公路路面塌陷成因分析及地基处理

陈恭

（福建省林业勘察设计院福建省福州市　350001）

公路路面塌陷成因分析及地基处理

陈恭

（福建省林业勘察设计院福建省福州市350001）

随着我国社会经济的发展，人们对于交通的需求日益增长，这也就促进了我国公路交通建设的规模的扩大。但是，部分公路在建设工程结束并经过了一段期间的使用之后，出现了严重的病害。甚至是塌陷，这在很大程度上影响了人民群众的生命财产安全。本文就公路路面塌陷成因分析及地基处理问题做出了详细的研究。

公路；路面塌陷；成因分析；地基处理

引言

我国土地面积幅员辽阔，地形地貌复杂多变，土质条件多样化。地基问题在现阶段的公路建设中十分常见，例如：因抗剪强度不足导致的局部或整体剪切破坏，造成塌方边坡和路基失稳等问题。这些问题的存在严重影响到了公路的正常使用，因此，重视公路塌陷现象出现的原因并且高效地处理地基问题，是目前有关单位必须要进行的工作。

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，造成路基病害产生的条件有以下几种：路基沉陷、边坡滑塌、边坡崩塌和碎落、路堤沿山坡滑动、路堤坍散、不良地质水文条件造成路基破坏等。且造成路基病害的因素也有很多，不仅有内在因素，也有外在因素。其中，路基病害产生的内在因素是路面坍塌形成的基础，如岩土性质、地质构造、地形地貌等。而外因则是通过内因对路面塌陷起着促进作用，如水的作用、地震和人为因素等。在整个公路地面塌陷过程中，因路面豆腐渣工程、维修不及时、安全监管不到位、路基被挖空等情况导致的公路路面坍塌事故不计其数。由此可以得出，公路路面塌陷是内外因素综合作用下的效果。到目前为止，我国的很多城市市政道路上都出现了或多或少的路面塌陷事故，其发生的原因都大同小异。降水量和工程建设活动密切联系着公路路面塌陷的范围、规模和危害程度。对于福建省的公路路面塌陷状况，其发生的主要原因包括人为因素和自然因素两部分。

1.1人为因素

①原材料把关不严。福建省公路路面塌陷频繁发生的根本原因，就是施工企业之间的恶性竞争，从而造成工程竞标价的一低再低以及较多的转包次数，进而使得企业为节省成本，大多采用质量标准低下的施工材料，这虽然使得企业的公开数据相对合理，但为工程埋下了严重的隐患。②施工过程控制不严。在现阶段福建省的公路路面塌陷事故中，在对路面进行开挖时，回填土的不实是其发生的主要因素之一；且在非开挖施工工程中，相关施工人员不按照相应的规范和标准来进行工程的施工，这会给管道上面的道路埋下严重的安全隐患。同时，除了残留在地层中被抽空的水囊之外，降水施工完成后残留的降水井也会造成公路路面的塌陷。按照工程施工标准，施工人员应采用混凝土填埋废弃的降水井，从而避免地下水顺着管壁渗入井内，导致附近的水土失去平衡。但一些施工单位只是简单地对降水井进行加盖处理，并没有进行实际的填埋，一旦井内积聚的水过多，也会造成周边路面坍塌。③在不良环境下施工等。在具体的施工过程中，大多数施工单位为了赶工期、赶进度，会不按照施工规范，在低温、降雨等不良环境条件下施工，从而将雨水一起封入路面结构内部，这种现象使得公路路面的空隙率偏大，最终为路面出现坑槽或塌陷埋下安全隐患。

1.2自然因素

①地下管线渗漏。地下管线是大多数城市中公路路面施工中的安全隐患，且管线一般会采用“直埋式”，也就是将各类管线直接埋入地面，并相互穿插。随着供热（水）网裂缝、渗漏等问题的出现，管道的安全风险也在逐渐的加大。管线老化渗水，侵蚀冲刷管网周边的土壤，极易造成管网悬空、下沉等状况，进而导致土层移位，并最终形成空洞。如果没有及时的发现并处理相关现象，则会引发公路路面的塌陷。②强降水。强降水会使得路面大量积水且无法及时排出，在道路上长期淤积，出现雨水下渗，使得路基土质不密实，大大增加了路面的空缝率，为道路安全埋下隐患。③其他影响因素。除了上述因素之外，影响路面塌陷的因素还有路面荷载变化、施工扰动、地下水超采等。地铁施工及地面工程，其极易造成地层扰动，进而使得路面和内部都有所松动，大雨渗入缝隙，地面自然下陷；对地下水超采和矿产等的不合理开采，破坏了地质的结构和土壤的平衡，以及对城市地表和地下工程的超规模建设，这些都会增加公路地面的安全隐患。

2　福建省公路地基处理的常见方法

2.1换填法

当软弱土地基的承载力与变形无法满足设计要求且土层的厚度不大时，挖除基础地面下一定范围内的软弱土层部分或全部，然后用强度较大的沙分层换填，并压实到要求的密实度，这种地基处理方式即为换填法，其在公路构筑物的地基处理中被广泛的应用。

2.2深层密实法

2.2.1爆破法

爆破法是一种在地面深处埋藏炸药，引爆炸药之后，一种高速压力波就出现在地基土的内部了，爆炸的冲击破液化了爆炸源附近区域土的疏松结构，从而形成密实的结构，使地基土得以很好的加固。如果在水下土面以上较低高度的地方防止炸药并引爆，也能很好的加固水下土层。

2.2.2强夯法

强夯法是一种在几十米的高处自由落下几十吨的重锤，并强力夯击土面的方法，这种办法基于重锤夯实法发展起来的，但它加固的原理又不同于重锤夯实法，其主要用在液化地基的处理上，最近阶段也应用于软土地基的处理。

2.2.3挤密法

挤密法是以振动、冲击或带套管的方法成孔，然后将砂、石、土、石灰或其他的材料填入孔中，并对其进行振实，从而成为一种直径较大桩体的方法，依据填入材料的不同，可以分为砂桩、土桩和石灰桩。挤密桩是一种柔性桩，它主要依靠桩管打入地基时对地基土的横向挤密作用，在一定程度的挤密作用下移动土粒，将小颗粒填入大颗粒的空隙，使颗粒彼此依靠，减少空隙，增强土的骨架功能。深层振密法是一种以振动杆为振动器并对土加固的方法，这种方法是利用静压、振动等方式将带振动翼的钢杆插入要求深度的土层中，接着在产生垂直或水平振动时逐渐拔出钢杆，从而对土进行加密。福斯特振动管、Y形振动杆是常用的振动杆，这种方法在砂土中被广泛的使用。

2.3排水固结法

通过设置排水系统改善现有的排水条件，如图1，即为排水固结系统，加强固结压力，让饱和的软粘土在荷载的基础上，逐渐排除空隙中多余的水分，减少空隙的体积，促进地基固结变形，提高它的承载力与稳定性，提早结束沉降工程。这种方法一般适用于厚度较大的饱和软粘土及充填土地基的处理，对于厚度较大的淤泥质土的处理，要经过实验分析才可使用。

图1　排水固结法结构图

2.4化学加固法

化学加固法极为利用水泥浆液、粘土浆液或其他的化学浆液，通过灌注压入、高压喷射以及机械搅拌，胶结浆液与土颗粒，从而使地基上的物理力学性质得到良好的改善。依据不同的施工工艺，可以将化学加固法分为以下三类：①灌浆法，也叫注浆法，其是利用液压、气压或电化学的原理，通过注浆管对地层均匀的注入浆液，让浆液以填充、渗透、挤密的方式，排除土粒间或岩石裂缝中多余的水分，并占据多余水分的位置，在经过一段时间的人工控制之后凝固浆液，让原先松散的土粒或裂隙胶结成为一个整体，形成一个石体，这个石体具备新的结构、高强度、良好的防渗性能、稳定的化学性能等优势。②高压喷射注浆法。③水泥土搅拌法。灌浆法通常适用于水电、矿山、铁路等部门，高压喷射注浆法与水泥土搅拌法是通过使用特制的搅拌机械，强制拌合地基深部的黏土颗粒与水泥，硬结之后就能对地基进行加固了，这两种方法是最近几年广泛被公路工程采用的地基处理方式。

3　结语

对于不同的原因导致的公路路面路基塌陷，应严谨的对其调查分析，了解塌陷形成的不同状态，采取相对应的有效的处理措施补救，例如，对于软弱地基土及地表水形成的塌陷，应采用开挖后换填强夯，之后对地表水采取必要的排、堵措施；对于地下水形成的塌陷，可通过压力灌浆法补救。事实证明，整治公路路基塌陷，通常都是需要多种手段配合进行才能取得理想的效果。

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[3]张文涛.公路工程路基病害成因分析与治理[J].交通标准化，2011（15）：46～49.

U418

A

1673-0038（2015）26-0312-02

2015-6-12

陈恭（1976-），男，高级工程师，大学本科，主要从事公路测量、设计工作。