土方路基工后沉降分析

劉探勤

(山西省交通建設工程監理總公司，山西太原 030012)

0 引言

路基在公路建設里程中的比例遠遠大于橋涵隧道，尤其是城市道路路基所占比例會更高。路基施工建造線長、面廣、地質情況復雜，施工情況復雜，施工不當很容易造成路基工后沉降發展結果有不同的形式，有的形成反射裂縫拉裂路面、有的形成大坑突然塌陷、有的整體沉降影響路面車轍，不管哪種形式破壞結果，都會給公路造成巨大損失，影響使用功能，造成安全隱患，影響行車舒適性?，F從以下幾方面探討土方路基工后沉降防治。

1 設計與施工不符

由于公路路基建設從勘察設計到施工有很長的間隔時間，中間進行施工監理招投標、征地拆遷等工作，在這段時間人們生產生活及自然環境都可能導致路基工程開工前與勘察設計時發生變化。如果仍按原設計進行施工，就會給工程質量留下安全質量隱患。

1)如附近礦產企業在勘察設計完施工前正好進行地下開采作業，導致地下形成空洞、空穴。雨水沖開的暗溝、暗渠，施工前未能探明，仍按原設計施工，導致路基工后沉降或塌陷。在施工過程中或者通車后，由于荷載的長年累月不斷擾動，就會出現沉降或者塌陷。在開工前施工現場有礦區的應進行一定深度的二次鉆探，以探明地質情況有無變化。根據地質情況采取一定措施如注漿、開挖并分層回填。

2)施工時原地面標高與勘察設計時的標高不一樣，導致路床填筑超出路基外地面規定的高度，引起土中毛細水上升至路床，經凍融循環改變和破壞土體結構，而引起路基工后沉降。施工時應嚴格保證路床高出路基外或者排水溝頂規定的高度，以保證路基不受毛細水上升改變路基結構而引起路基沉降。

2 施工監理人員質量責任意識差，參建人員數量多，素質參差不齊

1)《路基施工技術規范》規定每層填土最小和最大厚度，具體根據試驗段確定，而施工過程中有的層次填筑過厚有的過薄，同一層及不同層厚度不均勻。而檢測到的壓實度數據偏差大、離散大、沒有代表性，不能準確反映路基壓實度。

2)對平整度不重視，很多施工人員和監理人員認為平整度只是面子工程，而忽視了對平整度的控制。平整度差，在當層壓實度檢測中能達到合格，但高低不平，層層累加，低的地方就會影響上一層下部的壓實度。

3)現在檢測壓實度時，灌砂法檢測大都只檢測填筑層上部或中部，而對填筑層下部檢測的少之又少，很可能上部和中部壓實度剛合格，而填筑層下部卻不合格，也給路基質量留下了安全隱患。

以上三種情況在公路建成通車后，由路基本身自重的靜載和路面傳來的動載不斷的擾動作用下，壓實薄弱環節的土結構重新排列，導致路基下沉。路基施工中施工人員應盡量使路基每一層厚度一樣。重視路基平整度，嚴格按規范標準要求控制。檢測壓實度時嚴格按規程操作，選取有代表性的，薄弱環節進行檢測。以避免壓實度不均勻，導致路基工后沉降。

3 施工技術人員知識水平存在薄弱地方

如土質發生變化而施工技術人員未能準確及時地發現并判別土的種類，將特殊土未經改良直接進行路基填筑施工。

1)膨脹土含有豐富的親水性礦物蒙脫石、伊利石土、高嶺土，它是一種有較高承載力的高塑性黏質土，具有吸水膨脹、失水收縮、反復脹縮、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。

由以上性質可以看出膨脹土的破壞主要來自含水量變化所引起。含水量不變的環境使用膨脹土則不會產生破壞，而路基工后內部土體的濕度不是保持不變的，這樣就使含水量大的膨脹土，會因為失去水分產生收縮，含水量小的膨脹土，則會吸水后產生膨脹，且反復脹縮，最后破壞路基穩定性、整體性。膨脹產生裂縫，流進雨水加快路基內土體干濕變化，加大了土體的膨脹潛勢和膨脹力，加重加快路基破壞，使路基發生沉降。

沒有條件必須使用膨脹土時，應從外因和內因兩個方面著手。外因方面主要是減水路基內土體干濕變化，路堤部分應使用不透水材料封閉膨脹土或使用加筋纖維。路塹部分完工后及時做防護工程封閉，做好路面防水排水工程。內因方面主要是改良土質的穩定性，如添加石灰、水泥、粉煤灰、表面活性劑或其他添加劑。

2)濕陷性黃土呈黃色、黃褐色。根據浸水濕陷時是否有外力，分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。受水浸濕后，在上部飽和土重力作用下濕陷的稱為自重濕陷，需要外力作用而濕陷的稱為非自重濕陷。濕陷性黃土為第四紀大陸松散堆積物，含有大量的礦物質，以碎屑礦物質為主，結構體系為骨架顆料，在形成時是極散的，靠少數水分和顆粒間的摩擦形成連接，在經過反復干燥和雨水的作用下，大部分形成了骨架空隙結構。除少數老黃土外，當濕陷性黃土受水浸濕時，結合水膜增厚連接性消失，土中的鹽溶于水中等，致使骨架強度降低，土在結構自重應力和外在應力作用下，土顆粒向孔隙大的地方移動，內部結構重新排列，最后路基內土結構被破壞，路基下沉。所以在干燥時具有較高的強度，遇水時濕陷。

為減少路基沉降，使用濕陷性黃土時必須要改良。濕陷性黃土主要是受水浸濕時土體連接減弱，結構趨于緊密而導致的下沉。濕陷性黃土處理的主要目的是消除土的濕陷性，減小土受水浸濕時的沉降。濕陷性黃土改良方法有土或灰土墊層、土樁或灰土樁、強夯法、重錘夯實法、樁基礎、預浸水法等。對于Ⅱ級以上濕陷性黃土用重夯法可節約工程造價并加快工程進度。具體方法根據施工條件和技術經濟方法選取。

3)軟土主要是淤泥和淤泥質土。軟土天然含水量大、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、擾動性差，且土層分布雜亂，各層物理性質相差大。由于淤泥和淤泥質土呈軟塑狀態，蠕變性和觸變性明顯，所以其一旦受到荷載擾動，會產生不均勻變形，且變形較大。

所以在路基施工中必須根據不同工程性質對軟土進行處理，否則路基建成后會使路基失穩且產生過量沉降。具體處理措施從深層和淺層兩方面分析。對于淺層軟土可以選用換填法、墊層法、擠淤法、添加石灰水泥改良法，對于深層軟土則可以用樁基法。

4)鹽漬土包括鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤。由于鹽漬土含有鹽分，鹽漬土中鹽分遇水后溶解，最后濕陷，破壞路基結構。而且在鹽漬土上種植，植物成活率低，生長速度慢，無法使路基達到設計的有效防護作用，造成地表水對路基破壞，最后發生路基沉降。

在施工中對于淺層的鹽漬可以進行換填、提前溶解濕陷、鋪設隔離層等。而對于深層的鹽漬土換填有困難不經濟時，可以使用強夯、樁基礎等方法。

5)紅粘土是一種高塑性的粘土，顏色呈棕紅色和褐黃色。它雖然具有含水量高、孔隙比高、密度低、壓實性差等特性，但又具有強度高、壓縮性中等特性。上面硬下面軟，收縮性明顯，僅裂隙發育。

所以用紅粘土在填筑路基時，必須經過改良，如拌石灰粉煤灰和鋪撒石子壓入。且施工時填筑層厚度要比普通土薄，且不得超過20 cm。填筑碾壓完后應及時覆蓋，防止暴曬開裂以及雨水滲透。

4 結語

路基工后沉降后會拉裂路面形成反射裂縫破壞公路正常使用，且維修不便，尤其是高速公路還可能因為路基工后沉降造成平整度差，對行車安全留下隱患。路基工后沉降原因很多，要根據不同的情況，嚴格按照技術規范施工，降低或消除路基工后沉降量。

［1］任建榮.公路軟土地基的處理方法［J］.科技情報開發與經濟，2007，17(32):296.

［2］殷志建.土力學與地基基礎［M］.北京:中國建筑工業出版社，1990.