淺析公路路基沉降與控制

摘 要：路基沉降一直是高速公路病害之一，本文作者根據施工實踐，認真分析公路路基沉降的原因與種類，并制定了詳細的控制措施，為提高高速公路施工質量和使用壽命提出了自己的見解。

關鍵詞：公路路基；沉降；控制

1 公路路基的概念

公路路基由寬度、高度和邊坡坡度三者所構成。它是一種線形結構物，具有線路長，接面廣的特點，它的穩定性在很大程度上由當地自然條件所決定。影響路基穩定性的因素主要包括自然因素和人為因素。自然因素主要包括地形、氣候、水文與水文地質、地質條件、植物覆蓋等因素。人為因素主要指路基的荷載作用、路基結構、施工方法、養護措施等。

2 公路路基沉陷

2.1 工程地質條件的原因。對于工程地質條件不良造成的沉降，其主要原因是原地面比較軟弱，填筑前未進行清淤換填或者其它軟基處治；其次是工程地質條件復雜，當路堤穿過溝谷時，溝谷中心填土量最大，向兩端逐漸減低，由于填土高度不同而產生不均勻而造成了路基的下沉。

2.2 水文氣候造成的沉降。對于施工中的道路，如果所處的施工地段降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或者溫差過大，都極有可能使高填路堤產生不均勻沉降。

2.3 路基填料的原因。如果在路基施工中，路基填土中混入腐殖土、種植土、淤泥等劣質土，或土中含有未經打碎的凍土或大土塊或者路基填石中石料規格不一，石料的性質不勻，亂石中空隙過大，都有可能在較短期限內產生局部明顯下沉。

2.4 施工設計方面的原因。施工設計方面的原因主要包括施工斷面尺寸不合理，邊坡取值不當，排水、防護與加固不妥當，或未對高填方路堤進行穩定性驗算，對施工工藝、填料未做特別說明等等。

2.5 施工方面的原因。對于施工方面的原因，應該有很多。比如：填筑順序不當，未在全寬范圍內分層填筑，填料質量不符合要求，填筑厚度不符合規定；原邊坡沒有去除樹根、植被，沒有做臺階處理；不同性質的填料造成不同種類土的壓縮性和抗水性差異，從而形成沉降；施工過程沒有注意排水，沒有有效控制含水量就繼續填筑等?？傊?，施工過程中對路基施工的控制至關重要。

3 路基沉降的控制措施

3.1 加強地質勘測工作

在路基施工中，全面了解地基條件是控制地基沉降的前提條件。地基沉降是路基沉降的主要部分，我們控制了地基沉降，就相當于控制了路基沉降。地基沉降是地基土固結壓縮產生的變形，除了與路堤填高和路基斷面形式變化有關外，地基條件是影響地基沉降的最主要的因素。作為施工單位應當在原設計地質勘測的基礎上，全面細致地分析地基條件，盡可能全面掌握地基物理學指標變化數據，認真地為地基沉降分析提供科學依據。

3.2 全方位開展科學研究，優化和細化施工設計

在施工前期，開發單位應聯合設計單位及有關科研單位，對所施工的路段的路基沉降問題進行細致的研究，進行全面系統地評估，并根據研究成果，進一步優化設計方案。

3.2.1 地基沉降控制

首先應對地基進行加固處理。這是控制地基工后沉降最直接有效的方法。加固處理方法如下：

（1）cFG樁或深層攪拌樁。首先選擇典型斷面和特殊斷面進行數值分析和離心模型試驗。試驗后，運用得到的數值分析和離心模型試驗對典型斷面和特殊斷面作進一步研究，得出沉降與時間關系曲線，從而評價路基沉降是否滿足設計要求，并對地基處理進行優化設計。其實進行試樁和現場荷載試驗。在全面施工開始前，選擇合適的場地進行試樁，通過沉降觀測及現場荷載試驗，來驗證地基處理方案的可靠性，從而評價處理后地基工后沉降。

（2）進行強夯處理。強夯法就是通過反復使用落錘沖擊壓密地基±體，從而達到提高地基土的承載力，并降低地基壓縮性的目的。但對于飽和度相對較高的粘性土而言，我們使用強夯法就不一定能收到很好的效果。另外，強夯法加固深度會因土質的種類不同而不同，施工人員應按照設計錘重、單擊夯擊來計算加固影響深度。由于影響加固深度因素很多，在實際施工過程中，需要進行試驗研究，測試設計夯擊能條件下的影響深度。

在施工過程中，強夯處理的地基需要使用信息化施工技術，即對處理后的地基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，從而來確定路基工后沉降是否能夠滿足要求，需不需要加密夯點或增加夯擊次數。

（3）堆載預壓。在施工過程中，我們可以根據路面類型及交通調查，來進行地基沉降總分析，從而確定堆載預壓高度及時間，堆載預壓時間要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，施工過程中要特別注意的是地基的穩定性。

3.2.2 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。對于路堤本體的沉降，我們可根據具體填料情況，采用離心模型試驗進行有關的研究和分析，從而改善路堤本體的沉降情況。

3.3 施工管理

路基沉降問題與施工質量密切相關。在施工中如果沒有遵守跟基沉降的設計相關的規則及標準，那么就很難保證路基不發生沉降，因此在施工前，要綜合考慮路基的高度、地基土的成因、地層結構及有關沉降控制的復雜性及艱巨性等因素的影響，因此要進行施工工藝試驗，保證路基施工中質量控制，并建立系統的監測與分析，從而保證路基填筑完成后一年的觀測和調整周期。在采取恰當的施工辦法后，充分分析評估路基沉降是否滿足高速公路路面鋪設標準。（1）觀測斷面設置。在進行斷面復測時，對設計圖的中心樁和邊樁處的地形標高進行測量，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。測量時要做好記錄和簽字，必須按照國家有關標準進行，測量結果必須得到業主和監理工程師的認可。（2）測試項目。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，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，分別距坡腳2m、6-l0m處設置位移邊樁。③深厚層松軟土、第四系地層的地基，按不同的工程地質地貌，選擇代表性路基填高，進行深層沉降觀測和側向變形觀測。（3）測量的精度及頻度。在路基施工中，需要二級以上的測量標準才能滿足對測量精度的要求，同時對測量頻度針對不同的情況有不同的要求，如在路堤填筑期間，每天觀測一次；停工期間，每隔兩天測試一次。施工完成后，前15天內應每兩天觀測一次，以后每個星期觀測一次。（4）動態分析與沉降預測。在施工期間，施工方要對沉降觀測資料進行整理分析，并根據沉降情況和側向變形速率指導路堤填筑施工。（5）路床施工完成后的一年里，是路基沉降觀測的時間。在這一年里所觀測到的資料結合沉降的雙曲線和三點法來推算出路基的最終沉降。

4 結語

隨著我國經濟的快速發展，高速公路在國民經濟快速發展的過程中占有重要的地位，高速公路縱橫交錯于每一個城市之間，承載著城市間的交通運輸需求，因此高速公路建設是一項關系民生和未來的基礎建設，為了保證其行車過程中的安全性及舒適性，在高速公路建設過程中，施工單位要從多方面對路基沉降的原因進行分析并深入研究，從而制訂一套完整的控制路基沉降的具體措施，以保證公路建設的質量。

參考文獻

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