關于高速公路路基沉降施工技術及質量控制的研究分析

王玉潔

山西交通控股集團有限公司運城北高速公路管理有限公司 山西運城 044000

隨著我國科學技術的不斷發展，高速公路的施工技術也在逐漸完善，使我國高速公路施工建設不斷突破。但就目前情況來看，我國高速公路施工仍然存在很多問題，例如路基沉降施工技術與實際工程施工不符等，為人們出行時的安全埋下了安全隱患。因此，為了提升高速公路建設的質量和使用壽命，應將當前的現代化施工技術應用在實際工程建設中，進而使高速公路建設質量得到控制。現階段路基施工技術的發展較為成熟，各類有效措施已經逐漸完善，被各高速公路工程廣泛應用，既保證了道路的施工質量，又為高速公路施工的穩定運行奠定了基礎。

1 工程概述

某高速公路設計標準為雙向四車道，起訖樁號為k18+000～k20+000，路基設計寬度為26.0m，實驗路段全長為2km，全線設計車速為100km/h。該高速公路的基層為半剛性基層。該高速公路路面等級為1級改性瀝青砼路面，上基層部分設計厚度為15cm；寬度為11.40m，下基層設計厚度為15cm；寬度為11.80cm，設計荷載為路面軸載標準BZZ-100KN。在施工過程中嚴格按照施工規定進行，提前進行施工前準備，將路基主料制作、混凝土級配、碾壓等進行精細化管理，嚴格把控原材料質量，保證原材料符合建設要求。同時，該工程在施工過程中控制了壓實度、混合料級配等，嚴格把控質量控制要點，使高速公路建設符合規定要求[1]。

2 高速公路路基沉降問題分析

2.1 路基填料不符合有關規定

路基所選用的路基填料，通常是路塹開挖土石方或隧道棄渣，存在很大差異。由于所選用的材料隨意性大，很難對填料的質量和級配進行控制，會造成填料質量參差不齊，達不到路基填料的要求。如果填料的粒徑不均勻，填層厚度較大時，小粒徑的填料很難得到有效壓實，在外界荷載的長期作用下，路基結構就會產生沉降變形。另外，回填料之間也存在較大差異，特別是很多填料具有膨脹性，當路基局部排水不暢時，會造成高路堤出現變形或破壞[2]。

2.2 路基壓實度不足

壓實度是評價路基結構密實度和穩定性的重要指標。壓實度不足會直接導致路基出現不均勻沉降變形。若在壓實度不足的情況下完成前期固結的高路堤，當路堤土體自重與各種附加荷載作用所產生的應力之和大于固結壓力時，路堤就會出現沉降變形。附加荷載有以下幾種，見表1。

表1 路基壓實附加荷載

以上這些附加應力都會導致路堤土體有效應力的變化，進而造成土體出現壓縮變形。

2.3 土體含水量不符合有關規定

由于受到地下水的影響，路堤土體含水量會反復發生變化，這就造成路堤土的容重在一定范圍內波動。另外，地下水的變化也會造成路堤填土內部的負孔隙水壓力增大，在地下水的作用下出現沉降變形。影響路基的地下水的主要來源包括地表水的滲流、地下水側向補給和大氣降水的補給。由于地下水的來源是不斷變化的，其對路基沉降的影響呈現動態變化的特征。另外，地下水的潛蝕作用也會對路基土的有效應力分布、強度和結構組成造成很大影響，進而導致路基不均勻沉降。

3 高速公路路基沉降施工質量控制策略

3.1 布置路基沉降監測點

按照施工需要，選取500m高填方路基作為研究對象，布設沉降觀測斷面和沉降觀測樁(點)。沿高填方路基縱斷面方向布置兩組沉降觀測樁(點)，分別布置在左幅路基的路肩和超車道中心，本文主要以路肩觀測數據作為研究對象。沿道路縱向每隔1 m設置一個單點沉降計。

3.2 沉降計布設

所選研究路段采用土石混填材料作為路基填料，其為該標段邊坡開挖棄渣，主要成分為紅泥巖和粉質黏土，路堤頂面回填采用砂礫。試驗選用的單點沉降計為電感式，采用鉆孔式安裝。

3.3 建立灰色預測模型

隨著沉降監測工作的進行，越來越多的位移觀測數據出現，因此使路基沉降數據受到外界因素影響，且會隨著時間推移而不斷變化，導致數據偏差過大，如該工程6月的～8月的沉降為5mm/月以下，而隨著時間的推移到9～10月的沉降即為7mm/月。若直接套用監測數據進行沉降預測，會導致結果存在很大偏差，因此需將原始數據引入到灰色預測系統進行處理，建立灰色預測信息模型[3]。

3.4 施工控制

根據有關規定，高速公路路基沉降速率應低于10mm，外側的水平位移速率應低于5mm。路堤填筑過慢會造成人力財力浪費，因此該工程將路基沉降速率保持在9mm左右。在施工各階段中需待沉降穩定后再進行下一階段施工，以防止施工后沉降導致路面破壞。針對路基沉降穩定的判斷，為預測得到的施工后沉降值小于設計容許值。

3.5 沉降監測

所選試驗路段高填方路基最大填筑高度為12m，分別在左幅路基的路肩和超車道中心設置單點降計，每2m設置一組，共12個單點沉降計，安裝深度分別為2m、4m、6m、8m、10m、12m。各監測點的關系曲線基本相似，其中前40d的沉降量變化呈線性遞增關系，且到250天左右基本趨于穩定。同時，經過統計可知沉降監測經歷了冬季，最大沉降量為78.91 mm，凍融對沉降量會產生很大影響，使高速公路路基產生波動。路基最小值為8.48mm，且應控制在規范要求的300 mm內。除此之外，超車道監測計的布設應滿足施工要求，并結合該工程的實際需求進行下一步施工。

4 結語

本文對高速公路路基沉降施工質量控制的工藝進行詳細分析，希望能夠為相關人士提供一些關鍵性的建議和意見，以此提升高速公路的施工質量和安全性。