭上加以防治，始終貫徹“預(yù)防為主，綜合治理”的原則，及時(shí)采取有效的處治措施，消除路基病害安全隱患，提高工程質(zhì)量。

［1］JTG F10-2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］JTJ 073-96，公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］JTG D30-2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］交通部電視中專教材編審委員會(huì).公路施工與養(yǎng)護(hù)［M］.北京:人民交通出版社，1998.

［5］張 勇，楊廣慶.高等級(jí)公路路基病害分析與防治技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［6］譚詩(shī)樵.高等級(jí)公路管理［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1992.

［7］譚詩(shī)樵，寇林田，周曉龍，等.高速公路養(yǎng)護(hù)管理手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2002.