对不良路基的成因及处理措施的几点研究

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摘要:随着我国基本建设的发展,公路里程增加,等级显著提高,对路基的变形与稳定性也提出了严格的要求。近年的工程实践和调查表明,在地区公路建设中也遇到了大量不良地质情况,这种不良地质路段的地质成因与结构组成复杂,土层厚度变化大,土体性质差异显著,是否需要处理,如何针对地区特点经济合理地进行处理,以及地基处理工艺及路基施工技术等是目前需要认真研究的课题。

关键词:不良路基 成因 特征 措施

不良地基路段会带来路基沉降、滑移等不利影响，对行车安全造成危害。工程中应根据不同的地质情况采用不同的加固措施,以避免路面产生不均匀沉降,保证工程质量和使用寿命。

一、不良地基成因

1.设计方面原因

由于受条件限制，地质勘查线位分布不均匀或较少，提供的地质资料不全（或不能反应地质状态），导致设计存在缺陷，如路基排水设计不完善等填土路段，设计采取的软基处理方法不当，设计处理深度不够，达不到预期的处理效果，出现各种路基病害。如软土地基处理不设渐变段造成处理路段与非处理段的交界处形成沉降突变；软土路段等填土路基，安全稳定系数不能满足规范要求，造成填筑过程及营运过程中产生较大的地面侧向变形。

2.施工技术方面原因

（1）软基处理未达到设计深度，施工时软土地基路段填料速度过快等。

（2）填料不合适，如填筑过湿土、盐渍土，易溶盐超标的砾石土，腐殖土等使用性能差的填料，又无采取相应的处理措施。

（3）路基填料压实度达不到要求，标准击实试验确定的最大干密度无采用峰值，无形中降低了压实标准，填料含水量控制不严，含水量超过允许误差±2％的范围，分层填土碾压时压实层厚度偏厚，超过30cm，压实质量差，机械碾压时间过早或过晚等。

（4）混填不同土类的料，施工中由于取土坑沿深度方向的石土质变化未列明。特别紫泥泉的料场尤为明显，虽然都是设计单位指定的设计料场，但在深度方向上料的质量有明显的差别，一般在原地表以下0~3m之间，夹层易溶盐含量高，而且夹层厚度大。造成不同土类的填料混填，形成压缩性，抗水性的差引起路基不均匀沉降。

（5）路基施工排水不畅，往往遇雨水浸泡后，后续施工时施工单位又不及时进行复压，这是比较常见的问题，路基施工交验后，一般监理和施工单位不注意这项工作。

二、不良地基地质结构特征

多处不良地质路段,其地质成因及结构组成各异,土体分层厚度及土体性质变化较大。不良地质路段地质勘探结果,包括有机质砂和砂质淤泥厚度、地质结构及土性特点、地下水位高度及地形地貌特点。不良地基随地形地貌特点的不同其地质结构及土性而发生改变。经过河流阶地或河流漫滩时,地下水位偏高,在地下水的浸泡下,形成细沙质淤泥地基。路线经过风沙滩地或丘间洼地时,由于其“碟”形微地貌不利于排水,地表为松散的粉细砂,形成粉细沙质淤泥地基。

1.不良地基主要分布在沼泽洼地或河流漫滩,地下水位埋藏较浅,雨季低洼处常积水形成海子和湿地。

2.软基的抗剪强度小,地基承载力较低。

3.不良地质路段地表通常为含有腐植质的亚砂土和粉细砂,下部为中砂和粉细砂。其中部分路段地表以下1.0～2.0m之间夹有30cm左右厚的“马粪土”,呈褐色、质轻、结构软、有臭味、强度较低。

三、不良路基处理措施

（一）强夯处理

对于路段处于溶浊裂隙发育区可采用强夯法地基处理，这在国内高速公路建设中尚属少见，其主要目的在于：（1）根据动力固结原理，利用重锤夯击产生冲击波和动应力，改变灰岩以上土层的力学性能，提高土的均匀性和强度，降低土的压缩性，以减少可能出现的不均匀沉降。（2）提高土的密实性，使粘土形成一个良好的隔水层，阻碍地下水渗入路基进入下层溶洞，以控制溶洞进一步发育；对浅层洞穴，利用重锤夯击，力求击穿洞穴顶板或加固溶洞顶板土层，消除坍塌隐患。（3）加固后的岩体与其上土层形成一个良好的、整体的硬壳层，以满足公路工程荷载要求。

1、基本参数的确定

施工设备采用履带旋转式吊机及自动脱钩装置，直径ф2.4带气孔的圆柱形钢质锤，锤重150KN，起吊高度一般位12~15m,单击夯击能1500~2000KN.m，根据有关试验结果，公路行车载荷对路的影响深度为3~5m，因此地基设计有效加固深度为5m。

2、锤击次数的确定

应根据现场实际情况，先在场地内溶蚀区和非溶蚀区各选一个试夯区，通过对不同区域试夯得到的锤击次数（夯击能）与夯沉量关系曲线图、夯沉与隆起变化，经分析比较后，在满足最后两击平均夯沉量小于50mm、夯坑周围无过大隆起的前提下，确定锤击次数。

3、质量控制措施

根据工程的地质情况，为了达到加固效果，施工中采取了如下措施：

（1）按设计要求，做好场地整平、清理和排水工作，确保场内无积水；

（2）准确控制单点夯击能，确保有效加固深度；

（3）重视对每个夯点击数和夯沉量及周围地面土体隆起高度的观测检查，若发现异常，应及时采取相应措施，修正技术参数；

（4）及时清除夯击过程所产生的浮泥，并对夯坑及塌陷路基采用级配良好的砂砾材料进行置换。

（二）换填处理

主要适用于路基填土高度在2m以下的矮路堤中，一般挖除深度控制在60―80cm厚渗水性较好的天然砂砾、山皮石或风化砂做替换材料，以每层填料厚度不超过30cm分层填筑，分层碾压成型，以提高基底承载力，从而达到人工处理地基的目的。

（三）直接填筑垫层

主要适用于路基填土高度在2m以上的路堤中。首先在原地面上的清除草皮表土，坡脚外挖成纵向沟底不小于0.5%坡度的排水沟；横向以20m左右等距50cm深宽填砂砾或碎石的鱼刺排水沟，且与纵向排水沟联通。基底大致整平后，按全幅分层填筑60―80cm厚的天然砂砾、山皮石或风化砂一次稳定成型，作为人工填筑的持力层。个别软土层较厚，且路基填土较高的地段，采用反压护坡道的方式两侧各加宽填筑2―3m，同时控制填筑加载速度，以保持软土层的徐徐沉降，完成固结，以利稳定。

（四）抛石挤淤超载预压力反压护道

对于无法排水的水库、水塘、沼泽，采用不小于30cm石质坚硬、不易风化的块石和优质天然砂砾由路中心向两侧抛挤滚填。填出水面后，再分层水平填筑，分层压实。此法有三个要点：一是要控制填料质量和填筑的位置，保证具有流动性的淤泥顺次被抛石挤到路基以外；二是要力争枯水期施工，争取自然沉降的时间；三是要实施超载预压和反压护道予以配合使用进行补充，做好沉降量和稳定的观测。

以上方法，虽然有施工简便易行、便于操作、节省投资、降低造价、加快进度等诸多优点，但我们认为也还有不足之处和需进一步加强的地方。

不良地基当地水文及气象有关。这些地段地下水位高,毛细作用发达,由于腐植物的长期作用,软土层呈现灰色或褐色。软土层厚度为1.0～4.0m,主要成分是中沙和细沙,并含有少量有机质。地基承载力和侧壁摩阻力较低,一般,地基承载力≤100MPa,侧壁摩阻力≤10MPa。清除淤泥,换填强度较高、性能稳定、质地坚硬、且具有抗侵蚀性的碎石、砂、素土、卵石、灰土、矿渣、煤渣等是软土地基处理中最常用的方法。一般适用于淤泥层厚度不大,上部结构对地基承载力要求不高的情况。采用该方法处理不良地基不仅能满足地基承载力的要求,而且能充分利用风积沙材料,降低工程费用。

参考文献

[1]沙庆林.公路压实与压实标准(第3版)[M].人民交通出版社,1999.

[2]王晓谋.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].人民交通出版社,2001.