浅谈318国道路基
一 318国道概况
318国道始建于1993年，1996年建成。起点为上海人民广场，途径江苏、浙江、安徽、湖北、重庆、四川、终点为西藏聂拉木县樟木镇友谊桥，全长5476千米，是中国目前最长的国道。318国道横跨中国东中西部，历经平原、丘陵、盆地、高原景观，十分美丽。318国道几乎就是沿着北纬30度线前行的。
二 工程地质在建筑中的重要性：
1 忽视工程地质条件带来的危害
公路建设中,由于忽视工程地质条件而带来的危害。实践证明,忽视工程地质条件给公路建设带来危害是巨大的,付出代价是惨重的。工程地质条件引起问题有路基沉陷，边坡滑塌，边坡碎落、滑塌和崩塌，沿山体滑动，不良地质和水文条件---路
基破坏，如泥石流，溶洞等。主要的有：
(1)沉降问题,因路面荷载作用下产生大小不同沉降问题,过量的或不均匀的沉降变形,会使建筑物产生裂缝、倾斜、坍陷,影响正常运用,甚至毁坏。 (2)路基桥基、斜坡或洞室围岩稳定性问题。如地基承载力或抗滑强度过小,便会 发生路基或桥基滑移,危及公路和桥梁安全稳定。边坡开挖太缓,将大大增加开挖工程量,增加投资;过陡便可能失稳破坏。
(3)渗漏问题,地下水渗漏会影响地基,斜坡及围岩的稳定性。 2 查明地质条件,在建设中能兴利除弊
在公路工程建设中,只要调查出建设区域地质条件,根据地质条件,充分利用路基稳定的地质条件,避开那些不利地质因素的影响,就能兴利除弊,确保公路稳固和稳定,保证公路工程建设达到既经济合理又安全可靠的目的。 3 概述
水文工程地质调查研究是公路规划、设计和施工的基础,没有高质量的水文工程地质调查,不可能有合理的规划设计和施工,也就不能保证建筑物经济合理、安全可靠和正常使用。只要弄清建设区域地质条件,根据地质条件来选线设计,就能预防地质灾害发生,确保公路质量,保证公路畅通。否则,就会使地质灾害频出,交通易于中断。
三 路基结构介绍
路基是公路的承重主体。公路路基由宽度、高度和边坡坡度三者所构成。路基宽度取决于公路技术等级；路基高度取决于纵坡设计及地形；路基边坡坡度取决于地质、水文条件，并由边坡稳定性和横断面经济性等因素比较选定。 公路路床
路床是路面的基础，是指路面底面以下80cm范围内的路基部分，承受由路面传来荷载。在结构上分为上路床（0～30cm）及下路床（30～80cm）两层。路面直接铺设在路床上为了确保路面各结构层厚度均匀和排水需要，路床表面必须做成与路面一致的路拱横坡度。 公路路堤
路堤是高于原地面的填方路基，其作用是支承路床和路面。路床以下的路堤分上、下两层： 上路堤：路面底面以下80～150cm范围内的填方部分。下路堤：上路堤以下的填方部分。 公路路基压实
填土经过挖掘、搬运，原状结构已被破坏，土团之间留下了许多孔隙，在荷
载作用下，可能出现不均匀或过大的沉陷、坍落、滑动，所以路基填土必须进行压实；对松土层构成的路堑表面及路堤基底均应进行压实。
四 318线沿线的水文地质条件，潜在病害及其相应对策
江浙地区属于平原地区，土属于软土，所谓软土，从广义上讲，就是强度低、压缩性高的软弱土层，以孔隙比及有机质含量为主，结合其他指标，可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。通常把淤泥、淤泥质土、软粘性土称为软土，把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称为泥沼。软土特点如下：
①天然含水量高，孔隙比大。。 ②透水性差。
③压缩性高。压缩系数0.005～0.02，属高压缩性土。 ④抗剪强度低。
⑤具有能变性。一旦受到扰动，土的强度明显下降，甚至呈流动状态。 ⑥流变性显著。
软土路基的危害
土路基的强度和稳定性直接影响到基层和面层及道路的使用寿命。假若基层位于软土路基上，在重型荷载的反复作用下，路基土有可能挤入底基层，降低了路基的强度，从而导致路面的破坏。
一、软土路基浅层处理方法
软土地基浅层处理的方法主要包括加筋土法，强夯法，换填法和抛石挤淤法等（浅层处理是指对路床处理深度不超过5米）。 （一）加筋土法
加筋土法是将土工织物或是土工栅格等植入地基土中，两者形成一个整体，增大压力扩散角，从而提高地基的承载能力，减少其沉降。加筋土法一般适用于由回填土形成的路堤，适用于软土，沙土和粘性土等。 （二）强夯法
强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯，增加其密实度，从而提高路基地基承载能力和减少沉降，一般适用于地基处理深度不超过3米的低饱和度粉土，粘性土，湿陷性黄土，素填土和杂填土等。 （三）换填法
换填法是将软弱土层清除并清底，然后回填砂碎石并压实。一般适用于淤泥质土和黄土和人工回填土，适用深度不超过5米。 （四）袋装沙井法
袋装沙井法具有理论成熟，施工简易，造价低廉，质量容易被控制等优点。袋装沙井法是固结排水法的一种，是在软弱地基中设置若干沙井，在沙井上铺砂垫层，再在砂垫层上铺设土工布。通过增加排水措施，缩短排水距离，提高排水速度，从而使地基土的密实度增加，提高其承载能力。土工布的作用是提高其稳定性，使之不会沿滑动面滑动。 二、软土地基深层处理方法
软土地基深层处理的方法主要是深层搅拌法、排水固结法、石灰桩法、复合地基法和高压喷射注浆法等（深层处理是指对路床处理深度超过5米）。 （一）深层搅拌法
深层搅拌法是将水泥或是其他减水联结剂利用深层搅拌机与地基土在原位进行搅拌，使之成为复合地基，提高整体的承载能力。此法一般适用于不超过12米的粉土或是粘性土等。 （二）排水固结法
排水固结法是利用在地基中设置的排水系统，减少周围地基土中的含水量，提高地基的密实度，增强抗剪能力，适用于厚度较大的饱和土地基或是冲填土地基。
（三）石灰桩法
石灰桩法是在地基土中，利用人工或是机械成孔，将石灰回填路基中，由于石灰的吸水性以及离子交换作用，改变周围地基土的物理性质，形成复合地基。此法适用于处理深度不超过12米的软弱粘性土和杂填土。 （四）高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻至设计的土层深度，然后高压喷浆，使混凝土砂浆与土体形成一个整体，彻底改变地基的结构组成，提高地基的承载能力，减少其沉降。此法适用于软弱地基深度较大的地基，可以超过30米。
湖北和四川地区有膨胀土，膨胀土粘粒成份主要由强亲水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土。该土具有吸水膨胀.失水收缩并往复变形的性质，对路基的破坏作用不可低估，并且构成的破坏是不易修复的。为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全.舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。 膨胀土路基危害
膨胀土路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等破坏现象。路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌、滑坡等破坏。 膨胀土地基的处理措施： 一、预湿膨胀
预湿膨胀的理论基础是在施工前使土加水变湿而膨胀，并在土中维持高含水量，则土将基本上保持体积不变，因而不会导致结构破坏。 二、压实
压实法的优点在于施工速度快、造价低。压实法处理时应特别注意控制含水量，如果含水量过大，会导致水分向下层缺水的土层中转移，导致膨胀。 三、换土
换土是最简易的解决方法，也是最好的方法。换土可采用非膨胀性土或灰土，实际工程中，还有采用粗粒土与现场膨胀土掺混的解决方案，从理论上讲，这种方法是合理的，但实际上人工很难将粗粒土与硬而干的膨胀土粘粒混合起来，必须借助于机械设备，在某些情况下使得这种方法与石灰改良法同样昂贵。换土厚度可通过变形计算确定。
换土法处理膨胀土的优点：能够得到比其他处理方法更大的地基承载力；换土法不需要特殊的施工设备，并且工期也比较短。 四、土性改良
土性改良主要包括石灰改良、水泥改良和化学剂改良。
石灰改良的传统工艺是把石灰和膨胀土混合，然后进行压实。目前，一种新
型的工艺是通过间距较密的钻孔把石灰水浆用压力注入土中。
水泥改良，在水泥水化过程中，产生的石灰与膨胀土混合，降低了土的膨胀性；同时，水泥与土混合生成我们熟悉的水泥土，增强了土的强度。因此，使用水泥来改良膨胀土得到了越来越广泛的应用。但应注意：（1）采用水泥做改良剂比采用石灰的造价高。（2）水泥均匀地掺入颗粒很细的土中的难度比石灰大。
化学剂改良。有机和无机的化学剂已经在膨胀土改良中得到应用，可以降低膨胀土的塑性指数和膨胀潜势。在应用的过程中应注意以下问题：（1）施工前在现场做试验，在处理前和处理后取未扰动土样检验改良效果。（2）注入化学剂的孔间距、化学剂的注入压力、施工过程中的控制等是设计的重点和施工的难点，需要继续研究。 五、隔水
膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩特性，因此，如果能够有效地隔绝场地中的水分转移，就能够解决膨胀土地基问题。
湖北、江浙一带湿陷性黄土路基处理的原理，主要是破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基的湿陷性，常用的处理黄土路基湿陷性的方法有以下几种： 1 浅层换填
该方法主要适用于地下水位以上局部或整片处理，一般换填土多为灰土、素土、沙石等。具有施工简单，效果明显的优点。但只能对地基浅表层进行处理，处理深度一般为1m~3m，湿陷黄土路基常采用该方法处理。 2 冲击压实
该方法类似于强夯法，但基础处理深度相对较小，对于一般路段以及严重湿陷性黄土场地上填土高度<3m的路段，使用冲击压实对湿陷性黄土作浅层处理，能有效地减少路基的工后沉降，保证路堤的整体稳定性，提高了路基的整体强度与均匀性，使地基满足承载力与稳定的要求，实践证明冲击压实的效率高，压实效果也较好。 3 强夯法
强夯法亦称动力固结法，它是通过用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结，以提高其强度，降低压缩性。该法设备简单，原理直观，适用广泛，加固地基速度快，效果好，投资省，特别是对非饱和土加固效果显著。该法适用于地下水位以上的湿陷性黄土，尤其适于处理土质结构不均匀、土质情况差异的地基，更为安全可靠。但是其缺点是施工时噪声和振动较大。 4 挤密法
常用的是灰土挤密桩法，它适用于处理地下水位以上湿陷性黄土，利用打入钢套管、振动沉管等方法成孔，然后在孔内填入一定厚度的灰土分层夯实而成。在成孔过程中将桩孔位置的土体全挤入周围的天然土体中，使桩周围一定范围内的土体在成孔和孔内填土夯密过程中得到挤密，从而消除桩与桩之间土体的湿陷性并提高其承载力。灰土桩在施工过程中应注意成桩顺序，成桩应间隔进行，避免一排一排向前施工，影响桩的挤密效果。 5 桩基法
较常见的是cfg桩，它是水泥粉煤灰碎石桩的英文简称，桩体材料主要由碎石、
砂、粉煤灰，与适量水泥和水拌制而成，桩体与桩间土体共同作用，组成cfg桩复合地基，加上桩顶褥垫层共同承受上部荷载。 防排水措施
水是黄土发生湿陷的主要外在因素，因此合理完善的防排水措施也是必不可少的。内外兼治方能防止黄土的湿陷性在路基使用过程中产生各种危害。 1 地面排水
（1）合理选定各种排水设施类型和出水位置，可利用边沟、截水沟等，将流向路基的坡面水和路基表面水分段截流，引入自然沟谷、荒地或低洼处，排离路基范围。
（2）排水系统布置，力求水源就近排出，在尽可能的条件下避免不必要的汇集，力求简单，如受地下水影响，优先考虑地下排水设施，然后配合地面排水设施。 （3）认真做好各种排水设施的相互衔接。
（4）要特别注意施工阶段的防水，做好临时排水措施，设置相应设施来集水和排水。 2 地下排水
（1）在基底设置足够的引水渗沟或支撑渗沟，在路堤上游设置截水渗沟，可有效避免病害的发生。
（2）侧沟出水口应有足够长度，将水引出路基以外，防止水流冲刷边坡填土。 （3）对于路堤基底渗水，利用天然砂砾排除，防止路基病害。 4 结语 湿陷性黄土对路基的危害已经被工程人员所熟知，但是工程中大多只对黄土湿陷性进行处理，而忽视了对产生其湿陷的主要外因—水分的防治，因此无论是在施工阶段还是维护与保养阶段都要格外重视防排水措施，设计制定出好的排水措施，以此提高路基的结构稳定性和耐久性。
318国道川藏线有冻土，冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月）/季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）。冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。
冻土区路基病害特征与危害
不均匀冻胀：①导致路面高低不平；②导致公路的路面，特别是混凝土刚性路面产生裂缝，这种裂缝多呈纵向分布，且经冻融反复作用而不断加宽，严重时使路面呈破碎状。不均匀冻胀造成的道路破坏，对公路尤其是高速公路危害极大，轻者给行车带来障碍，重者造成行车事故。 道路翻浆：在季节性冻土地区水文地质条件不良地段，冬季路基土体由于冰冻作用，使其含水量增大，春天化冻时路基中水分不能及时排出，形成潮湿软弱状态。由于行车荷载的反复作用，使路面发生裂纹、鼓包、车辙、“弹簧”土冒泥翻浆等现象。道路翻浆地段路面变形特点和破坏形式通常可分为以下三种类型：①路面龟裂、湿润、轻微弹簧；②大片裂纹，路面松散，局部鼓包，车辙较浅；③车辙较深，翻浆冒泥。道路翻浆地段对车辆行车安全造成极大危害。 冻土区路基病害病害整治措施 (1)做好路基排水
良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，减少冻结过程中水分聚流的来源。 路基范围内的地面水、地下水都应通过顺畅的途径迅速引离路基，以防水分停滞浸湿路基。为此，应重视排水沟渠的设计，注意沟渠排水纵坡和出水口的设计；在一个路段内重视排水系统的设计，使排水沟渠与桥涵组成一个完整的通畅的排水系统。
为降低路基附近的地下水位，可采用有管渗沟；为拦截并排除流向路基的地下水，可采用截水渗沟，同时考虑冰冻深度的影响。
(2)提高路基填土高度 提高路基填土高度，可增大路基边缘至地下水或地面水水位间的距离，从而减小冻结过程中水分向路基上部迁移的数量，使冻胀减弱，使翻浆的程度和可能性变小。
(3)设置隔离层
隔离层是设在路基中一定深度处，用于防止水分进入路基上部，从而保持土基干燥，起防治冻胀与翻浆作用的防水结构。 设隔离层措施的适用条件：
①隔离层对新旧路线翻浆均可采用，特别适用于新线；
②不透水隔离层适用于不透水路面的路基，在透水路面下只能设透水隔离层； ③在盐渍土地区的翻浆路段，隔离层深度应同时考虑防止盐胀和次生盐渍化等要求。 (4)换土
当采用水稳性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部时，可以提高土基的强度和稳定性。 换土措施的适用条件：
①因路基标高限制，不允许提高路基，且附近有粗粒土可用时； ②原有路基土质不良，需铺设高级路面时。 (5)加强路槽排水
在冻胀与翻浆严重地段，应注意做好路槽排水，通常采用设砂垫层和横向盲沟等措施进行路槽排水。
①铺设砂垫层：砂垫层在融期可起蓄水、排水作用；能隔断毛细水上升；可防止融期路基泥浆上挤污染路面结构层；冬季对路基冻胀可起缓冲作用，从而减轻路面冻胀。在盛产砂石地区，可以采用铺设砂垫层排水，防止冻胀和翻浆。
根据砂垫层的作用，砂垫层的经验厚度为：中湿路段，15-20cm；潮湿路段，20-30cm。砂垫层材料可选用砂砾、粗砂或中砂，要求砂中不含杂质、泥土。 ②加设横向盲沟：道路纵坡大于3％的坡腰翻浆路段，当中级路面基层采用透水性材料时，为了及时排出透水层内的纵向水流和春融期土基化冻时的多余水分，可在路槽下设置横向盲沟。横向盲沟可设成人字形，纵向间距10m左右，深度20-40cm，宽40cm左右，填以砂砾等透水性良好的材料，出口按一般盲沟处理。 (6)加强路面结构 在冻胀与翻浆地段，为减小冻胀和翻浆对路面结构及承载力的影响，应使用整体性好的石灰土、煤渣石灰土、水泥稳定砂砾等半刚性结构层，以加强路面结构。但是用这些半刚性材料作基层时，应防止反射裂缝，结合当地的应用经验，注意路面结构组合设计、材料的选择和配合比设计。
(7)加设防冻层
在中、重季节冻结区和多年冻土区的高级、次高级路面，在有可能冻胀的路段，为防止不均匀冻胀，用冰冻稳定性良好的材料加设防冻层。 (8)铺设隔温层 在重冻区，也可采用铺设高效隔温层的方法，减小土基冻结深度或使土基不冻结，以防治冻胀，从而防治翻浆。隔温层采用导温性能差的材料，铺在土基内、土基顶面或路面结构层内。
五 总结
此次报告中，着重介绍了318国道线上的水文地质条件下形成的不良地质，及其对公路路基的危害，介绍了多种不良地基的处理措施。通过此次报告，对于软土，湿陷性黄土，冻土，膨胀土有了详细的了解，对其处理方法基本掌握，收获颇丰。
参考文献：
<<软土路基处理方案应用研究>> 张金霖 《膨胀土路基危害和处理方法浅析》 李峰德 《湿陷性黄土路基的处理技术》 杨正军 《浅谈冻土地区特殊路基处理技术》 孙君宝
中南大学
——道路工程论文
题 目 学生学号 学生姓名 学 院 专业班级 指导老师
浅谈318国道路基
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