淺析高速公路路基沉降及施工控制技術

孫保衛

摘要：隨著經濟的發展，高速公路的建設里程逐漸增加，為了充分發揮高速公路的作用，需要采取措施延長高速公路的使用壽命。文章從高速公路路基的角度進行闡述，首先闡述高速公路路基沉降機理，然后分析高速公路路基沉降的原因，最后提出處理高速公路路基沉降的具體措施，進而為高速公路路基施工提供參考依據。

關鍵詞：高速公路；路基沉降；施工控制；建設里程；交通運輸 文獻標識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2016）07-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.044

近年來，隨著經濟的發展，我國的交通運輸業實現了跨越式發展，同時帶動了高速公路的發展。為了滿足運輸需求，國家對高速公路建設加大了投入力度。在高速里程增加的同時高速公路建設問題也頻繁發生，這時高速公路安全受到社會各界的普遍關注。在高速公路的建設過程中，路基沉降是比較常見的問題，并且這種問題會直接影響高速公路的穩定性。如果沒有處理好路基沉降問題，將會導致高速公路施工過程中容易發生滑塌等事故，進而在一定程度上直接威脅到高速公路的安全性，并且會延長高速公路的施工周期。為了建設一條高標準的高速公路，需要在高速公路施工過程中高度重視施工控制技術，采取相應的措施解決路基沉降問題。

1 高速公路路基沉降機理

在對高速公路進行施工前，需要清楚掌握路基機理，進而才能有效地預防路基沉降問題。所謂路基就是承受荷載的載體，通常情況下，可以將高速公路的路基沉降分為三個階段：

1.1 路基發生沉降階段

路基發生沉降主要是指對土層進行初期加載時，沒有對土地進行壓實處理，導致土地處于彈性狀態，如果土層中土粒的含水率比較高，并且土粒之間的空隙比較大，在這種情況下，就會無法及時排除土壤中的水分。此時，如果對路基展開施工作業，在進行壓實操作時，土體在瞬間被壓縮變薄發生變形，在荷載壓力的作用下，使得路基出現沉降的趨勢。

1.2 路基沉降的發展階段

高速公路投入運營后，隨著路面承載負荷的不斷加大以及承載時間的延長，蘊含在路基土層中的水分被擠出，水壓逐漸被釋放，此時土層開始發生形變，并導致路基發生明顯的沉降。

1.3 路基沉降穩定階段

隨著高速公路投入運行時間的不斷增加，路基已經承受最大荷載的作用，路基土層中土粒之間的孔隙逐漸減少，甚至完全消失。隨著時間的推移，路基沉降逐漸趨于穩定。當高速公路運行時間足夠長時，形成最終的路基沉降，此時的路基也最為穩定。

2 造成高速公路路基沉降的原因

與普通公路相比，高速公路在路基方面的要求更高，如果高速公路的路基出現沉降，會對高速公路的路面產生不同程度的損害。如果不處理高速公路出現的路基沉降問題，一方面會破壞路基本身，另一方面在外力的作用下很容易破壞路面結構。當高速公路的路基發生沉降時，通常情況下會引發充填裂縫，造成這種現象的原因主要是在對路基進行填土處理時，應變區域出現變形，進而在一定程度上造成不均勻沉降，同時在對拉伸區域進行填充處理時，由于拉伸強度不夠，同樣也會形成裂紋。如果沒有采取填平措施對路面沉降進行處理，通常會導致路面變形，引發水泥板發生破碎，并且路面也會出現不同程度的裂縫（橫向、縱向），最終影響邊坡的穩定性。對于高速公路來說，如果路基發生沉降，通常會引發一系列的危害，最終影響高速公路的質量。在高速公路建設過程中，通過對高速公路的路基沉降原因進行分析，同時結合引發路基沉降的實際情況制定相應的措施，進而最大限度地確保高速公路的路基質量。

另外，在高速公路施工過程中，造成路基沉降的原因比較復雜，例如在高速公路施工前準備階段，沒有詳細地勘探施工現場的地質條件、地理環境等，獲得的數據材料不完整、不全面，沒有全面詳細地了解施工現場的地質結構，而對高速公路的路基來說，自身的穩定性受到地質結構的影響和制約。在高速公路實際施工過程中，受上述因素的影響，容易導致路基發生沉降現象。在對路基進行施工時，由于沒有對路基實際沉降情況進行觀察，沒有認真研究分析路基實際沉降的速率以及沉降曲線等，僅僅參考施工前的沉降計算數據，在這種情況下，容易導致實際施工與施工計劃之間出現誤差，使得高速公路的路基出現沉降。在對高速公路進行填土施工時，如果沒有研究分析路基高度以及填土的臨界高度等，出現填土太快現象，沒有及時觀察靠近路基臨界高度時路基沉降現象，導致軟基距離臨界高度太近，影響地基填充質量，進一步造成地基沉降。在對路基進行壓實處理時，如果壓實操作不到位，通常也會造成路基部位發生變形，導致路基出現沉降。

3 預防高速公路路基沉降的具體措施

對于高速公路來說，路基出現不均勻沉降，通常會導致路面出現損壞和發生變形。如果高速公路的路基一直處于不均勻沉降狀態或者填補不及時，路基遭受破壞的程度將會進一步惡化，并會形成附加應力結構，使得車輛更容易破壞路面，進而影響高速公路使用壽命，為此需要采取相應的措施，對高速公路的路基進行處理。

3.1 推廣實施沉降觀測技術

在高速公路地基施工過程中，需要對路基沉降進行管理，借助地表型沉降計檢測路基的沉降程度，同時測定地表的沉降數據。在組織開展填土工作時，需要對填土的速度進行嚴格的控制，其參考依據就是地表沉降測定的數據。通過預測路基的沉降趨勢，進一步對預壓卸載所需要的物體、時間范圍等進行明確，進而在一定程度上準確把握路面的施工時間。在施工過程中，為了確保地表水平面的穩定性，需要測量地表水平位移樁的隆起量。根據隆起量的實際情況，對地表隆起進行分析，在施工的過程中確保路堤處于穩定狀態。對于地下土體分層，可以借助地下水平位移計進行測量，同時得到相應的位移量，并且根據位移量對土體遭受破壞的位置進行分析，然后制定相應的措施，確保路基的穩定性。

3.2 降低地下水位

地下水位是造成路基沉降的關鍵因素，所以在高速公路路基施工過程中，需要采取相應的措施，對地下水位進行控制，避免水位影響路基的穩定性。在對路基進行碾壓操作時，需要按照分層碾壓的順序，對路基土方進行碾壓處理，通過碾壓確保路基土方強度符合相應的涉及標準，否則當路基施工地段的地質條件不太好時，容易導致路基發生沉降。與標準水位相比，當地下水位比較高時，需要采取措施對地下水位進行及時處理，防止土體被水長時間浸泡，造成土體松散出現流失，進而降低土體的承載力，在外力的作用下，就會造成路基出現沉降。對于地下水位較高的情況，在對路基進行施工時，需要及時采取應對措施，比較常用的方式就是開挖盲溝，進一步降低地下水位。如果路基地段沉降較為嚴重，在這種情況下，一方面降低地下水位，另一方面對發軟路段進行開挖處理，然后用其他土進行回填，再對發軟路段進行開挖操作時，挖土深度控制在80cm或者挖到硬土為止。在回填土選擇方面，一般選擇透水性良好的土壤作為回填土。在回填時，需要控制好填土速度，確保填土的均勻性和密實性。

3.3 地基處理技術

與普通公路相比，高速公路對地基的處理技術要求比較高，這種高要求在一定程度上推動了我國地基處理技術的快速發展。在高速公路路基的施工過程中，地基處理技術會對施工所用的機械、材料、施工工藝等產生不同程度的影響，在路基現場施工監測過程中，也會用到路基處理技術。對于高速公路來說，其運行的安全性受到路基施工技術的影響和制約。因此，在高速公路施工過程中，需要高度重視路基處理技術，同時借助灌裝沉降處理法對軟土路基地段進行處理。對地質條件較為惡劣的路段，一般對土質進行改良處理，比較常用的土質改良措施就是排水固結法，其使用方式就是排出劣質土里的水，對原有的土體密度進行加固，以此提高土質的硬度。另外，在高速公路路基施工過程中，如果需要提高路基的承載力，這時可以采用復合地基對路基進行處理，較為常用的復合地基主要包括碎石樁復合地基、水泥土樁復合地基等。

3.4 路堤處理技術

在高速公路施工過程中，可以將路堤處理技術分為加筋路堤技術、輕質路堤技術。其中加筋路堤技術就是在地基土體中設置水平方向的筋體，增加筋體與土體之間的摩擦，筋體在摩擦力的作用下會承受相應的拉力，這時無論是土體承受壓力和剪應力，還是筋體和土體都能充分發揮自身的承受力，進一步提高地基的穩定性，同時可以有效減少地基沉降。對于輕質路堤技術來說，這種技術主要是利用粉炭灰、EPS超輕質材料等輕質特質材料作為填充物。與土體的重量相比，這些輕質特質材料的重量比較小，一方面可以降低地基的承載壓力，另一方面可以防止路基發生沉降。

3.5 綜合處理技術

在高速公路路基施工過程中，處理路基沉降的技術比較多，無論是從經濟利益的角度考慮，還是從處理路基沉降的效果考慮，都要擇優選用。但是高速公路的路基建設比較復雜，需要對影響路基沉降的各種因素進行綜合分析。在選擇路基處理技術時，一方面技術要實用，另一方面要適應施工現場的地質特點、氣候等自然因素。因此，需要考慮每項處理技術的優點，同時結合當地的實際情況進行綜合利用，進而滿足高速公路路基建設的需要。

4 結語

隨著經濟的發展，高速公路的建設里程不斷增加，但是由于路基沉降處理不到位，進而引發了一些高速公路建設的質量、安全等問題，這些問題直接關系到人們的生命財產安全，因此受到社會的普遍關注，必須給予高度重視。在解決高速公路路基沉降問題時，需要結合施工現場的實際情況，選擇科學合理的路基處理技術，最大限度地確保路基的穩定性，進而延長高速公路的使用壽命。

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（責任編輯：王 波）