高速公路路基沉降及施工控制技術研究

趙茂林

云南云嶺高速公路建設集團有限公司

高速公路路基沉降及施工控制技術研究

趙茂林

云南云嶺高速公路建設集團有限公司

穩定性與沉降控制是衡量一條高速公路工程質量的重要指標，尤其是在建設過程當中針對高速公路路基沉降這一世界性難題的處理上顯得尤為突出。若高速公路路基沉降問題沒有得到合理完善的解決，則在施工過程當中就會極易引發路基塌陷，讓施工進度大受影響，并且給高速公路運營帶來嚴重的安全隱患。因為路基產生不均勻沉降，高速公路道路就會塌陷，導致車輛在行駛的過程當中產生跳車現象。高速公路路面沉降造成的塌陷，輕者造成高速公路的使用與美觀受到影響，重者可能會引發重大的交通安全事故。

高速公路；路基沉降；技術控制

隨著高速公路延伸到中西部，地質條件也沿公路越來越復雜，增加了工程難度的過程。作為公路路面的基礎路基，既要承受恒荷載上覆巖土和路面的重量之和，又要承受移動荷載由路面傳遞下來的行車或行人荷載。路基具有線路長﹑工作面大﹑適合大型機械化施工﹑施工管理難度大﹑施工中存在的不安全因素多﹑受外界干擾大﹑受自然條件影響因素大的特點。路基的施工質量如何﹑路基是否穩定，直接影響路面的工程質量，對路面的使用性能有顯著的影響。因此，在深入公路沿線的自然條件，該地區和特定部分的調查，分析，研究和掌握自然因素的變化及其對路基的影響，根據當地條件，采取有效措施，使公路施工達到正常路基沉降控制要求。

1 高速公路路基發生沉降問題的原因

1.1 自然因素

從自然因素角度來講，路基沉降產生的原因主要包括以下幾個方面：

①地理地貌環境的影響。由于不同的地質均具有其獨特的特性，并且其對路基所產生的影響也是各不相同的，所以部分承載力較弱的土質類型就可能出現路基沉降問題。比如，針對南方的紅土地土質類型而言，紅土的黏性比較大，并且滲水性不足，所以該區域的公路路基很容易出現沉降問題；

②水文條件的影響。如果公路路基部位的地下水含量比較豐富，那么就會使路基土質出現潮濕松動問題，進而使公路路基因下沉而出現斷裂等病害；

③氣候條件影響。由于溫度的差異性變化而使得高速公路路基的穩定性受到不利影響，從而因溫度應力而是公路路基出現下沉病害；

④植被覆蓋影響。調查研究表明：與荒漠區域的高速公路相比，平原區域所建造的高速公路具有更長的使用壽命，這主要是由于平原區域有更廣闊的植被覆蓋率，而植物的根系也會加強土壤固結，增強公路路基的穩定性。

1.2 人為因素

在建設高速公路初步階段，并沒有勘察施工場地的地理外貌環境以及土壤土質成分，僅是參考施工前的沉降計算數據，這種情況下，就容易導致施工計劃與實際施工時數據不符，出現誤差，從而使公路路基出現沉降；在高速公路填土施工時，為提高速度，沒有對路基以及臨界高度做一個具體觀察和分析，且在接近路基臨界高度時沒有仔細查看路基沉降現象，便會造成軟基與臨界間的距離過近，使得地基容量達不到要求，很容易導致地基沉降或是出現裂縫；并且高速公路路線通常都比較長，所以在公路施工建設過程中，公路上難免有不少的車流通行，地基在還沒徹底穩固時便受到各方面擠壓，使得施工時對地基的狀態難以精確把握。另外，當高速公路在建設過程中時，如果已經出現路基沉降的現象，卻未做及時處理，路基本身就容易受到破壞，且在外力的作用下，路面結構也會輕易受到損壞。

2 高速公路路基沉降施工控制技術

2.1 加強施工前的準備工作

首先，在高速公路施工之前，施工人員必須要加強地質勘查工作，對施工現場的實際情況進行詳細地勘察，包括地質條件﹑水文條件和環境條件等等，并要結合實際的情況來合理選擇和制定施工方案。

其次，施工人員要詳細觀測控制公路路基的沉降量。在高速公路施工之前，施工人員必須要詳細檢測施工區域土質的沉降穩定性，借助科學合理的計算方法來對施工區域土質的承載量，同時要預測地表水平方向上位移可能出現的隆起量，并借助這些數據來合理制定施工方案。

最后，施工人員要結合施工的實際情況來合理選擇路基施工材料，這是確保路基施工質量的關鍵。通過對工程實踐進行分析，土應該進行以粒徑大于2mm，且帶有黏性的土質，并可以在其中適當摻雜一些粒徑大于2mm的石質土，還可以結合施工區域土質的具體特點來改良施工材料，確保路基施工的質量。

2.2 施工過程中路基沉降控制措施

1)填挖交匯處的施工。在高速公路建設過程當中，在挖方和填方的交接位置，應使用滲水性極強的工程材料，通常換填土層厚度應不小于80cm。全部需要進行夯實﹑挖掘與填方的連接部分，需要緩速進行，在此過程當中，需要注意的是不能夠直接對該區域進行直接修改，讓負載分散應力的對稱性。同時，排水設施需要深挖到溝底部，杜絕路堤發生漏水現象。接下來再建立剛性﹑半剛性與柔性基礎，以此除去基礎中不均勻分布導致的過渡緩慢降低問題。

2)注意地質不良路段的施工工作。針對地質狀況欠佳的路段，首先必須要清理其軟弱層，并且還需要制定科學合理的換填處治方案，接下來使用有較強防滲透能力的工程材料針對路堤較低高度區域開展填充工作，讓路堤的強度達到國家所規定的標準地基強度。在高速公路修建的工程當中，相關施工單位恪守寬與深的地基一定要滿足國家行業內的相關標準的要求，杜絕了因為施工不當造成的安全隱患的發生。就近幾年來高速公路工程施工整體而言，相關施工企業應在施工過程當中嚴格按照國家相關行業標準進行施工工作，一旦在施工過程當中發現了與原本施工預案情況不統一的狀況，施工方應立即與規劃部門進行聯系，并針對原有的施工設計方案開展相關的修改工作。在整個施工過程當中，施工方與規劃部門之間聯系緊密，很大程度上降低了因為施工中技術方案規劃不合理現象及填挖結合部﹑半填半挖段﹑軟基處治段等施工中質量控制不嚴而引發的高速公路地面沉降病害的發生。

2.3 沉降觀測技術

在進行觀測過程當中，最常見的觀測方式是總沉降量的觀測，此方法采用雙曲線投影法﹑星野法等，通過這些方法，可以針對高速公路路面沉降進行有效地預測。對路基軟土地段施工過程，需檢測土層沉降的穩定性，借助地表型沉降計來檢測路基的沉降程度，同時對地表的沉降數據進行檢測。在開展填土工作之初，就要按照相關技術規范嚴格控制填土的層厚﹑壓實度﹑速度，施工時可以參考地表沉降測定的數據。在施工過程中，為了保證地表水平面的穩定性，需要進行地表水平位移樁的隆起量，依照隆起量的實際情形，對地表隆起做分析，施工過程中，要確保路堤處于穩定狀態。地下土體的分層，可借助地下水平位移計做測量，得到相應的位移量，依據位移量對土體遭受損壞的地方進行分析，然后再制定相應的解決措施，保證路基的穩定性。

2.4 降低地下水位

地下水位是影響路基沉降的關鍵要素，因此在高速公路路基實施過程中，必須采取相應的措施對地下水位進行控制。比如在進行碾壓操作時，若是沒有對路基土方按要求進行分層碾壓，碾壓的強度便會達不到要求，那么當路段地質條件不太好時，就容易出現路基下沉的現象。而當地下水位高于標準水位時，若是沒有及時進行處理，在水里長時間浸泡會使土體松散流失﹑承載力降低，再加上外力的影響便容易造成路基沉降。出現這種情況可以通過開挖盲溝﹑深挖邊溝等方式讓地下水位降低，在某些地表﹑地下水豐富的地段施工要考慮填石路堤的施工方案。

2.5 加強路基施工現場的管理監督

施工人員必須嚴格控制路基施工工藝，結合施工現場的具體路基施工情況來合理選擇施工方法和工藝，并要嚴格按照規定的要求進行施工，確保施工的質量。另外還需要加強高速公路路基填筑前的質量控制。在確保路基填筑施工質量的過程中，施工人員必須對施工現場的情況進行嚴格檢查，包括檢查軟土地基的土質等，同時還要對軟土地基采取換填土方法來確保高速公路路基施工的整體質量。

高速公路路基沉降問題是一種常見的公路病害，會制約我國交通運輸業和社會經濟的發展，影響行車的穩定性和安全性，甚至會對人們的人身安全產生不利的影響，嚴格控制高速公路路基施工質量具有重要的意義。本文就高速公路路基沉降的產生原因及其控制技術進行了探究，以期更好地指導我國高速公路路基工程施工，確保路基施工的質量。

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