探讨地下水对公路路基的危害及治理措施

张乃刚

(毕节公路工程处)

1 地下水概述

关于“地下水”还是引用著名学者R.A.Freeze和J.A.Cherry(1979)的定义.即“地下水”一词一般用来指“出现在已经充分饱和了的土层和地质层组中的地下水位以下的水体”。地下水主要包括在地面以下第一个隔水层以上的含水层中的潜水，从地面渗入地下尚未达到局部隔水层或透水层的上层流水。

在研究地下水漫长的历史中，人们从不同的着眼点对地下水的分类提出过很多不同的方法，这些方法在以后的深人研究中又经过不断的演变。所以，对地下水的分类，应该看成一个发展的过程，而不是一成不变的。最常见的分类有:按水位的深浅分类;按气象条件造成的水位年变化度规律分类;按赋存条件分类等等。按水位深浅的分类，实际上与水的补给条件有关。按水位的年变化规律分类，并不具有绝对性，因为水位的年度变化与大陆在地球上所处的位置，特别是纬度以及气象特征有关。欧洲的学者们倾向干将变化类型分为海洋型(Oceanic)和大陆型(Continental)两种主要类型。从工程分析角度出发，按赋存条件分类方法是最具有实际意义的，因为这种分类本身，可以直接为工程分析提具体见图1。

图1 地下水的分类

2 地下水对路基的破坏作用

2.1 路基沉降

路基沉降是路基病害的重要内容之一。由于路基不均匀的沉降，会使得路面不平整，导致路面出现坑凹、波浪等情况，为行车安全带来很大的隐患。鉴于路基沉降的重要危害，对路基沉降原因进行了分析。其中，地下水就是一个重要的因素。某些工程施工时，填方土体压实度不足，在这种情况下，路基极易受到地下水的影响。主要表现为，地下水位自然的升降导致浮力作用改变，这种浮力作用会形成附加应力，直接作用于填方土体，当填方土体压实度不足时，土体固结压力就小于附加应力，导致路基出现沉降变形，给公路安全带来危害。

2.2 滑坡现象

滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移反应。很多山坡的坡积层有滑动的现象，这是由于公路的路基常常是打在山坡的坡积层上面，再加上地下水的反应(静水压力和动水压力)。渗透压力与地下水流深度是相互影响的，路基稳定的情况下。这时候泥土的渗透压力增强，地下水水位上升，路基的稳定性降低了，还有一点，土体抗剪强度的下降的直接原因也就是地下水的存在，表现最明显的就是滑动层充水，地山坡上滑坡体能否稳定主要还是取决于地下水。

2.3 翻浆现象

日积月累地行车以及外部环境的影响，会导致公路路基出现鼓包、冒浆等现象，这就是所谓的翻浆现象。翻浆现象由众多因素影响产生，地下水是其中较为普遍的一种影响因素。其危害范围主要是一些地势低洼地区的公路或者路基高度较小，地下水位又高的公路。危害过程主要是:在冬季土壤冻结以后，地下水就会不断向上层冻结区迁移、积聚，使土壤含水量大，从而引起第二年春天路基发生翻浆现象。

2.4 湿陷现象

湿陷现象主要发生在黄土地区，湿陷性是黄土最主要的工程特性。所谓的湿陷性是指黄土浸水后在外荷载或自重的作用下发生下沉的现象。湿陷现象与一般沉陷有着根本的差异，尽管外在现象看似相同，但是湿陷发生既包含了物理变化还包含了化学变化，而且速度非常快。由于水的浸湿导致了泥土湿陷现象的发生，浸湿也使得着泥土的内部粘结强度变弱，削弱了泥土的粘结结构，支承不了外荷载。这个时候，泥土变得更加紧密。土的矿物颗粒、团粒逐渐运动，土的附加压缩正好让结构相互联接的削弱程度和外荷载数值想适应，湿陷就是这样产生的。

2.5 含水量增大

地下水浸湿路基的源泉来自自潜水和上层滞水面上升的毛细水，此种特征的水由于它的变化比较明显，不断地使得路基土的含水量发生改变，当形成具有饱和含水量的区的时候，是由于潜水面自下而上发生浸湿，抗剪强度降低的主要原因是由于含水量的提高。稳定性也随着下降，最终导致公路路基变形。

3 地下水的防治措施

3.1 路基的设计要科学合理

在公路路基的建设的设计阶段，设计人员就应该重点维护农业水利排管系统或者周边的水土保持工程，提高农田水利综合利用效率最大化，尽可能不占用良田的基础上，设计出一套能够充分利用当地地形和水文条件的方案，并与其想协调。或者规划建设一套与隧道、桥涵、车站等排水设施相衔接、配套的通畅、完善的排水系统，需要注意的是，该套排水系统必须满足一定的过水能力，能够有效对路基地下水进行疏散与分流。

3.2 准确找出地下水的位置

如果再设计阶段并未做到防患于未然，那么在后期问题出现的时候，必须采取一系列有效的防护养护措施。如果出现地下水对路基进行渗入的现象，必须对所在地区的地下水文特征了如指掌，之后才有可能提出一些有针对性的措施，来解决漏水问题。总而言之，知己知彼才能百战不殆，防治地下水，首先必须查清地下水的具体来源位置，进而采取针对性的防治措施。例如，倘若分析出地下水由公路两旁渗透引起，就应该使用路田分家方法。在农田用水前，加深公路两侧的边沟和砌石边沟。

3.3 人为提高路基标高

在进行全方位勘察地下水位高度之后，通过挑选的合格的路基填料一次提高路基标高，满足工程的需要，并保证路基的稳定性，为了防止地下水对路基造成不好的影响，最广为使用，也就是最便捷的方法就是利用人为的方式合理地提高路基标高，让路基工作层在下水位以上保持一定的高度这么做还可事前预防和消除路基深层冻胀。一般来说，路基标高应至少高出地下水位2m，甚至更高。必须注意的是，填土提标高必须在不破坏天然的地下水排水条件前提下方可进行。

3.4 修筑适宜有效的结构层

(1)设置于路基、路面间或者设置于路基底部;(2)利用各种科学、先进的合成材料与沥青、水泥等进行混合，在混合料中掺入集料;(3)通过一定的工艺，利用混合材料，在相关位置布设不透水、抗冲刷的结构层。对于割断层，与防水层的设置相似，主要是将混合材料换成具有一定厚度的卵石或碎石夹层，进而起到割断地下水上升路径的作用。

4 结束语

近几年，随着公路建设的不断发展，市场上涌现出各种新材料、新技术、新工艺，防治地下水危害路基的方法还有很多，在采用这些方法时，必须遵循因地制宜的原则，结合路基所在地的具体水文和地质情况，充分发挥作用，基本就可以满足公路路基的使用要求，进而为人民的生命财产安全提供强有力的保障。

[1] 李水钦.浅谈地下水对公路路基的破坏与防治[J].中国科技信息，2009，(22):27.

[2] 李国玉.地下水对公路路基破坏与防治[J].甘肃科技纵横，2006，35(6):149-149.

[3] 刘书萍.谈路基地下水的防与治[J].科技信息(科学教研)，2007，(14):16-17.