淺談西藏公路路基沉陷、翻漿病害防治措施

李小琮

西藏天地工程建設有限公司 西藏 拉薩 850000

路基常見的病害有：路基沉陷、邊坡病害、路基水毀、路基沙毀、公路翻漿等，其中水毀、路基沙毀、邊坡病害等屬于外在因素，基本受氣候、地域等限制。路基沉陷、公路翻漿病害受施工工藝、填筑材料等內在因素制約，本文作者從路基沉陷進行分析，減少因設計、施工、填筑材料等因素造成的公路路基沉陷病害。

1 路基沉陷產生原因及防治措施

1.1 公路路基沉陷原因分析

在自然條件以及外界荷載影響下，公路路基持續變形，最終受到破壞，其是路基常見病害表現。路基病害類型多樣，發生原因不同，主要受到以下因素影響。

第一，自然因素，具體包括沿線地形地貌、海拔、植被等地理因素；沿線土壤類型、含水量、可溶性鹽等地質因素；沿線降水、雨型、降雪、冰凍等氣候因素；沿線洪水位、常水位、河岸沖刷、淤積等水文河道因素；沿線地下水位及其移動變化、層間水等水文地質條件。這些自然因素都是路基出現沉降現象的主要原因之一。

第二，其他因素。路基沉降是發生在路基局部垂直方向上的大沉陷，出現的一種坑塘、裂紋等問題，或是由于地基沉降導致路基下沉。在路床地面界線基礎上，路床上的路基路面不僅承受了車輛荷載同時也受到外部溫濕度變化所產生的影響。路床下，路基在自重和地下毛細水上升浸濕共同作用下容易出現沉陷現象。路基具有充足強度和穩定度可以保證路面穩定。在公路病害中，路基沉降變形現象比較常見，其對公路運行效率產生了較大影響。因此，公路工程施工時，需要控制好軟土路基處理工作、施工質量，同時綜合分析路基強度以及穩定性因素，并采取有效措施穩定路基，避免變形。

1.1.1 水入侵

公路地表水或是自然降水不斷進入路基基底中，水的變化導致動水壓力出現，進而出現土質松動現象，帶走了細粒土，遷移了毛細管水，需要重新分配路基結構周邊的受力情況，并降低了土質粘結性，使路基強度也隨之下降。而在自重和車輛荷載影響下，路基土結構也出現了變化，進而引發路基沉降。

1.1.2 軟弱地基處理不當

公路中，有些地方地面比較軟弱，地質條件不佳，承載力不符合規定，特別是流沙、泥沼等不良地質區域，若是填筑前壓實施工不當，并未采取有效措施或是地基處理不當，或是地基壓實度不符合規定，這些現象都會導致地面土壤在持續受力后出現下沉、位移現象，進而引發路基沉陷病害。

1.1.3 填筑材料不標準

公路建設時使用的土壤中含有劣質土，例如泥沼土或是腐殖土、大塊土、凍土等，同時，所用填石材料規格、大小存在差異，性質不均，堆放混亂，彼此之間空隙過大，傾向約束力不佳。在出現荷載時會有土顆粒物產生傾向性移動，結構被破壞導致其強度削減甚至逐漸失去，進而時路基沉降。

1.1.4 設計不當

公路斷面存在尺寸不科學，排水系統不夠穩妥以及防護系統不夠牢靠等問題，這些問題導致路基出現沉陷。在設計過程中，路基排水設計十分重要，若是水進入路基會導致其中的填料充滿水，含水量上升，進而使路基強度以及穩定性下降，這對于路基會產生嚴重危害，也就是說，水對于公路路基而言的危害巨大。若是排水設計不當會影響公路排水，進而導致水滲入路基中，引起路基下沉，引發路基沉陷。

1.1.5 施工因素

未按要求進行規范進行分層壓實，高填方路基填筑未按照規范要求進行填筑、壓實施工，由于路基自重及車輛荷載作用易形成路基沉陷；填挖交界、陡坡路段施工不規范也易造成路基沉陷；涵洞、擋墻、橋梁等結構物墻背填筑不規范也是造成路基沉陷的原因之一。

1.2 公路路基沉陷處理相關措施

1.2.1 保證勘察和設計工作科學

通過科學的公路勘察和設計保證工程建設質量，地質勘察、土質分析可以明確全路段范圍建設情況，了解不良地質路段的范圍、特性,做出妥善處理，了解路線范圍內的氣候因素對道路的影響，對路線通過濕陷性黃土段落、季節性凍土段落、腐殖土段落等不良地質路段設計具有針對性的路基處理方案。修路會導致原地形地貌變化，使地質水文變化，容易引發公路病害，因此需要完善排水系統設計,可以加大排水溝,設置盲溝、滲水排水井等。

1.2.2 選擇符合要求的土進行填筑

路基填筑時，填方路基應優先選用級配較好的礫類土、粗礫土等作為填料。在填筑路基之前，需要開展CBR試驗，所用填料強度需要符合路基對填料強度的最低要求。填筑過程中，不可使用泥炭土、淤泥土、凍土、強膨脹土等劣質土進行填筑，同時在路床以及浸水路堤部位不可使用粉質土進行填筑，選用滲水性良好的材料填筑路基。

1.2.3 加強路基施工質量的管理

(1) 不良地質路段地基的處理

路基工程施工前，需要提前移植或砍伐周邊的各種植物，砍伐的植物在用地范圍外進行規范堆積，并專門做好處理工作。路基范圍內所產生的垃圾、有機物殘渣和草皮、農作物根系等都需要做好清理，同時在棄土場范圍內進行堆放。在清理完場地之后進行全面的碾壓作業，確保密實度符合規定。路基范圍內所用樹根需要全部挖除干凈，同時夯實填平路基用地內坑穴。

軟弱地基根據要求開展相應施工，并采取科學機械設備進行配置，根據要求開展施工利用換填進行軟基處理時，不同材質的材料不能混填，施工時按照施工規范要求進行分層填筑壓實[1]。

(2) 高填方路段施工

公路工程高填方路基施工過程中，需要按照設計斷面進行分層填筑和壓實操作。而路堤的填土寬度每側需要超過填層的設計寬度，壓實寬度不可低于設計寬度，之后進行削坡。路基填筑過程中，可以實行水平分層填筑法進行施工。例如，若是原地面不夠平整，可以從最低分層進行填筑，每填筑一層就進行壓實檢查，在滿足規定后繼續填筑一層，如此往復。原地面縱坡若是超過12%，那么可以實行縱向分層施工方法，順著縱坡進行分層，并逐層進行填壓密實。對于山坡路堤而言，地面橫坡不超過1：5同時基底與要求相符，這種情況下路堤能夠直接在天然土基上建設，若是超過1:5則需要在原地面上挖筑臺階，其寬度不可低于1m，同時采用小型夯實機進行夯實。填筑施工一般從最低層開始逐層填筑，進行分層夯實，之后逐臺向上進行填筑，并分層夯實，填筑萬全部臺階之后可以根據一般填土開展施工，按設計要求，規范放置土工格柵。

(3) 結構物墻背填筑施工

回填材料均應是透水性材料或設計規定的材料；操作過程中需要搭接挖填方路基，縱橫方向上的接縫需要設置臺階。而結構物強度需要超過75%才能夠進行回填，回填材料應分層攤鋪，松鋪厚度小于20cm。壓實度指標合格率在100%左右。回填部位施工時需要做好及時排水工作，如果無法及時排出積水需要使用砂礫進行回填，同時在水中分薄層進行鋪筑，直至回填到水分全部被砂礫掩蓋且已經充分壓實為主，之后進行夯實?；靥畈僮鬟^程中，需要注意設置反濾層，并在結構物兩邊和相同標高部位開展，尤其是避免單側施壓結構物。在結構物臨近部位需要使用小型夯實機進行夯實。

(4) 截水溝、盲溝、邊溝等施工

路基穩定性及其承載力受到水破壞影響，因此，路基工程施工管理過程中需要做好排水工程管理工作，確保路基排水順利。具體操作時，首先在施工前根據施工現場自然條件和地理條件、施工圖紙分別制定臨時性和永久性的排水規劃 ，并將二者結合起來。其次，科學選擇排水方式和排水位置，確保降水能夠排除出去防治基層穩定性受到影響，并控制邊坡質量，防治出現邊坡坍塌現象，導致排水受到阻礙。最后，地質不良路段在施工時需要注意盡可能避開雨季施工。

截水溝能夠有效排出地表水，防止地面水進入路基，進而對土方路基造成破壞；盲溝能夠有效排出路基范圍內的滲水，防止路基因滲水造成路基沉陷；邊溝能夠有效排出路基范圍內的雨水、地表水。地表水沉積或滲透到路基土體內造成路基沉陷。

2 路基翻漿產生的原因及處置措施

2.1 路基翻漿產生的原因

西藏自治區位于大陸內部，屬于季風性冰凍區，氣候變化大，冬季十分寒冷，夏季比較炎熱，氣候變化大，對路基影響也比較大。路基內部在地下水等因素影響下會出現一些水分，在冬季天氣寒冷時路基土質中的水分會出現結冰現象，其是采用凍土層形式在路基內部埋存，同時吸引周邊水分不斷擴大自身體積。春季，天氣回暖，氣溫上升，地熱與路面太陽反射影響下凍土層開始逐漸融化，融化一般出現在路基頂面，深層凍土并不會被外界氣候所影響，也就是說不會出現凍土融化現象，凍土仍然存在在路基深層中。而路基頂部融化的水由于內部凍土影響無法下滲也無法用其他方式排除出去，只能夠向頂部蔓延，加之行車作用導致路基土毛細管被持續破壞，而無法及時排除水分會使路基土濕軟，出現翻漿現象，并直接反映到路面結構層中，導致結構層被破壞。

上述分析可以發現，路基翻漿現象出現原因主要在于以下幾方面：第一，路基表層中的水和地下水滲入到路基內部。第二，氣候變化導致表層凍土融化水分深入到路基中。第三，行車作用導致路基荷載過重出現沉降。總之，路基內部若是沒有水分，那么咋天氣寒冷、溫度低的情況下并不會出現翻漿。此外，盡管路基內部存留水分進而產生了凍土層，但是若是并未受到高溫影響也不會導致路基內部凍土出現融合現象，更不會導致翻漿現象，原未融化凍土在路基內部會永遠留存，其不會對路集成在闡述較大影響，但是若是出現凍脹現象會從路面中頂出，引發不良后果。有些路段地下水較多，但是路基比較矮，難以發生翻漿現象。因此，路基翻漿實質上就是在路基內部埋藏的水分與氣候發生綜合作用形成的一種現象。至于行車作用屬于次要因素，其只能夠破壞路基毛細管，進而導致翻漿加重[2]。

2.2 路基翻漿病號處理措施

2.2.1 做好預防工作

(1) 路基排水，進步路基

路基排水質量決定了地上水或地下水對路基的影響程度。先讓路基土體枯燥，之后將凍住的水分聚流逐漸減輕，可以避免并處理地上水及其翻漿現象。

(2) 設置隔離層

在路基頂面下，隔離層設置在0.5-0.8m位置，主要是為了阻隔毛細水上升，保證上層土基干燥，防止出現翻漿。地下水位或是地面上積水比較多，且不適合進步路基，則可以設置隔離層。

(3) 采用路肩盲溝或滲溝

一方面，采用路肩盲溝也就是在路肩設置橫向的盲溝，其可以及時將春融期間路基中出現的自在水掃除，直至疏干路基土體。該方法適合在透水性佳的路基中應用。另一方面，排水滲溝為了降低路基地下水位一般在邊溝部位設置了盲溝、有管滲溝。同時，通過截水滲溝有效阻攔、掃除流入到路基上的層間水。

(4) 換土

若是路段土質不良出現翻漿現象，需要在路基上使用具有良好填水穩定性、冰凍性和高強度的粗顆粒土，進而增強并安穩進步土。

(5) 優化路面布局層

一方面，鋪設砂礫墊層，主要由砂礫、粗砂、中砂共同構成一層墊層。這種墊層空地較低，可以間隔毛細水上升，在化凍時能夠實現蓄水、排水，而在凍融過程中，體積會縮小，可以降低路面凍脹、沉陷發生率。同時，該墊層也具有一定強度，能夠分散荷載，之后降低路基應變力。另一方面，鋪設由水泥安穩、石灰安穩、石灰工業廢渣等構成的墊層，這種墊層的板體性能、水溫性能、凍穩性能普遍比較好，可以進步路面整體強度，降低路面凍脹、翻漿發生率。但是，對于重冰凍區域而言，尤其是濕潤路段的石灰土不可直接使用，需要結合其他方法共同使用，例如在石灰土下鋪設一層砂墊層。最后，在設置防凍層時，不僅需要讓高檔、次高檔路面布局厚度符合滿意強度，還需要符合防凍層厚度，防治路基內部出現聚冰帶，之后防治發作導致路面開裂，出現不均勻凍脹。

2.2.2 路基翻漿處理措施

路基翻漿處理方式比較多，但是處理時需要綜合考慮確定處理方案。以下介紹了我區公路翻漿常見幾種處理方式。

第一，換填土處理法。該方法當前應用比較普遍，符合我區公路使用要求，一般在翻漿嚴重地區應用比較廣泛。施工時，先要全部挖出翻漿路段，之后單獨進行晾曬，在路基中的水分徹底去除后回填晾曬完的填料，或是使用透水性能好的材料做好填筑壓實。第二，降水位處理法。由于路基高度不夠，排水不當，進而產生翻漿路段，對此，可以通過降低排水溝將地下水排除干凈。如果條件可以，需要基于適中的工程數量，采用透水性能佳路基材料處理抬高路基。第三，融離層處理法。路基排水比較困難，若是路基抬高首先需要在路基地下水位之上，也就是在路基頂面距離50-80cm位置采用粗集料鋪設10-20cm厚度的隔離層，并分別從路基中間部位向兩邊設置坡度為3%的橫坡，并使用土工布等材料鋪設隔離層。第四，隔溫層處理法。該方法可以避免路基土被凍結，也能夠避免路基土出現凍脹現象，降低凍結層的深度。該方法可以應用在西藏地區個別公路中。隔溫層的厚度通常不低于15cm，材料主要使用泥炭、爐渣和碎磚等，直接可以在路面下鋪設，兩邊可以加寬直至路面邊緣大約30-50cm范圍內。

總之，我國公路根據設計和施工要求建設，但是也有些公路并未按照規范設計建設，進而出現低等級公路，或是公路路段排水難度大，很難處理，甚至會受到條件限制。盡管路基抬高可以解決翻漿問題，但是由于高度、工程量受限，使用難度大。此外，有些問題需要通過改建才能夠徹底解決，因此要想徹底解決路基翻漿問題還存在很多困難，但是無論怎樣都需要及時采取措施防治，避免路基出現翻漿問題，并減少養護工程量。

3 結語

路基沉陷、翻漿是公路的常見病害，詳細的地質勘測能夠有效診斷出不良地質的位置從而找到處理的方法；合理的防治措施設計，能夠有效減少沉陷及翻漿的發生；規范的施工能夠減少關鍵部位的沉陷、翻漿；合理的排水能夠避免水對路基的侵蝕，從而減小路基沉陷、翻漿的風險。公路建設是關乎民生的重要工程，加強勘察、設計、施工的管理能夠有效的減少公路病害的發生，增長公路使用的壽命，對經濟發展、國防安全都具有積極的意義。