路基塌方路面沉陷處理分析

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摘要：文章針對(duì)路基塌方路面沉陷的問(wèn)題，結(jié)合公路存在的安全隱患，分析塌陷的原因，對(duì)此進(jìn)行研究，制定出相應(yīng)的處理辦法，主要從固化劑法、成樁加固法、擋土墻加固支護(hù)、樹根樁加固、注漿加固、墊層法、換鎮(zhèn)法、壓力注漿法等方面提出建議，有效解決公路出現(xiàn)的路基塌方導(dǎo)致路面沉陷的問(wèn)題，以加固穩(wěn)定，使路基的安全性能得以快速提高。

關(guān)鍵詞：路基塌方；路面沉陷；濕陷性黃土

1公路塌陷情況分析

省道山嶺重丘區(qū)，該地區(qū)因土壤類型復(fù)雜，使得具有復(fù)雜的地貌，砂巖占比較高，使得該公路在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)路面塌方沉陷的問(wèn)題，為了確保公路能夠盡快恢復(fù)正常運(yùn)行，需結(jié)合實(shí)際情況，制定出具有針對(duì)性的快速應(yīng)急處理方案。路基塌方如圖1所示。該段公路屬于濕陷性黃土土質(zhì)，上覆土層在重力作用下，土體在浸水之后致使原有機(jī)構(gòu)遭到了破壞，出現(xiàn)明顯的變形，具有一定的特殊性。分布在華中、華東、東北、西北等地的部分雜質(zhì)土也具有濕陷性特點(diǎn)。濕陷性黃土在自然狀態(tài)下會(huì)呈現(xiàn)出以下四個(gè)方面的特點(diǎn)：（1）塑性弱（塑限在15%~20%，塑性指數(shù)為8~13，液限：23%~33%）[1]；（2）含水率較少，含水率10%~25%，土體處于半固態(tài)及硬塑狀態(tài)；（3）抗水性差、實(shí)壓度低；（4）高強(qiáng)度透水性。文章針對(duì)路基塌方路面沉陷的問(wèn)題展開分析，制定可行的處理辦法。

2路基塌方路面沉陷的類型及原因

2.1路基塌方路面沉陷的類型

路基塌方是公路在長(zhǎng)期使用途中，道路邊緣的巖石土層遭到了破壞，并且?guī)?dòng)路面塌陷部分左右方向大幅度偏移，使公路的溝道與路基出現(xiàn)缺陷。路面沉陷指公路在使用途中，公路基層的巖石土層遭到了破壞，出現(xiàn)上下方向偏移的現(xiàn)象，使路面層的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了超出3cm的偏移。公路建設(shè)應(yīng)用中，由于道路被損壞的位置及損壞的程度原因有很多，主要分為上部塌方與下部塌方兩種情況，也分別稱為滑體塌陷和崩塌塌陷。如有路基滑塌的現(xiàn)象出現(xiàn)，則會(huì)形成弧度的滑坡。路面下沉可分為地基式沉陷、下方被破壞沉陷及壓縮式填筑體沉陷等類型。造成道路路基沉陷與上、下部塌方沉陷的原因一致，制定出可行的處理辦法。

2.2路基塌方路面沉陷的原因

公路在使用過(guò)程中，出現(xiàn)路面沉陷的現(xiàn)象，主要是路面的表層地基結(jié)構(gòu)被破壞，承重力不夠，導(dǎo)致路面沉陷的原因還包括自然災(zāi)害形成的破壞，比如遇到突發(fā)的泥石流、地震災(zāi)害、強(qiáng)降雨天氣等情況均會(huì)使路面遭到損壞。另外，如遇高溫天氣，路面出現(xiàn)巖石溶化現(xiàn)象以及對(duì)空洞區(qū)的采挖，也會(huì)導(dǎo)致路面的沉陷。2.2.1公路外部施工導(dǎo)致的路基沉陷在公路外部施工引起的路基沉陷，極有可能是隱藏在故障路基地段附近的基坑，或其他區(qū)域的交通路段在開挖交通設(shè)施時(shí)未采取科學(xué)保護(hù)措施，從而導(dǎo)致故障路段的路基出現(xiàn)下陷或位移等現(xiàn)象。另外，輔導(dǎo)路基在建設(shè)完成后，當(dāng)?shù)氐乃块T或電力部門需要分別在主輔通道處挖掘管道線路，在橫穿主輔道路鋪設(shè)管道時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響道路的安全，也是導(dǎo)致該路段出現(xiàn)沉陷的原因之一。

2.2.2道路施工未按科學(xué)化規(guī)范操作道路施工缺乏科學(xué)合理的工藝技術(shù)，施工過(guò)程中道路臺(tái)背在進(jìn)行回填時(shí)，未按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作，由于處于臨近道路墻身的鋼板樁位置，在道路進(jìn)行灌水密實(shí)及碾壓施工時(shí)，未經(jīng)過(guò)妥善處理，致使鋼板樁在拔出后出現(xiàn)空隙，出現(xiàn)密度降低的問(wèn)題。同時(shí)也因未達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致部分通道出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。由于缺乏科學(xué)合理的施工工藝，在對(duì)道路的施工過(guò)程中，導(dǎo)致臺(tái)背回填流失，引起道路的臺(tái)背位置出現(xiàn)路基下沉現(xiàn)象。同時(shí)，連續(xù)性的填筑，由于加載的速度過(guò)快，引發(fā)的軟基過(guò)大，出現(xiàn)了路基沉降現(xiàn)象。

2.2.3超負(fù)荷運(yùn)載、交通運(yùn)輸量過(guò)大道路在建設(shè)時(shí)雖然會(huì)事先預(yù)定道路車輛的承載量目標(biāo)，但難以避免實(shí)際的車輛承載量超出了預(yù)定的承載目標(biāo)，也會(huì)使路面被破壞的概率增加?；趪?yán)重超載、超重車輛等現(xiàn)象，使路基產(chǎn)生了極大的沖擊力，直接造成路基下沉，引發(fā)路基沉降、路面開裂。

3如何快速處理路基塌方路面沉陷的問(wèn)題

3.1路面沉陷的處理

3.1.1固化劑法對(duì)于高填土路下沉過(guò)程的處理。為確保處理質(zhì)量，通常會(huì)將路基填料替換掉，但是部分路基填料替換難度大，需要在填料中添加適量的固化劑，實(shí)現(xiàn)路基淺層土或表層土的固化，常用的固化劑有水泥、石灰、石膏等。

3.1.2成樁加固法常見(jiàn)的成樁加固法主要有灰土擠密樁法和粉噴樁法。在處理路基沉陷時(shí)，灰土擠密樁加固方法常用于路基沉陷的面積低于10m2的情況。灰土擠密樁技術(shù)的原理是運(yùn)用打樁機(jī)和振動(dòng)儀器兩個(gè)設(shè)備，首先在地基土層中置入鋼套管，再將其撥出，使土層內(nèi)形成樁孔?；彝翗兜男纬梢彩窃诖诉^(guò)程的基礎(chǔ)上，用分層法將石灰土填入樁孔內(nèi)，經(jīng)過(guò)夯實(shí)加工形成的。灰土密樁加固是橫向加密土體的方式，開展施工時(shí)，在將套管打入底層過(guò)程中，會(huì)對(duì)管周圍的地基土造成一定程度的擠壓，從而對(duì)管周土地的物理性質(zhì)起到優(yōu)化作用。成樁施工時(shí)，樁間土與石灰土間產(chǎn)生離子交換和凝硬的反應(yīng)，會(huì)有熱量被釋放，使體積變大，提高密實(shí)度，減弱了濕陷性。為確保其環(huán)保性，在原位處理好濕陷性黃土，地基的深度不能低于15m。

3.1.3換填法換填法適用于施工過(guò)程中填料未按相關(guān)規(guī)定操作，導(dǎo)致通車后出現(xiàn)的道路表層塌陷的情況。換填法的特點(diǎn)是成本低，速度快且易操作，主要是通過(guò)一種填土復(fù)填法的方式，將沉陷在路基部分殘?jiān)奶盍锨宄缓蟾鶕?jù)有關(guān)規(guī)定將填料整平壓實(shí)，回填完整。在回填過(guò)程中所使用的材料，應(yīng)確保塑性指數(shù)和級(jí)配達(dá)標(biāo)，回填使用材料均采用亞黏土和沙礫土為主?；靥顣r(shí)需注意，先擴(kuò)大挖補(bǔ)面積，將路基開挖成臺(tái)階的形狀，再用分層建筑法，將壓實(shí)度提升1%~2%[2]。

3.1.4墊層法一般采用墊層法較為合適，具體操作步驟是先用素土與灰土制作成墊層，然后根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用適宜的材料進(jìn)行施工。主要通過(guò)減少對(duì)路基底部的濕陷處理，減小濕陷程度，起到良好的控制剩余沉陷量的作用。具體操作細(xì)節(jié)：在處理墊層的施工中，先將清理的濕陷性土質(zhì)提前修復(fù)并清除掉，然后將這部分活性土加工成土料，進(jìn)行篩分，并在含水量充足的情形下將其逐層填復(fù)。在進(jìn)行填復(fù)施工時(shí)，以夯實(shí)機(jī)提示的數(shù)據(jù)作為單層的厚度（低于30cm）的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。另外，在進(jìn)行灰土的墊層操作時(shí)，通?；遗c土的調(diào)和比例為2：8，且厚度不低于2m。

3.1.5壓力注漿法灌漿法施工是為了使原本松散的裂縫與土粒實(shí)現(xiàn)重新膠結(jié)，實(shí)際施工過(guò)程中常用的方法有氣壓施工與液壓施工。任何施工方法都是將漿液注入注漿管中，使其進(jìn)入地層中通過(guò)填充、擠密或滲透等多種方式填滿土粒與巖石裂縫。漿液濃度是整個(gè)灌漿法施工中重要的控制內(nèi)容，若漿液壓力過(guò)大，會(huì)對(duì)路基結(jié)構(gòu)造成破壞，若是漿液壓力過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致施工中出現(xiàn)空白區(qū)。在灌漿施工前需對(duì)灌漿壓力進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)路基的類型及注漿量確定其注漿的壓力范圍，漿液濃度的比例不超過(guò)1：1。另外，在整個(gè)施工過(guò)程中還需控制水量，確保密度達(dá)標(biāo)，使?jié){液更好的滲融到路基層內(nèi)。

3.2路基塌方的解決辦法

3.2.1擋土墻加固支護(hù)方式為使路基修復(fù)起到明顯的效果，需在路基塌方的區(qū)域采用擋土墻加固，此方法適用于土體側(cè)向的滑移度較小且公路塌方程度低的情況?？刂坡坊履_的辦法是將混凝土與砌石墊鋪至路基坡腳處，使其更加堅(jiān)固?？紤]到土層承重力低的問(wèn)題，在加設(shè)擋土墻時(shí)采用偏軟的巖土層較為合適。山區(qū)地段的公路道路的狹窄，再加上擋土墻的重量過(guò)大，其成本與工程量都較高，因此擋土墻的設(shè)置相對(duì)困難。

3.2.2樹根樁加固方式采用樹根樁加固的方式，樹根樁樁徑要求為10~25cm（須選用較偏小的鉆孔灌注樁）?？梢愿鶕?jù)道路施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況加設(shè)鋼筋籠，首先進(jìn)行鉆孔操作，再利用壓力作用注入水泥砂漿，以構(gòu)成“樁”。另外，還可在鋼筋籠被放置后灌注水泥漿和碎石，起到加固的作用。此應(yīng)用過(guò)程中，為提高土體的穩(wěn)定性，須在樁頂位置增設(shè)網(wǎng)型鋼筋混凝土。在樹根樁加固實(shí)施的辦法應(yīng)用中，在樁頂?shù)奈恢每杉又簿W(wǎng)型鋼筋混凝土，以維持土體的牢固性。

3.2.3注漿加固方式為使?jié){液完全滲透到公路路基，有效排出聚集在其中的空氣和水分，可在路基內(nèi)置入注漿管，在路基底部注入漿液，須采用注漿加固的方式，結(jié)合液壓與電化學(xué)原理，這種方式施工的特點(diǎn)是裂縫與松散粒再次膠結(jié)的速度快，穩(wěn)固性高，防水效果顯著。

4結(jié)語(yǔ)

公路路基塌方路面沉陷的問(wèn)題雖然有臨時(shí)應(yīng)急的方法，但是為了解決根本，還需結(jié)合公路塌陷的實(shí)際情況，針對(duì)性地選擇合適的處理方案解決。使公路恢復(fù)正常使用，減少經(jīng)濟(jì)損失，快速解決公路路基塌方以及路面沉陷的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]柴愛(ài)紅.路面塌陷成因及處理要點(diǎn)分析[J].山西建筑，2013，39（13）：149-150.

[2]余清國(guó).關(guān)于路橋工程中路基路面沉陷及其養(yǎng)護(hù)的探討[J].科研，2016（16）：57.

作者：馬小龍 單位：甘肅省天水市張家川回族自治縣交通運(yùn)輸局