公路工程不良路基的形成原因及防治措施

摘要：近年的工程實踐和調查表明，在地區(qū)公路建設中也遇到了大量不良地質情況，這種不良地質路段的地質成因與結構組成復雜，土層厚度變化大，土體性質差異顯著。如何針對地區(qū)具體地址特點進行經(jīng)濟合理的處理，以及采用何種地基處理工藝與施工技術等是目前亟待解決的問題。

關鍵詞 ： 不良路基； 形成原因； 特征； 防治措施

1 引 言

路基是公路重要組成部分之一，在道路建設中，路基施工一般會對原有地面自然狀態(tài)進行改變，其中填、挖、借棄土等會會當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農田水利等造成一定影響。同時，公路路基具有工程量大、投資高以及周期長等特點，而它的質量好壞直接關系到整個公路的使用情況，但是，公路建設不可避免的會通過地質復雜的路段，在這些復雜路段如何減少路基建設對當?shù)丨h(huán)境造成的不良影響，又確保路基的質量，一直是公路建設中的一個難題，這也正是本文研究的出發(fā)點與核心內容。

2 公路路基常見質量問題及其分析

2.1 路基常見質量問題

當公路建設完成投入使用多年后，路基比較常見的質量問題一般有如下幾種：路基局部或者整體發(fā)生不均勻沉降；路基縱橫方向產(chǎn)生開裂；路基滑移甚至是出現(xiàn)邊坡滑坍。

2.2 不良路基形成原因分析

2.2.1 工程地質方面

路基建設過程中難免會出現(xiàn)工程地質條件不良的情況，這些路段的路基一般都會存在質量隱患。例如： 原地面比較軟弱，如果填筑之前沒有進行挖土換填或者軟基處理，那么在荷載反復作用下很容易出現(xiàn)壓縮下沉甚至是擠壓位移的現(xiàn)象； 當?shù)缆反┻^溝谷需要填方時，溝谷中心位置填土高度最大，向兩端逐漸減少，很容易因為填土高度不同出現(xiàn)不均勻沉降； 降雨量過大而無法及時排水、洪水、積雪、冰凍以及溫差過大，都可能造成高填路基發(fā)生不均勻沉降； 如果路基填料中混入有腐殖土、種植土或者是泥沼等劣質土，填土中含有未經(jīng)打碎的大塊土或凍土等，以及填石路基中石料性質、規(guī)格不一，都可能造成路基局部產(chǎn)生明顯沉降甚至破壞。

2.2.2 設計方面

設計的合理與否是路基質量能否滿足要求的最根本因素，如果設計中存在路基斷面尺寸不合理，邊坡坡比取值不當，排水、防護與加固措施存在不妥，高填路基缺少必要的穩(wěn)定性驗算，未對施工填料、工藝等進行特別說明或要求等現(xiàn)象，均會對日后建成道路造成不良影響，引發(fā)各種路基質量問題。

2.2.3 施工方面

施工質量的好壞直接決定著整個公路的質量，但是，施工單位人員復雜，管理很難全部到位，難免出現(xiàn)施工不符合規(guī)范要求的現(xiàn)象，比較常見的有：沒有在整個路段分層填筑，填筑高度不符合設計或規(guī)范要求；原路面未徹底清除邊坡植被、隱藏的樹根，沒有做臺階處理； 填料質量不符合要求，性質不一的填料混合在一起使用，沒有嚴格控制路基填料含水量，缺少必要的大型整平、碾壓設備，壓實度不符合規(guī)定；施工過程中沒有按照設計要求考慮排水問題。如果填料以及填筑過程不符合要求，很容易造成不均勻沉降或者路基開裂；如果未做好排水處理，在雨季的時候，路基水不能及時排出，積水會逐漸浸入路基內部形成水囊，以致產(chǎn)生質量隱患。

2 不良地基地質結構特征

不良地質路段地質勘探結果， 包括有機質砂和砂質淤泥厚度、地質結構及土性特點、地下水位高度及地形地貌特點。不良地基隨地形地貌特點的不同其地質結構及土性而發(fā)生改變。經(jīng)過河流階地或河流漫灘時， 地下水位偏高，在地下水的浸泡下 ， 形成細沙質淤泥地基。路線經(jīng)過風沙灘地或丘間洼地時，由于其“碟”形微地貌不利于排水， 地表為松散的粉細砂， 形成粉細沙質淤泥地基。

1. 不良地基主要分布在沼澤洼地或河流漫灘， 地下水位埋藏較淺 ， 雨季低洼處常積

水形成海子和濕地。

2.軟基的抗剪強度小，地基承載力較低。

3. 不良地質路段地表通常為含有腐植質的亞砂土和粉細砂， 下部為中砂和粉細砂。其中部分路段地表以下 1.0～2.0m 之間夾有30cm 左右厚的“馬糞土”， 呈褐色、質輕、結構軟、有臭味、強度較低。

3 不良路基的防治措施

3.1 強夯處理

對于路段處于溶濁裂隙發(fā)育區(qū)可采用強夯法地基處理，這在國內高速公路建設中尚屬少見，其主要目的在于：（1）根據(jù)動力固結原理，利用重錘夯擊產(chǎn)生沖擊波和動應力，改變灰?guī)r以上土層的力學性能，提高土的均勻性和強度，降低土的壓縮性，以減少可能出現(xiàn)的不均勻沉降。（2）提高土的密實性，使粘土形成一個良好的隔水層，阻礙地下水滲入路基進入下層溶洞，以控制溶洞進一步發(fā)育；對淺層洞穴，利用重錘夯擊，力求擊穿洞穴頂板或加固溶洞頂板土層，消除坍塌隱患。（3）加固后的巖體與其上土層形成一個良好的、整體的硬殼層，以滿足公路工程荷載要求。

3.1.1 基本參數(shù)的確定

施工設備采用履帶旋轉式吊機及自動脫鉤裝置，直徑ф2.4帶氣孔的圓柱形鋼質錘，錘重 150KN，起吊高度一般位 12～15m， 單擊夯擊能1500～2000KN.m，根據(jù)有關試驗結果，公路行車載荷對路的影響深度為 3～5m，因此地基設計有效加固深度為 5m。

3.1.2 錘擊次數(shù)的確定

應根據(jù)現(xiàn)場實際情況，先在場地內溶蝕區(qū)和非溶蝕區(qū)各選一個試夯區(qū)，通過對不同區(qū)域試夯得到的錘擊次數(shù)（夯擊能）與夯沉量關系曲線圖、夯沉與隆起變化，經(jīng)分析比較后，在滿足最后兩擊平均夯沉量小于50mm、夯坑周圍無過大隆起的前提下，確定錘擊次數(shù)。

3.1.3 質量控制措施

根據(jù)工程的地質情況，為了達到加固效果，施工中采取了如下措施：

（1）按設計要求，做好場地整平、清理和排水工作，確保場內無積水；

（2）準確控制單點夯擊能，確保有效加固深度；

（3）重視對每個夯點擊數(shù)和夯沉量及周圍地面土體隆起高度的觀測檢查，若發(fā)現(xiàn)異常，應及時采取相應措施，修正技術參數(shù)；

（4）及時清除夯擊過程所產(chǎn)生的浮泥，并對夯坑及塌陷路基采用級配良好的砂礫材料進行置換。

3.2 換填處理

主要適用于路基填土高度在 2m 以下的矮路堤中，一般挖除深度控制在 60—80cm厚滲水性較好的天然砂礫、山皮石或風化砂做替換材料，以每層填料厚度不超過 30cm分層填筑，分層碾壓成型，以提高基底承載力，從而達到人工處理地基的目的。

3.3 直接填筑墊層

主要適用于路基填土高度在 2m 以上的路堤中。首先在原地面上的清除草皮表土，坡腳外挖成縱向溝底不小于 0.5% 坡度的排水溝；橫向以 20m 左右等距 50cm 深寬填砂礫或碎石的魚刺排水溝，且與縱向排水溝聯(lián)通。基底大致整平后，按全幅分層填筑 60—80cm 厚的天然砂礫、山皮石或風化砂一次穩(wěn)定成型，作為人工填筑的持力層。個別軟土層較厚，且路基填土較高的地段，采用反壓護坡道的方式兩側各加寬填筑 2—3m，同時控制填筑加載速度，以保持軟土層的徐徐沉降，完成固結，以利穩(wěn)定。

3.4 拋石擠淤超載預壓力反壓護道

對于無法排水的水庫、水塘、沼澤，采用不小于 30cm 石質堅硬、不易風化的塊石和優(yōu)質天然砂礫由路中心向兩側拋擠滾填。填出水面后，再分層水平填筑，分層壓實。此法有三個要點：一是要控制填料質量和填筑的位置，保證具有流動性的淤泥順次被拋石擠到路基以外；二是要力爭枯水期施工，爭取自然沉降的時間；三是要實施超載預壓和反壓護道予以配合使用進行補充，做好沉降量和穩(wěn)定的觀測。

參考文獻：

[1] 曹曉川. 對不良路基的成因及處理措施的幾點研究[J]. 中國科技財富. 2011（03）

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