浅谈西藏公路路基沉陷、翻浆病害防治措施

李小琮

西藏天地工程建设有限公司 西藏 拉萨 850000

路基常见的病害有：路基沉陷、边坡病害、路基水毁、路基沙毁、公路翻浆等，其中水毁、路基沙毁、边坡病害等属于外在因素，基本受气候、地域等限制。路基沉陷、公路翻浆病害受施工工艺、填筑材料等内在因素制约，本文作者从路基沉陷进行分析，减少因设计、施工、填筑材料等因素造成的公路路基沉陷病害。

1 路基沉陷产生原因及防治措施

1.1 公路路基沉陷原因分析

在自然条件以及外界荷载影响下，公路路基持续变形，最终受到破坏，其是路基常见病害表现。路基病害类型多样，发生原因不同，主要受到以下因素影响。

第一，自然因素，具体包括沿线地形地貌、海拔、植被等地理因素；沿线土壤类型、含水量、可溶性盐等地质因素；沿线降水、雨型、降雪、冰冻等气候因素；沿线洪水位、常水位、河岸冲刷、淤积等水文河道因素；沿线地下水位及其移动变化、层间水等水文地质条件。这些自然因素都是路基出现沉降现象的主要原因之一。

第二，其他因素。路基沉降是发生在路基局部垂直方向上的大沉陷，出现的一种坑塘、裂纹等问题，或是由于地基沉降导致路基下沉。在路床地面界线基础上，路床上的路基路面不仅承受了车辆荷载同时也受到外部温湿度变化所产生的影响。路床下，路基在自重和地下毛细水上升浸湿共同作用下容易出现沉陷现象。路基具有充足强度和稳定度可以保证路面稳定。在公路病害中，路基沉降变形现象比较常见，其对公路运行效率产生了较大影响。因此，公路工程施工时，需要控制好软土路基处理工作、施工质量，同时综合分析路基强度以及稳定性因素，并采取有效措施稳定路基，避免变形。

1.1.1 水入侵

公路地表水或是自然降水不断进入路基基底中，水的变化导致动水压力出现，进而出现土质松动现象，带走了细粒土，迁移了毛细管水，需要重新分配路基结构周边的受力情况，并降低了土质粘结性，使路基强度也随之下降。而在自重和车辆荷载影响下，路基土结构也出现了变化，进而引发路基沉降。

1.1.2 软弱地基处理不当

公路中，有些地方地面比较软弱，地质条件不佳，承载力不符合规定，特别是流沙、泥沼等不良地质区域，若是填筑前压实施工不当，并未采取有效措施或是地基处理不当，或是地基压实度不符合规定，这些现象都会导致地面土壤在持续受力后出现下沉、位移现象，进而引发路基沉陷病害。

1.1.3 填筑材料不标准

公路建设时使用的土壤中含有劣质土，例如泥沼土或是腐殖土、大块土、冻土等，同时，所用填石材料规格、大小存在差异，性质不均，堆放混乱，彼此之间空隙过大，倾向约束力不佳。在出现荷载时会有土颗粒物产生倾向性移动，结构被破坏导致其强度削减甚至逐渐失去，进而时路基沉降。

1.1.4 设计不当

公路断面存在尺寸不科学，排水系统不够稳妥以及防护系统不够牢靠等问题，这些问题导致路基出现沉陷。在设计过程中，路基排水设计十分重要，若是水进入路基会导致其中的填料充满水，含水量上升，进而使路基强度以及稳定性下降，这对于路基会产生严重危害，也就是说，水对于公路路基而言的危害巨大。若是排水设计不当会影响公路排水，进而导致水渗入路基中，引起路基下沉，引发路基沉陷。

1.1.5 施工因素

未按要求进行规范进行分层压实，高填方路基填筑未按照规范要求进行填筑、压实施工，由于路基自重及车辆荷载作用易形成路基沉陷；填挖交界、陡坡路段施工不规范也易造成路基沉陷；涵洞、挡墙、桥梁等结构物墙背填筑不规范也是造成路基沉陷的原因之一。

1.2 公路路基沉陷处理相关措施

1.2.1 保证勘察和设计工作科学

通过科学的公路勘察和设计保证工程建设质量，地质勘察、土质分析可以明确全路段范围建设情况，了解不良地质路段的范围、特性,做出妥善处理，了解路线范围内的气候因素对道路的影响，对路线通过湿陷性黄土段落、季节性冻土段落、腐殖土段落等不良地质路段设计具有针对性的路基处理方案。修路会导致原地形地貌变化，使地质水文变化，容易引发公路病害，因此需要完善排水系统设计,可以加大排水沟,设置盲沟、渗水排水井等。

1.2.2 选择符合要求的土进行填筑

路基填筑时，填方路基应优先选用级配较好的砾类土、粗砾土等作为填料。在填筑路基之前，需要开展CBR试验，所用填料强度需要符合路基对填料强度的最低要求。填筑过程中，不可使用泥炭土、淤泥土、冻土、强膨胀土等劣质土进行填筑，同时在路床以及浸水路堤部位不可使用粉质土进行填筑，选用渗水性良好的材料填筑路基。

1.2.3 加强路基施工质量的管理

(1) 不良地质路段地基的处理

路基工程施工前，需要提前移植或砍伐周边的各种植物，砍伐的植物在用地范围外进行规范堆积，并专门做好处理工作。路基范围内所产生的垃圾、有机物残渣和草皮、农作物根系等都需要做好清理，同时在弃土场范围内进行堆放。在清理完场地之后进行全面的碾压作业，确保密实度符合规定。路基范围内所用树根需要全部挖除干净，同时夯实填平路基用地内坑穴。

软弱地基根据要求开展相应施工，并采取科学机械设备进行配置，根据要求开展施工利用换填进行软基处理时，不同材质的材料不能混填，施工时按照施工规范要求进行分层填筑压实[1]。

(2) 高填方路段施工

公路工程高填方路基施工过程中，需要按照设计断面进行分层填筑和压实操作。而路堤的填土宽度每侧需要超过填层的设计宽度，压实宽度不可低于设计宽度，之后进行削坡。路基填筑过程中，可以实行水平分层填筑法进行施工。例如，若是原地面不够平整，可以从最低分层进行填筑，每填筑一层就进行压实检查，在满足规定后继续填筑一层，如此往复。原地面纵坡若是超过12%，那么可以实行纵向分层施工方法，顺着纵坡进行分层，并逐层进行填压密实。对于山坡路堤而言，地面横坡不超过1：5同时基底与要求相符，这种情况下路堤能够直接在天然土基上建设，若是超过1:5则需要在原地面上挖筑台阶，其宽度不可低于1m，同时采用小型夯实机进行夯实。填筑施工一般从最低层开始逐层填筑，进行分层夯实，之后逐台向上进行填筑，并分层夯实，填筑万全部台阶之后可以根据一般填土开展施工，按设计要求，规范放置土工格栅。

(3) 结构物墙背填筑施工

回填材料均应是透水性材料或设计规定的材料；操作过程中需要搭接挖填方路基，纵横方向上的接缝需要设置台阶。而结构物强度需要超过75%才能够进行回填，回填材料应分层摊铺，松铺厚度小于20cm。压实度指标合格率在100%左右。回填部位施工时需要做好及时排水工作，如果无法及时排出积水需要使用砂砾进行回填，同时在水中分薄层进行铺筑，直至回填到水分全部被砂砾掩盖且已经充分压实为主，之后进行夯实。回填操作过程中，需要注意设置反滤层，并在结构物两边和相同标高部位开展，尤其是避免单侧施压结构物。在结构物临近部位需要使用小型夯实机进行夯实。

(4) 截水沟、盲沟、边沟等施工

路基稳定性及其承载力受到水破坏影响，因此，路基工程施工管理过程中需要做好排水工程管理工作，确保路基排水顺利。具体操作时，首先在施工前根据施工现场自然条件和地理条件、施工图纸分别制定临时性和永久性的排水规划 ，并将二者结合起来。其次，科学选择排水方式和排水位置，确保降水能够排除出去防治基层稳定性受到影响，并控制边坡质量，防治出现边坡坍塌现象，导致排水受到阻碍。最后，地质不良路段在施工时需要注意尽可能避开雨季施工。

截水沟能够有效排出地表水，防止地面水进入路基，进而对土方路基造成破坏；盲沟能够有效排出路基范围内的渗水，防止路基因渗水造成路基沉陷；边沟能够有效排出路基范围内的雨水、地表水。地表水沉积或渗透到路基土体内造成路基沉陷。

2 路基翻浆产生的原因及处置措施

2.1 路基翻浆产生的原因

西藏自治区位于大陆内部，属于季风性冰冻区，气候变化大，冬季十分寒冷，夏季比较炎热，气候变化大，对路基影响也比较大。路基内部在地下水等因素影响下会出现一些水分，在冬季天气寒冷时路基土质中的水分会出现结冰现象，其是采用冻土层形式在路基内部埋存，同时吸引周边水分不断扩大自身体积。春季，天气回暖，气温上升，地热与路面太阳反射影响下冻土层开始逐渐融化，融化一般出现在路基顶面，深层冻土并不会被外界气候所影响，也就是说不会出现冻土融化现象，冻土仍然存在在路基深层中。而路基顶部融化的水由于内部冻土影响无法下渗也无法用其他方式排除出去，只能够向顶部蔓延，加之行车作用导致路基土毛细管被持续破坏，而无法及时排除水分会使路基土湿软，出现翻浆现象，并直接反映到路面结构层中，导致结构层被破坏。

上述分析可以发现，路基翻浆现象出现原因主要在于以下几方面：第一，路基表层中的水和地下水渗入到路基内部。第二，气候变化导致表层冻土融化水分深入到路基中。第三，行车作用导致路基荷载过重出现沉降。总之，路基内部若是没有水分，那么咋天气寒冷、温度低的情况下并不会出现翻浆。此外，尽管路基内部存留水分进而产生了冻土层，但是若是并未受到高温影响也不会导致路基内部冻土出现融合现象，更不会导致翻浆现象，原未融化冻土在路基内部会永远留存，其不会对路集成在阐述较大影响，但是若是出现冻胀现象会从路面中顶出，引发不良后果。有些路段地下水较多，但是路基比较矮，难以发生翻浆现象。因此，路基翻浆实质上就是在路基内部埋藏的水分与气候发生综合作用形成的一种现象。至于行车作用属于次要因素，其只能够破坏路基毛细管，进而导致翻浆加重[2]。

2.2 路基翻浆病号处理措施

2.2.1 做好预防工作

(1) 路基排水，进步路基

路基排水质量决定了地上水或地下水对路基的影响程度。先让路基土体枯燥，之后将冻住的水分聚流逐渐减轻，可以避免并处理地上水及其翻浆现象。

(2) 设置隔离层

在路基顶面下，隔离层设置在0.5-0.8m位置，主要是为了阻隔毛细水上升，保证上层土基干燥，防止出现翻浆。地下水位或是地面上积水比较多，且不适合进步路基，则可以设置隔离层。

(3) 采用路肩盲沟或渗沟

一方面，采用路肩盲沟也就是在路肩设置横向的盲沟，其可以及时将春融期间路基中出现的自在水扫除，直至疏干路基土体。该方法适合在透水性佳的路基中应用。另一方面，排水渗沟为了降低路基地下水位一般在边沟部位设置了盲沟、有管渗沟。同时，通过截水渗沟有效阻拦、扫除流入到路基上的层间水。

(4) 换土

若是路段土质不良出现翻浆现象，需要在路基上使用具有良好填水稳定性、冰冻性和高强度的粗颗粒土，进而增强并安稳进步土。

(5) 优化路面布局层

一方面，铺设砂砾垫层，主要由砂砾、粗砂、中砂共同构成一层垫层。这种垫层空地较低，可以间隔毛细水上升，在化冻时能够实现蓄水、排水，而在冻融过程中，体积会缩小，可以降低路面冻胀、沉陷发生率。同时，该垫层也具有一定强度，能够分散荷载，之后降低路基应变力。另一方面，铺设由水泥安稳、石灰安稳、石灰工业废渣等构成的垫层，这种垫层的板体性能、水温性能、冻稳性能普遍比较好，可以进步路面整体强度，降低路面冻胀、翻浆发生率。但是，对于重冰冻区域而言，尤其是湿润路段的石灰土不可直接使用，需要结合其他方法共同使用，例如在石灰土下铺设一层砂垫层。最后，在设置防冻层时，不仅需要让高档、次高档路面布局厚度符合满意强度，还需要符合防冻层厚度，防治路基内部出现聚冰带，之后防治发作导致路面开裂，出现不均匀冻胀。

2.2.2 路基翻浆处理措施

路基翻浆处理方式比较多，但是处理时需要综合考虑确定处理方案。以下介绍了我区公路翻浆常见几种处理方式。

第一，换填土处理法。该方法当前应用比较普遍，符合我区公路使用要求，一般在翻浆严重地区应用比较广泛。施工时，先要全部挖出翻浆路段，之后单独进行晾晒，在路基中的水分彻底去除后回填晾晒完的填料，或是使用透水性能好的材料做好填筑压实。第二，降水位处理法。由于路基高度不够，排水不当，进而产生翻浆路段，对此，可以通过降低排水沟将地下水排除干净。如果条件可以，需要基于适中的工程数量，采用透水性能佳路基材料处理抬高路基。第三，融离层处理法。路基排水比较困难，若是路基抬高首先需要在路基地下水位之上，也就是在路基顶面距离50-80cm位置采用粗集料铺设10-20cm厚度的隔离层，并分别从路基中间部位向两边设置坡度为3%的横坡，并使用土工布等材料铺设隔离层。第四，隔温层处理法。该方法可以避免路基土被冻结，也能够避免路基土出现冻胀现象，降低冻结层的深度。该方法可以应用在西藏地区个别公路中。隔温层的厚度通常不低于15cm，材料主要使用泥炭、炉渣和碎砖等，直接可以在路面下铺设，两边可以加宽直至路面边缘大约30-50cm范围内。

总之，我国公路根据设计和施工要求建设，但是也有些公路并未按照规范设计建设，进而出现低等级公路，或是公路路段排水难度大，很难处理，甚至会受到条件限制。尽管路基抬高可以解决翻浆问题，但是由于高度、工程量受限，使用难度大。此外，有些问题需要通过改建才能够彻底解决，因此要想彻底解决路基翻浆问题还存在很多困难，但是无论怎样都需要及时采取措施防治，避免路基出现翻浆问题，并减少养护工程量。

3 结语

路基沉陷、翻浆是公路的常见病害，详细的地质勘测能够有效诊断出不良地质的位置从而找到处理的方法；合理的防治措施设计，能够有效减少沉陷及翻浆的发生；规范的施工能够减少关键部位的沉陷、翻浆；合理的排水能够避免水对路基的侵蚀，从而减小路基沉陷、翻浆的风险。公路建设是关乎民生的重要工程，加强勘察、设计、施工的管理能够有效的减少公路病害的发生，增长公路使用的寿命，对经济发展、国防安全都具有积极的意义。