陳恭

（福建省林業(yè)勘察設計院福建省福州市　350001）

公路路面塌陷成因分析及地基處理

陳恭

（福建省林業(yè)勘察設計院福建省福州市350001）

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于交通的需求日益增長，這也就促進了我國公路交通建設的規(guī)模的擴大。但是，部分公路在建設工程結(jié)束并經(jīng)過了一段期間的使用之后，出現(xiàn)了嚴重的病害。甚至是塌陷，這在很大程度上影響了人民群眾的生命財產(chǎn)安全。本文就公路路面塌陷成因分析及地基處理問題做出了詳細的研究。

公路；路面塌陷；成因分析；地基處理

引言

我國土地面積幅員遼闊，地形地貌復雜多變，土質(zhì)條件多樣化。地基問題在現(xiàn)階段的公路建設中十分常見，例如：因抗剪強度不足導致的局部或整體剪切破壞，造成塌方邊坡和路基失穩(wěn)等問題。這些問題的存在嚴重影響到了公路的正常使用，因此，重視公路塌陷現(xiàn)象出現(xiàn)的原因并且高效地處理地基問題，是目前有關單位必須要進行的工作。

1　福建省公路路面塌陷成因分析

福建省的公路路面塌陷一般都是由路基病害造成的。目前，造成路基病害產(chǎn)生的條件有以下幾種：路基沉陷、邊坡滑塌、邊坡崩塌和碎落、路堤沿山坡滑動、路堤坍散、不良地質(zhì)水文條件造成路基破壞等。且造成路基病害的因素也有很多，不僅有內(nèi)在因素，也有外在因素。其中，路基病害產(chǎn)生的內(nèi)在因素是路面坍塌形成的基礎，如巖土性質(zhì)、地質(zhì)構造、地形地貌等。而外因則是通過內(nèi)因?qū)β访嫠萜鹬龠M作用，如水的作用、地震和人為因素等。在整個公路地面塌陷過程中，因路面豆腐渣工程、維修不及時、安全監(jiān)管不到位、路基被挖空等情況導致的公路路面坍塌事故不計其數(shù)。由此可以得出，公路路面塌陷是內(nèi)外因素綜合作用下的效果。到目前為止，我國的很多城市市政道路上都出現(xiàn)了或多或少的路面塌陷事故，其發(fā)生的原因都大同小異。降水量和工程建設活動密切聯(lián)系著公路路面塌陷的范圍、規(guī)模和危害程度。對于福建省的公路路面塌陷狀況，其發(fā)生的主要原因包括人為因素和自然因素兩部分。

1.1人為因素

①原材料把關不嚴。福建省公路路面塌陷頻繁發(fā)生的根本原因，就是施工企業(yè)之間的惡性競爭，從而造成工程競標價的一低再低以及較多的轉(zhuǎn)包次數(shù)，進而使得企業(yè)為節(jié)省成本，大多采用質(zhì)量標準低下的施工材料，這雖然使得企業(yè)的公開數(shù)據(jù)相對合理，但為工程埋下了嚴重的隱患。②施工過程控制不嚴。在現(xiàn)階段福建省的公路路面塌陷事故中，在對路面進行開挖時，回填土的不實是其發(fā)生的主要因素之一；且在非開挖施工工程中，相關施工人員不按照相應的規(guī)范和標準來進行工程的施工，這會給管道上面的道路埋下嚴重的安全隱患。同時，除了殘留在地層中被抽空的水囊之外，降水施工完成后殘留的降水井也會造成公路路面的塌陷。按照工程施工標準，施工人員應采用混凝土填埋廢棄的降水井，從而避免地下水順著管壁滲入井內(nèi)，導致附近的水土失去平衡。但一些施工單位只是簡單地對降水井進行加蓋處理，并沒有進行實際的填埋，一旦井內(nèi)積聚的水過多，也會造成周邊路面坍塌。③在不良環(huán)境下施工等。在具體的施工過程中，大多數(shù)施工單位為了趕工期、趕進度，會不按照施工規(guī)范，在低溫、降雨等不良環(huán)境條件下施工，從而將雨水一起封入路面結(jié)構內(nèi)部，這種現(xiàn)象使得公路路面的空隙率偏大，最終為路面出現(xiàn)坑槽或塌陷埋下安全隱患。

1.2自然因素

①地下管線滲漏。地下管線是大多數(shù)城市中公路路面施工中的安全隱患，且管線一般會采用“直埋式”，也就是將各類管線直接埋入地面，并相互穿插。隨著供熱（水）網(wǎng)裂縫、滲漏等問題的出現(xiàn)，管道的安全風險也在逐漸的加大。管線老化滲水，侵蝕沖刷管網(wǎng)周邊的土壤，極易造成管網(wǎng)懸空、下沉等狀況，進而導致土層移位，并最終形成空洞。如果沒有及時的發(fā)現(xiàn)并處理相關現(xiàn)象，則會引發(fā)公路路面的塌陷。②強降水。強降水會使得路面大量積水且無法及時排出，在道路上長期淤積，出現(xiàn)雨水下滲，使得路基土質(zhì)不密實，大大增加了路面的空縫率，為道路安全埋下隱患。③其他影響因素。除了上述因素之外，影響路面塌陷的因素還有路面荷載變化、施工擾動、地下水超采等。地鐵施工及地面工程，其極易造成地層擾動，進而使得路面和內(nèi)部都有所松動，大雨滲入縫隙，地面自然下陷；對地下水超采和礦產(chǎn)等的不合理開采，破壞了地質(zhì)的結(jié)構和土壤的平衡，以及對城市地表和地下工程的超規(guī)模建設，這些都會增加公路地面的安全隱患。

2　福建省公路地基處理的常見方法

2.1換填法

當軟弱土地基的承載力與變形無法滿足設計要求且土層的厚度不大時，挖除基礎地面下一定范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部，然后用強度較大的沙分層換填，并壓實到要求的密實度，這種地基處理方式即為換填法，其在公路構筑物的地基處理中被廣泛的應用。

2.2深層密實法

2.2.1爆破法

爆破法是一種在地面深處埋藏炸藥，引爆炸藥之后，一種高速壓力波就出現(xiàn)在地基土的內(nèi)部了，爆炸的沖擊破液化了爆炸源附近區(qū)域土的疏松結(jié)構，從而形成密實的結(jié)構，使地基土得以很好的加固。如果在水下土面以上較低高度的地方防止炸藥并引爆，也能很好的加固水下土層。

2.2.2強夯法

強夯法是一種在幾十米的高處自由落下幾十噸的重錘，并強力夯擊土面的方法，這種辦法基于重錘夯實法發(fā)展起來的，但它加固的原理又不同于重錘夯實法，其主要用在液化地基的處理上，最近階段也應用于軟土地基的處理。

2.2.3擠密法

擠密法是以振動、沖擊或帶套管的方法成孔，然后將砂、石、土、石灰或其他的材料填入孔中，并對其進行振實，從而成為一種直徑較大樁體的方法，依據(jù)填入材料的不同，可以分為砂樁、土樁和石灰樁。擠密樁是一種柔性樁，它主要依靠樁管打入地基時對地基土的橫向擠密作用，在一定程度的擠密作用下移動土粒，將小顆粒填入大顆粒的空隙，使顆粒彼此依靠，減少空隙，增強土的骨架功能。深層振密法是一種以振動桿為振動器并對土加固的方法，這種方法是利用靜壓、振動等方式將帶振動翼的鋼桿插入要求深度的土層中，接著在產(chǎn)生垂直或水平振動時逐漸拔出鋼桿，從而對土進行加密。福斯特振動管、Y形振動桿是常用的振動桿，這種方法在砂土中被廣泛的使用。

2.3排水固結(jié)法

通過設置排水系統(tǒng)改善現(xiàn)有的排水條件，如圖1，即為排水固結(jié)系統(tǒng)，加強固結(jié)壓力，讓飽和的軟粘土在荷載的基礎上，逐漸排除空隙中多余的水分，減少空隙的體積，促進地基固結(jié)變形，提高它的承載力與穩(wěn)定性，提早結(jié)束沉降工程。這種方法一般適用于厚度較大的飽和軟粘土及充填土地基的處理，對于厚度較大的淤泥質(zhì)土的處理，要經(jīng)過實驗分析才可使用。

圖1　排水固結(jié)法結(jié)構圖

2.4化學加固法

化學加固法極為利用水泥漿液、粘土漿液或其他的化學漿液，通過灌注壓入、高壓噴射以及機械攪拌，膠結(jié)漿液與土顆粒，從而使地基上的物理力學性質(zhì)得到良好的改善。依據(jù)不同的施工工藝，可以將化學加固法分為以下三類：①灌漿法，也叫注漿法，其是利用液壓、氣壓或電化學的原理，通過注漿管對地層均勻的注入漿液，讓漿液以填充、滲透、擠密的方式，排除土粒間或巖石裂縫中多余的水分，并占據(jù)多余水分的位置，在經(jīng)過一段時間的人工控制之后凝固漿液，讓原先松散的土?；蛄严赌z結(jié)成為一個整體，形成一個石體，這個石體具備新的結(jié)構、高強度、良好的防滲性能、穩(wěn)定的化學性能等優(yōu)勢。②高壓噴射注漿法。③水泥土攪拌法。灌漿法通常適用于水電、礦山、鐵路等部門，高壓噴射注漿法與水泥土攪拌法是通過使用特制的攪拌機械，強制拌合地基深部的黏土顆粒與水泥，硬結(jié)之后就能對地基進行加固了，這兩種方法是最近幾年廣泛被公路工程采用的地基處理方式。

3　結(jié)語

對于不同的原因?qū)е碌墓仿访媛坊?，應嚴謹?shù)膶ζ湔{(diào)查分析，了解塌陷形成的不同狀態(tài)，采取相對應的有效的處理措施補救，例如，對于軟弱地基土及地表水形成的塌陷，應采用開挖后換填強夯，之后對地表水采取必要的排、堵措施；對于地下水形成的塌陷，可通過壓力灌漿法補救。事實證明，整治公路路基塌陷，通常都是需要多種手段配合進行才能取得理想的效果。

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U418

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1673-0038（2015）26-0312-02

2015-6-12

陳恭（1976-），男，高級工程師，大學本科，主要從事公路測量、設計工作。