浅析公路特殊土路基的病害及防治措施

古家文

(重庆交通大学，重庆 400074)

0 前 言

特殊土是指相比较普通土而言，具有某种特殊性质和结构的土体，包括软土、湿陷性黄土、盐渍土、膨胀土、冻土等。由于这类土体在一些性能上表现出不足，因而会对公路路基的强度和稳定性造成一定的影响，产生一系列的路基病害问题。为了保证公路工程的运行能力达到正常水平，必须对特殊土体导致的病害进行深入探究，及时采取相应的治理措施，解决病害问题或者预防病害产生。这样才能确保公路工程质量，大大减少后期的维修工作。

1 特殊土路基病害分析

1) 软土路基。软土是指天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量高于液限的细粒土。软土在工程施工中尤为常见，其路基病害的原因由两个方面造成，一方面是自身原因，由于软土地基含有足够的含水量,导致地质松软，承载能力薄弱。当有水侵入路基的底部时，路面底下就会出现大面积亏空，坡脚的硬度难以支撑路基上方压力,从而致使出现路面坍塌和沉降等情况发生。另一方面则是施工原因，因为在施工初期，工作人员未能全面考察当地的水文地质情况，缺乏针对性的施工条件和施工技术。在面对长期的雨水季节时，施工单位要做好应对措施，阻止雨水进入土层中去。如果没有有效的处理好，不但对施工留下比较大的隐患，而且无法保证公路工程的质量，从而造成公路路基沉陷，边坡滑塌等现象[1]。

2)膨胀土路基。膨胀土受水的影响特别大，导致其性质极不稳定。常见的病害有：①塌陷变形，在最初阶段，膨胀土不仅强度高，而且不易破碎，但有水浸入之后，由于膨胀土自身物理特性就会发生体积膨胀或收缩变化，此时土体承载强度快速降低导致崩塌瓦解；②滑坡，当路堤被雨水浸润后，相邻土分离产生剪切裂缝，由于存在高低落差，上方土体没有支撑就会向下发生牵引式的滑坡，呈现出巨大的扇形状的滑床[2]，滑体的厚度一般在6 m以下，大多数为1～3 m；③纵裂，在对路基进行压实时，若机器碾压程度不够，则会使密度偏低，导致填土质量达不到规定要求，再加上路堤本身宽幅较大，随之会有一大片区域发生不均匀沉降，长期的日晒雨淋和风化作用使其土体经常在干湿状态下交替。由于路肩的收缩性比较大，所以常常出现几十米长的缝隙。

3)湿陷性黄土。指在被水浸湿的同时受外部压力的作用下，土层结构容易被瓦解，使土层下方失去支撑而迅速发生下沉的土体，称湿陷性黄土。湿陷性黄土的病害类型常见的有路堑边坡容易产生变形 、路堤容易产生下沉 、路堤边坡在雨水作用下容易产生冲蚀 、产生陷穴 。在对黄土路基进行压实时，一定要按照规范选用合适的机械，根据黄土湿陷性、孔隙多的特点，对其进行来回多次碾压，保证其压实度达到施工要求，同时要把路堤边坡严密遮挡起来，否则在多雨季节的时候会使雨水往地基下渗，经过漫长的雨水浸湿后，地表下的水会越积越多，最终导致土层结构遭到损坏，在水流的涌动下，会把土颗粒冲走，从而形成暗穴，致使路堤下沉。导致路堤无法维持一个稳定的结构状态的因素很多，其中影响最大的还是地基和人为两种因素，也是构成路堤沉陷变形的关键因素。地基的影响是首要的，地基的好坏是路基自身质量的保障，特别是对于有软土性质的地基来说，承载能力比较差，如果遇上水分，就很容易破坏地基结构，最终黄土在疏松多孔的情况下与水分离，迫使路堤沉降变形。人为因素主要是施工人员现场对施工质量的把控，是否严格按照设计规范要求执行，包括路堤施工时采用的压路机械型号、碾压的次数、摊铺厚度等碾压措施，如果没有严格控制施工顺序和监督检测施工质量，就会导致碾压质量不符合要求。因此，为了防止路堤变形，必须采取有针对性的治理措施，才能提高工程质量。

2 公路特殊土路基的治理措施

2.1 软土路基病害处理方法

软土路基常见病害包括：遇水发生不均匀沉降，路堤产生大面积侧向开裂、承载能力差导致地基下沉，进而破坏工程质量。治理软土路基的措施有排水固结法和水泥深层搅拌桩法。排水固结法就是在软土路基里安置排水管，与此同时在土层上方施加压力使其水分能有效的从软土中排出，将土体分块有效进行开展，土壤之间的间隙能够充分挤密压实，这样能有效避免施工时软土地基出现沉降变形的情况。除此之外，还要考虑压力来源对软土地基造成的影响，工程上，通常采用袋装砂井对地基进行排水固结处理，不仅工艺简单而且排水效果显著。水泥深层搅拌桩法是在软土地基里加入一定量的水泥，利用搅拌机使其混合均匀，这样不仅能够大大改善土体强度，增强承载能力，而且能起到固结土体，阻止沉降变形的作用。

2.2 膨胀土边坡变形与失稳治理措施

膨胀土边坡变形主要体现在路基路面危岩、位移、倾斜等情况。为了保证路基的稳定性，必须对路基边坡变形与失稳路堤关键防护措施：①膨胀土改良：为了改善膨胀土的结构特征，可对其加入化学物质，调整压实机械组合，或掺入石灰等方法；②设置护坡：为了保证边坡的稳定，防止路堤坡脚浸水，可对其设置片石护坡、挡土墙护坡或植被护坡。单一的防护措施对膨胀土边坡维护效果不佳，多采用组合的工程防护措施；③挡土墙加固：考虑到膨胀土吸水有向外的胀力作用，为了增强路基整体稳定性，常采用重力式挡土墙或双排的预制桩布置在路基两侧，除此之外，在桩体之间增加冠梁、横向支撑等多种结构措施，可大幅度提高支挡的效果[3]。

2.3 湿陷性黄土路基病害治理措施

1)完善防排水设施。在治理湿陷性黄土时，首先要隔断四周的水流路径，疏通内在的排水通道，因此，路基排水工程必须在施工过程中得到足够的重视。在进行路基施工时，要先设置截水沟，布置在挖方地段，使水绕开黄土地基，避免被水流冲刷造成路基变形。再把排水沟布设在填方路段。此外，要做好临时排水设施，严格把控排水沟的质量，为确保水沟无裂缝出现，应对路基坡度进行严格把控。在对涵洞展开施工时，要确保洞口外部的排水通畅和地基土不渗水等。

2)地基加固处理。地基加固的方法有很多，而适用于湿陷性黄土的地基处理方法常采用强夯法和换填(浅层处置)的方法。强夯法就是利用起重设备提起一个150 kN左右的重锤，然后提升到一定高度，让其自由下落，这样能对地基产生一定的冲击夯实的作用，不仅可以减小土体孔隙率增大密实度，而且能提高地基承载力，消除黄土湿陷病害的作用。换填法是先往黄土里添加石灰使其均匀混合，改善整体结构，增强稳定性，然后添加水分控制在最佳的含水量，最后进行分层摊铺、分层碾压，使其达到设计压实度。

3 结 语

特殊土路基的病害问题一直是道路工程施工过程中的重难点，消除路基路面问题不仅对社会经济发展与安全都意义重大，而且推动了经济、社会发展，同时保障了人民群众的生命财产安全。如果不提前对地质信息进行全面探究，就无法有针对性的对其进行整治。因此，要做好完备的地质环境勘测，选择最佳路线，在遇到特殊土路基时，要采用恰当合理的措施进行治理，从而确保公路工程质量。

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