高速公路路基沉降及施工控制研究

鄭衛平

(山西省公路局晉中分局，山西晉中 030600)

高速公路建設的成功與否，路基的穩定性和沉降是關鍵，特別是路基的沉降問題更加突出。沉降的問題如果沒有很好的進行處理，在施工期間非常容易發生滑塌，影響施工進度和工期，給高速公路運行階段中帶來安全隱患，由于不均勻沉降，道路容易出現沉陷問題，橋頭發生跳車現象，輕者影響正常使用或外觀，嚴重會發生安全事故。基于此，本文對高速公路路基沉降及其施工控制問題進行了分析和研究。

1 高速公路路基沉降影響因素分析

造成高速公路工程路面損害的因素豐富多樣，不均勻路基沉降的因素是路面損壞變形的一個重要原因。如果路基一直處于不均勻沉降的狀態，不進行填補，不僅會破壞路基本身，也由于路基不均勻的頂面形成附加應力的結構，并使其造成車輛損壞路面結構的不利影響。路基沉降的具體形式，充填裂縫和路面問題等。前者由內部填土而來，是根據所造成的壓縮和拉伸應變區域的變形的不同部分以不同的形式的不均勻沉降。基于拉伸區域填充具有較低的拉伸強度，從而導致裂紋的形成。填不平的路面路基沉降會造成嚴重的危害，如路面變形，橫向，縱向裂縫，破碎的水泥板，邊坡失穩現象。高速公路路基的變形及穩定性和沉降觀測工作中，人們往往對不正常沉降提出一些綜合分析的要求，用于指導路基施工的進度，因此，對影響高速公路路基的一些因素進行分析，顯得十分必要。

影響高速公路路基的因素很多，主要是表現為以下幾點:1)由于填土速度過快，在路基和填土臨界高度問題上，認識不足。由于填補路基和缺乏知識，在靠近路基臨界高度時不加強路基沉降的觀測，導致軟基接近臨界狀態，稍不注意，地基出現容量不足，導致基層的不穩定，沉降或縱向裂縫出現;2)沒有進行沉降觀察或者對觀察控制不夠嚴格，只取決于施工沉降計算，實際沉降速率，沉降曲線，施工后的數據沒有嚴謹的統計分析和預測，導致工后仍有許多沉降率和沉降量;3)相關地質資料不足，對影響路基的暗池等長期穩定性不明確的地質結構不了解，致使大量路基在建設的過程中發生了沉降;4)路基壓實控制不嚴，造成路基施工完成后，路基的部位發生變形，尤其是大型路基填土高度，由于越來越多的塑性變形，導致路面下陷，影響駕駛舒適性。

2 高速公路路基沉降的施工控制措施

根據施工時間順序，筆者總結出以下路基沉降的施工控制措施。

2.1 施工前控制措施

在施工前提前預防和盡量減少路基沉降是最重要的，為此，本文認為應該:

1)加強地質勘測，全面掌握路基條件。路基下沉關鍵原因是地基下沉，從某個角度來說，掌握了地面沉降相當于掌握了路基下沉。路基沉降是因為土被壓實發生的形狀變化，除了和路堤高度和路基斷面樣式相關外，也與地基條件有重要的關系。因此，在基礎的層面探索路基下降的具體細節是要掌握基本的基礎。在這方面，在原來的設計上，詳細而具體的分析基礎環境，對一些地質資料或者情況的特殊的部分，必須要更詳細的測控，并擴大測量范圍，在全面了解測量地質各項指標的基礎環境的基礎上，來解決基礎下沉的問題。2)改善土性。a.排水固結法。在軟土地基中設置豎向排水系統(如塑料排水板插集，袋裝砂井，或設置普通砂油井)及水平排水系統(砂墊層)，并利用其自身的天然地基土的滲透性的下壓力系統(預壓，真空脫水等)，從而使地基土排水固結的作用，產生固結沉降，使土體強度增長，提高地基的承載能力，并能夠有效降低工后沉降。如果使用超過堤壩和工作負荷預壓負荷稱為重載。超載預壓可在工后進一步降低，并減少二次固結沉降。它適用于軟土，淤泥和淤泥土地基的處理。b.強夯法。強夯法適用于各種土質地基，如砂礫土，砂，淤泥和低飽和度土，黃土，雜填土和填充土等因素，具有明顯的效果，經濟方便，簡單設備，材料和其他明顯的粘土三節約優勢。但對于軟粘土，因為它的滲透性差，含水量高，在受到了強烈的沖擊后，不能迅速排出，從而很快使孔隙水壓力上升。慢慢消散，從而使坑周圍土體的強度降低，或出現液化。進一步鞏固過程和壓實軟粘土恢復過程的實力也遠遠超過其他的土體。因此，一般認為不應該使用軟粘土地基強夯法。c.試驗施工工藝。路基沉降與施工質量是密切相關的。為確保路基沉降滿足設計規范，施工管理亟待加強，在大規模建設前，均應進行施工工藝試驗，施工過程中應以進行測試和后續階段的相縮量公式為基礎。其基本假設是:土壓縮完全是由于孔隙體積減小，骨架變形導致的結果，土的壓縮顆粒本身不計;土只產生無側向變形垂直壓縮;高度范圍在土的內部壓力是均勻分布的。計算有EP曲線和電子LGP曲線是總和法已知條件，地基基礎設計5規范6方法。地基基礎設計規范的方法仍然基于分層總和法的思想，采用平均附加應力區域的概念，在工程實踐中沉降觀測，經驗修正系數的WS結合統計分析，并尋求地基的極限變形。

2.2 施工時控制措施

1)注意挖方段、填挖交界處施工。在挖方以及填筑的交接位置，必須使用滲水性強的材料更換填土80 cm。所有要壓實，填方和挖掘的連接位置，要緩慢進行，切記不要直接更改，使負荷分散應力的對稱性，而排水溝要直接能到溝底，防止路堤進水。之后經過剛性，半剛性，柔性基礎，以消除不均勻過渡緩慢下降。2)注意不良地質段的施工。對于材料不好的道路，一定要把它的軟弱層清理，同時還規劃了給定的路段進行清理，之后使用防滲能力強的材料填充路堤高度較低的部分，達到標準的地基。在需要的時候還可以用來清理后砂隔離，寬而深的路基必須達到高標準，就不可能有一絲的隱患存在。嚴格按照建設的規劃方法和標準建設的各個部分，不存在之間的實際情況，并立即與規劃部門進行更改，以防止路基由于規劃建設的不合理造成的地面沉降差異。

2.3 施工后控制措施

沉降觀測資料(包括靜置期)，施工期間工作的基礎上預計總沉降量和沉降，確定路面鋪設時間。常用的方法有雙曲線投影法，三點法(對數曲線)，指數曲線，星野法。地基加固不同的方法來計算時間和初始時間的選擇長短，都會對預測的準確性產生影響。

1)觀察斷面的設置。觀察斷面的縱向間距一般為20 m～50 m時，大的地形和地質條件的變化和過渡段適當加密至10 m。2)觀察測試項目。專注于路基沉降觀測中心。a.一般地段地基土，地面上的每個觀察位于部分剖面沉降，在位于肩部堤觀察哨，用鋼釬或混凝土樁觀察哨的左，右兩側路基表面的中心。b.軟土和軟土路基，除一般基礎成立了很多外，根據地基的厚度和填土高度，分別在坡腳樁水平位移，外緣設置，從山腳2 m，6 m～10 m集在樁位移的邊緣。3)測量的頻率和精度。精度應達到兩個基本水平的測量標準(尤其是在完成后填補了道路路基基床的底部)。測量頻率:在堤防應每天觀察一次，對于在暫停期間種種原因，測試每2 d一次。施工結束后，前15天每2 d之內觀察一次，以后每周觀察一次。4)動態分析和沉降預測。在施工期間，沉降觀測數據分析、整理的基礎上，路基沉降和側向變形速率的指導填筑施工，如果變形速率太高，調整填土速率。

總之，高速公路建設工程一定要經過對路面構造開展力學損壞回應解析明確不勻稱下沉掌控宗旨，通過機械性損傷清楚回應解決不均勻沉降控制的目的，同時也可以形成為開展不均勻下降的預測情況，根據路面結構沉沒的大小效應處級生成的，不同級別的不均勻下降，以使用不同的方法來治理，將不均勻的下降控制在允許的范圍之內，達到了不均勻下沉主動控制的目的。

［1］孫良倩.高速公路路基沉降觀測［J］.企業技術開發，2009(4)：24-25.

［2］金 雷.對高速公路軟土路基沉降影響因素分析［J］.中國新技術新產品，2011(15)：15-39.