路基塌方路面沉陷处理分析

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摘要：文章针对路基塌方路面沉陷的问题，结合公路存在的安全隐患，分析塌陷的原因，对此进行研究，制定出相应的处理办法，主要从固化剂法、成桩加固法、挡土墙加固支护、树根桩加固、注浆加固、垫层法、换镇法、压力注浆法等方面提出建议，有效解决公路出现的路基塌方导致路面沉陷的问题，以加固稳定，使路基的安全性能得以快速提高。

关键词：路基塌方；路面沉陷；湿陷性黄土

1公路塌陷情况分析

省道山岭重丘区，该地区因土壤类型复杂，使得具有复杂的地貌，砂岩占比较高，使得该公路在实际运行过程中易出现路面塌方沉陷的问题，为了确保公路能够尽快恢复正常运行，需结合实际情况，制定出具有针对性的快速应急处理方案。路基塌方如图1所示。该段公路属于湿陷性黄土土质，上覆土层在重力作用下，土体在浸水之后致使原有机构遭到了破坏，出现明显的变形，具有一定的特殊性。分布在华中、华东、东北、西北等地的部分杂质土也具有湿陷性特点。湿陷性黄土在自然状态下会呈现出以下四个方面的特点：（1）塑性弱（塑限在15%~20%，塑性指数为8~13，液限：23%~33%）[1]；（2）含水率较少，含水率10%~25%，土体处于半固态及硬塑状态；（3）抗水性差、实压度低；（4）高强度透水性。文章针对路基塌方路面沉陷的问题展开分析，制定可行的处理办法。

2路基塌方路面沉陷的类型及原因

2.1路基塌方路面沉陷的类型

路基塌方是公路在长期使用途中，道路边缘的岩石土层遭到了破坏，并且带动路面塌陷部分左右方向大幅度偏移，使公路的沟道与路基出现缺陷。路面沉陷指公路在使用途中，公路基层的岩石土层遭到了破坏，出现上下方向偏移的现象，使路面层的结构出现了超出3cm的偏移。公路建设应用中，由于道路被损坏的位置及损坏的程度原因有很多，主要分为上部塌方与下部塌方两种情况，也分别称为滑体塌陷和崩塌塌陷。如有路基滑塌的现象出现，则会形成弧度的滑坡。路面下沉可分为地基式沉陷、下方被破坏沉陷及压缩式填筑体沉陷等类型。造成道路路基沉陷与上、下部塌方沉陷的原因一致，制定出可行的处理办法。

2.2路基塌方路面沉陷的原因

公路在使用过程中，出现路面沉陷的现象，主要是路面的表层地基结构被破坏，承重力不够，导致路面沉陷的原因还包括自然灾害形成的破坏，比如遇到突发的泥石流、地震灾害、强降雨天气等情况均会使路面遭到损坏。另外，如遇高温天气，路面出现岩石溶化现象以及对空洞区的采挖，也会导致路面的沉陷。2.2.1公路外部施工导致的路基沉陷在公路外部施工引起的路基沉陷，极有可能是隐藏在故障路基地段附近的基坑，或其他区域的交通路段在开挖交通设施时未采取科学保护措施，从而导致故障路段的路基出现下陷或位移等现象。另外，辅导路基在建设完成后，当地的水利部门或电力部门需要分别在主辅通道处挖掘管道线路，在横穿主辅道路铺设管道时会严重影响道路的安全，也是导致该路段出现沉陷的原因之一。

2.2.2道路施工未按科学化规范操作道路施工缺乏科学合理的工艺技术，施工过程中道路台背在进行回填时，未按照规定的标准规范操作，由于处于临近道路墙身的钢板桩位置，在道路进行灌水密实及碾压施工时，未经过妥善处理，致使钢板桩在拔出后出现空隙，出现密度降低的问题。同时也因未达到规定的设计标准，导致部分通道出现跳车现象。由于缺乏科学合理的施工工艺，在对道路的施工过程中，导致台背回填流失，引起道路的台背位置出现路基下沉现象。同时，连续性的填筑，由于加载的速度过快，引发的软基过大，出现了路基沉降现象。

2.2.3超负荷运载、交通运输量过大道路在建设时虽然会事先预定道路车辆的承载量目标，但难以避免实际的车辆承载量超出了预定的承载目标，也会使路面被破坏的概率增加。基于严重超载、超重车辆等现象，使路基产生了极大的冲击力，直接造成路基下沉，引发路基沉降、路面开裂。

3如何快速处理路基塌方路面沉陷的问题

3.1路面沉陷的处理

3.1.1固化剂法对于高填土路下沉过程的处理。为确保处理质量，通常会将路基填料替换掉，但是部分路基填料替换难度大，需要在填料中添加适量的固化剂，实现路基浅层土或表层土的固化，常用的固化剂有水泥、石灰、石膏等。

3.1.2成桩加固法常见的成桩加固法主要有灰土挤密桩法和粉喷桩法。在处理路基沉陷时，灰土挤密桩加固方法常用于路基沉陷的面积低于10m2的情况。灰土挤密桩技术的原理是运用打桩机和振动仪器两个设备，首先在地基土层中置入钢套管，再将其拨出，使土层内形成桩孔。灰土桩的形成也是在此过程的基础上，用分层法将石灰土填入桩孔内，经过夯实加工形成的。灰土密桩加固是横向加密土体的方式，开展施工时，在将套管打入底层过程中，会对管周围的地基土造成一定程度的挤压，从而对管周土地的物理性质起到优化作用。成桩施工时，桩间土与石灰土间产生离子交换和凝硬的反应，会有热量被释放，使体积变大，提高密实度，减弱了湿陷性。为确保其环保性，在原位处理好湿陷性黄土，地基的深度不能低于15m。

3.1.3换填法换填法适用于施工过程中填料未按相关规定操作，导致通车后出现的道路表层塌陷的情况。换填法的特点是成本低，速度快且易操作，主要是通过一种填土复填法的方式，将沉陷在路基部分残渣的填料清除，然后根据有关规定将填料整平压实，回填完整。在回填过程中所使用的材料，应确保塑性指数和级配达标，回填使用材料均采用亚黏土和沙砾土为主。回填时需注意，先扩大挖补面积，将路基开挖成台阶的形状，再用分层建筑法，将压实度提升1%~2%[2]。

3.1.4垫层法一般采用垫层法较为合适，具体操作步骤是先用素土与灰土制作成垫层，然后根据施工现场实际情况采用适宜的材料进行施工。主要通过减少对路基底部的湿陷处理，减小湿陷程度，起到良好的控制剩余沉陷量的作用。具体操作细节：在处理垫层的施工中，先将清理的湿陷性土质提前修复并清除掉，然后将这部分活性土加工成土料，进行筛分，并在含水量充足的情形下将其逐层填复。在进行填复施工时，以夯实机提示的数据作为单层的厚度（低于30cm）的标准执行。另外，在进行灰土的垫层操作时，通常灰与土的调和比例为2：8，且厚度不低于2m。

3.1.5压力注浆法灌浆法施工是为了使原本松散的裂缝与土粒实现重新胶结，实际施工过程中常用的方法有气压施工与液压施工。任何施工方法都是将浆液注入注浆管中，使其进入地层中通过填充、挤密或渗透等多种方式填满土粒与岩石裂缝。浆液浓度是整个灌浆法施工中重要的控制内容，若浆液压力过大，会对路基结构造成破坏，若是浆液压力过小，会导致施工中出现空白区。在灌浆施工前需对灌浆压力进行测试，根据路基的类型及注浆量确定其注浆的压力范围，浆液浓度的比例不超过1：1。另外，在整个施工过程中还需控制水量，确保密度达标，使浆液更好的渗融到路基层内。

3.2路基塌方的解决办法

3.2.1挡土墙加固支护方式为使路基修复起到明显的效果，需在路基塌方的区域采用挡土墙加固，此方法适用于土体侧向的滑移度较小且公路塌方程度低的情况。控制路基坡脚的办法是将混凝土与砌石垫铺至路基坡脚处，使其更加坚固。考虑到土层承重力低的问题，在加设挡土墙时采用偏软的岩土层较为合适。山区地段的公路道路的狭窄，再加上挡土墙的重量过大，其成本与工程量都较高，因此挡土墙的设置相对困难。

3.2.2树根桩加固方式采用树根桩加固的方式，树根桩桩径要求为10~25cm（须选用较偏小的钻孔灌注桩）。可以根据道路施工现场的实际情况加设钢筋笼，首先进行钻孔操作，再利用压力作用注入水泥砂浆，以构成“桩”。另外，还可在钢筋笼被放置后灌注水泥浆和碎石，起到加固的作用。此应用过程中，为提高土体的稳定性，须在桩顶位置增设网型钢筋混凝土。在树根桩加固实施的办法应用中，在桩顶的位置可加植网型钢筋混凝土，以维持土体的牢固性。

3.2.3注浆加固方式为使浆液完全渗透到公路路基，有效排出聚集在其中的空气和水分，可在路基内置入注浆管，在路基底部注入浆液，须采用注浆加固的方式，结合液压与电化学原理，这种方式施工的特点是裂缝与松散粒再次胶结的速度快，稳固性高，防水效果显著。

4结语

公路路基塌方路面沉陷的问题虽然有临时应急的方法，但是为了解决根本，还需结合公路塌陷的实际情况，针对性地选择合适的处理方案解决。使公路恢复正常使用，减少经济损失，快速解决公路路基塌方以及路面沉陷的问题。

参考文献

[1]柴爱红.路面塌陷成因及处理要点分析[J].山西建筑，2013，39（13）：149-150.

[2]余清国.关于路桥工程中路基路面沉陷及其养护的探讨[J].科研，2016（16）：57.

作者：马小龙 单位：甘肃省天水市张家川回族自治县交通运输局