淺析高速公路路基沉降原因及控制措施

王 浩

(黑龍江省高速公路建設局)

1 路基沉降的影響因素

1.1 影響沉降穩定的自然因素

(1)地形:地形不僅影響路線的選定與線性設計，也影響到路基設計。平原、丘陵、山嶺各區地勢不同，各區的水和溫度的情況也不相同。

(2)氣候:氣候條件，如氣溫、降水、濕度、冰凍深度、日照、年蒸發量、風向和風力等，都影響路基水溫情況。

(3)水文地質:水文條件是指地面徑流、河流洪水位、常水位及其排泄條件、有無積水和積水期的長短以及河岸的沖刷和淤積情況等。水文地質條件指地下水位、地下水位移動情況、有無泉水、層間水等。所有這些，都會影響路基的穩定性，如處理不當，往往會導致路基出現各種病害。

(4)土的類別:砂礫、砂性土、亞砂土、粉性土、粘土等不同類別的路基填土，其土工性質直接影響填筑路基的穩定性。

(5)地質條件:沿線的地質條件，如巖石種類及風化程度、巖層走向、傾向和傾角、層理、厚度、節理發育程度，以及有無斷層、不良地質現象等，都對路基穩定性有一定的影響。

(6)植物覆蓋:植物覆蓋層能夠減緩地面水流速，調節表層土的水溫狀況，植物根系深入土層，在一定程度上對表層土起到固結的作用，從而在一定程度上影響路基水溫情況的改變。

1.2 影響沉降穩定的人為因素

(1)荷載作用:作用于路基的荷載由路面路基的自重和汽車的輪重。隨著交通運輸的發展，交通量的逐年增長，重型車輛以及超載車輛的反復作用，都會在很大程度上影響路基的穩定性。

(2)施工方法:正確的施工方法也是保證路基穩定性的重要因素。就土質路基而言，既要選擇良好的土填筑路基，同時還要選用正確的填筑方法和合適的施工機械。

(3)養護措施:養護措施包括一般措施及在設計、施工中未及時采用而在養護中加以補充的改善措施。通過以及養護可以保證路基在使用期限內具有較高的強度和穩定性。

2 路基沉降控制措施

2.1 加強地質勘測，全面系統了解地基條件

地基沉降是路基沉降的主要部分，一定程度上，控制了地基沉降就控制了路基沉降。地基沉降是地基土固結壓縮產生的變形，除與路堤填高和路基斷面形式有關外，地基條件是影響地基沉降的最主要因素。因此，全面系統研究地基條件是控制地基沉降的前提。為此，在原設計地質勘測的基礎上，全面分析地基條件，對其中地質條件資料不全或較特殊的地段，采取加密勘測和擴大勘測范圍。

2.2 開展全方位科學研究，優化和細化設計

(1)地基沉降控制。

地基處理是控制地基工后沉降最直接有效的方法。加固處理方法，除最基本的地基重型碾壓外，根據地基的情況，可采用深層攪拌樁、CFG樁、強夯處理和堆載預壓等方案來減少地基總沉降，加快地基的沉降速度，以滿足路面鋪設所要求路基沉降及不均勻沉降的要求。

①CFG樁或深層攪拌樁。在施工開始前，選擇合適的場地進行試樁，研究不同設計方案(如樁強度、樁徑、間距等)和施工工藝對地基效果的影響，通過現場荷載試驗及沉降觀測，驗證地基處理方案的可靠性，評價處理后地基工后沉降，并總結出系統的施工工藝指南。

②強夯處理。強夯處理利用落錘沖擊壓密地基土體，達到提高地基土的承載力，降低地基壓縮性的目的。強夯法加固深度因土種類而異，按照設計錘重、單擊夯擊能計算加固影響深度。由于影響加固深度因素很多，強夯加固地基土的效果因土種類、強夯處理方式等而異。對處理后的地基應進行實時的觀測和測試，根據測試的變形模量計算路基沉降量，由此來確定路基工后沉降是否能夠滿足要求，是否需要加密夯點或增加夯擊次數。

③堆載預壓。堆載預壓目的是為了保證上部荷載作用下路基的沉降達到路面變形要求。施工中，可以根據路面類型及交通調查，對地基進行沉降總分析，確定堆載預壓高度、時間，堆載預壓時間以路堤表面沉降穩定作為卸載的前提，堆載預壓期將對路堤面進行沉降觀測。

(2)路堤本體沉降。

路堤本體沉降是指路堤本體在填筑完成以后，路堤在自身重力和交通荷載作用下產生的壓密和側向變形引起的沉降，這部分沉降因路堤填料、路堤斷面結構形式以及地基條件而不同。

2.3 路基沉降的施工控制措施

(1)觀測斷面設置。觀測斷面縱向間距一般為20～50m，地形地質條件變化較大時和過渡段適當加密至10m。

(2)觀測測試項目。以路堤中心沉降觀測為重點。

①一般土質地基地段，每個觀測斷面在地面設剖面沉降儀，在路基面中心及左右兩側路肩處設路基觀測樁，觀測樁采用鋼釬或混凝土樁。

②軟土及松軟土路基，除按一般地基地段設置外，根據地基厚度和填土高度，在邊坡坡 腳外設置邊樁進行水平位移觀測，分別在距坡腳2m，6～10m處設置位移邊樁。

(3)測量的精度及頻度。測量精度一般應達到二級水準測量標準(特別是在路堤基床底層填筑完成后)。測量頻度:在路堤填筑期間，應每天觀測一次，各種原因暫時停工期間，每2d測試1次。施工完成后，前15d內每2d觀測1次，以后每周觀測1次。

(4)動態分析與沉降預測。施工期間，對沉降觀測資料及時整理分析，根據沉降和側向變 形的速率指導路堤填筑施工，若變形的速率過大，則調整路堤填土速率。

3 結束語

分析了高速公路路基沉降的諸多原因，并同時提出了項目不同階段控制其產生的各種措施，為相關項目今后解決高速公路路基沉降在設計和施工上提供了參考。

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[2] 公路路基施工技術規范(JTJ 03395)[S].

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