浅谈地下水对道路路基的破坏

【文章摘要】工程实践表明，给道路路基的施工、运行与维护造成危害的诸多因素中，影响最大最持久的是地下水。道路路基在地下水的侵蚀下，经常会发生许多病害，严重影响着道路的正常使用。水与土体相互作用，可以使土体的强度和稳定度性降低，致使路基周围土体沉降、湿陷、盐渍化、冻胀等病害，在道路路基的设计及养护中，要充分重视地下水对路基的破坏，采取有效的防治措施。

【关键词】地下水路基破坏

中图分类号：U213文献标识码： A

一、地下水对路基的破坏作用

地下水层与土体相互作用，使土体的强度和稳定性降低，致使路基或地下构筑物周围土体软化，并可能产生滑坡、沉陷、潜蚀、管涌、冻胀、翻浆等事故。所认，道路的安全运行必须考虑沿线地下水的类型、埋藏条件及活动规律，以便采取措施保证工程安全。

1、湿陷现象

湿陷是浸湿时黄土的剧烈沉陷，湿陷性黄土的土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大的附加沉降，强度迅速降低。由于大量节理和裂隙的存在，黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。主要病害有路基路面发生变形、凹陷、开裂，公路边坡发生崩塌、剥落，道路内部易被水冲蚀成洞和暗河。在湿陷性黄土地区施工应采取有效的加固措施，减轻或消除其湿陷性。

2、膨胀性

膨胀土即指土的粘土矿物成分中富含亲水性粘土矿物，具有吸水显著膨胀软化，失水急剧收缩硬裂，该类土具有较大的塑性指数。膨胀土吸水后体积增大而产生膨胀，如果土的膨胀受阻，即产生一种内应力即膨胀力，将会给一些工程造成灾害。土体失水，则体积收缩，伴随土中出现开裂，造成其上的构筑物开裂与下沉。在坚硬状态下该土的工程性质较好。但其显著的胀缩性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重的破坏。

3、滑坡现象

当路基处于天然山坡的坡积层上时，由于坡积层地下水的力的作用（静水压力和动水压力），坡积层会滑动，可能造成路基稳定性的破坏，形成滑坡。地下水流的深度变化影响着渗透压力的大小，地下水位上升，渗透压力增大，路基稳定性降低；地下水的存在会降低土体抗剪强度，尤其是滑动层充水，地下水作为一种力的因素对山坡上滑坡体的稳定程度有着特别的影响。

4、冻胀的形成

冻胀是冬季在道路上形成的局部抬高，春季时就会出现路面的破坏。冻土在冻结状态强度较高、压缩性较低。融化后承载力急剧下降，压缩性提高，地基容易产生融沉。而冻土中产生的冻胀对地基不利。一般土颗粒愈细，含水量愈大，土的冻胀和融沉性愈大，反之愈小。较高的潜水水位和来自山坡一侧的潜水靠近路基在路基基底或在路暂与侧沟的边坡上尖灭是促成深层冻胀的主要条件，在含水层的上面被厚度不大、透水性较低的土层所覆盖时，潜水的危害更加厉害。

5、含水量增大

地下水浸湿路基的水源主要是来自潜水和上层滞水面上升的毛细水。毛细水可在毛细作用下逆重力方向上升一定高度，在0度以下毛细水仍能移动、聚积，发生冻胀。这种水经常改变着路基土的含水量，尤其是当路堤由粉土和粘性土构成并填筑在沼泽或地下水位很高的地基上时，更是如此。当从潜水面自下而上发生浸湿时，会形成一个具有饱和含水量的区。含水量的改变（提高）能降低土的强度（抗剪强度），因而降低稳定性，导致路基变形。

二、地下水破坏作用的防治

防治地下水对路基的破坏作用，应特别注意路基上层的防护，因为路基上层是路面的支撑，是主要承重结构层。目前解决地下水破坏的主要途径是；路基工作层远离地下水位；人为降低地下水位高度；设置人工障碍物阻止地下水对路基的浸湿。

1、 提高路基标高

人为提高路基标高，保证路基工作层在地下水位以上一定高度，这是最简单和传统的解决方法。对路堤而言实现起来比较容易、简单，但对于路堑和零填情况，还有当缺乏合格的填土时，实现起来可能不现实。

人工提高路基标高主考虑地下水位高度和选择合格的路基填料，保证道路路基稳定性所要求的路基标高应至少高出地下水位2m以上，同时提高标高可以预防和消除路基深层冻胀，两者综合确定高度。在提高的同时应特别注意填土不能破坏天然的地下水排水条件，且不要造成出现人工水头的条件。

2、 降低或拦截地下位

利用有效排水工程对地下水进行拦截或降低是一种有效的解决方法。通常使用的排水工程主要有水平排水层、渗沟、排水明沟等。

渗沟从结构划分主要有水平、立式和混合三种。水平渗沟是渗水管或渗水洞，它们带有水孔，具有朝向集水地的坡度，其周围填有渗水材料。立式渗沟由一系列降水钻孔组成，它们通常保持相同的隔距离，籍助于吸收或虹吸系统可保持所规定的水位，混合渗沟是一种自流的排水洞或管和一系列沿长度等距离布置的自流钻孔，自流钻孔的口一般通入排水洞侧面的检查井。完全性渗沟仅部分地切断含水层，而且其基底达到隔水层。渗沟形式、位置和材料的选择应根据地下水的水头位置、流向、水位高度以及工程规模、要求，结合当地实际经验和水力计算，进行综合考虑、合理组合。这是目前在公路实际工程中应引起设计、施工及管理部门充分重视的方面。因为在许多工程中已大量应用了渗沟，但不顾实际条件，肓目引用、套用，导致失效或起不到作用，使路基严重受到地下水危害，甚至导致失效或起不到作用，使路基严重受到地下水危害，甚至导致路面破坏的实例比较普遍。

3、 修筑结构层

修筑适宜的结构层，以调节路基的水温状态，也是一种有效的处理方法，而且应用范围比较广泛。目前主要应用的是防水层和割断层。防水层主要应用各种合成材料和沥青、水泥等结合料，掺人集料共同组成不透水、抗冲刷的结构层，设置于路基和路面之间或路基底部，起到防止地下水浸入的作用。割断层与防水层类似，主要目的在于割断地下水的上升路径，从而减小或消除其对路基的破坏作用。

为了防治地基和路基土的盐渍化，当不可能保证路基肩部在地下水位以上所需高度时，可修筑一定厚度的卵石或碎石夹层，起到割断作用。

预防自潜水或上层滞水面上升的毛细水对路基的危害，可修筑毛细割断层。毛细割断层由于其作用，应采用非冻胀、透水性良好的土填筑。

随着道路的发展，防治地下水危害还有许多其它方法，但只要能合理利用以上几种方法，而且使它们发挥作用，一般可以满足道路的使用要求。

工程实践表明，从设计到施工准确探明地下水的位置、大小，采取 正确的预防措施，就能从根本上解决地下水对着道路路基的危害，延长道路的使用功能。