淺析高速公路路基沉降原因及控制措施

王 浩

(黑龍江省高速公路建設(shè)局)

1 路基沉降的影響因素

1.1 影響沉降穩(wěn)定的自然因素

(1)地形:地形不僅影響路線的選定與線性設(shè)計，也影響到路基設(shè)計。平原、丘陵、山嶺各區(qū)地勢不同，各區(qū)的水和溫度的情況也不相同。

(2)氣候:氣候條件，如氣溫、降水、濕度、冰凍深度、日照、年蒸發(fā)量、風(fēng)向和風(fēng)力等，都影響路基水溫情況。

(3)水文地質(zhì):水文條件是指地面徑流、河流洪水位、常水位及其排泄條件、有無積水和積水期的長短以及河岸的沖刷和淤積情況等。水文地質(zhì)條件指地下水位、地下水位移動情況、有無泉水、層間水等。所有這些，都會影響路基的穩(wěn)定性，如處理不當(dāng)，往往會導(dǎo)致路基出現(xiàn)各種病害。

(4)土的類別:砂礫、砂性土、亞砂土、粉性土、粘土等不同類別的路基填土，其土工性質(zhì)直接影響填筑路基的穩(wěn)定性。

(5)地質(zhì)條件:沿線的地質(zhì)條件，如巖石種類及風(fēng)化程度、巖層走向、傾向和傾角、層理、厚度、節(jié)理發(fā)育程度，以及有無斷層、不良地質(zhì)現(xiàn)象等，都對路基穩(wěn)定性有一定的影響。

(6)植物覆蓋:植物覆蓋層能夠減緩地面水流速，調(diào)節(jié)表層土的水溫狀況，植物根系深入土層，在一定程度上對表層土起到固結(jié)的作用，從而在一定程度上影響路基水溫情況的改變。

1.2 影響沉降穩(wěn)定的人為因素

(1)荷載作用:作用于路基的荷載由路面路基的自重和汽車的輪重。隨著交通運輸?shù)陌l(fā)展，交通量的逐年增長，重型車輛以及超載車輛的反復(fù)作用，都會在很大程度上影響路基的穩(wěn)定性。

(2)施工方法:正確的施工方法也是保證路基穩(wěn)定性的重要因素。就土質(zhì)路基而言，既要選擇良好的土填筑路基，同時還要選用正確的填筑方法和合適的施工機械。

(3)養(yǎng)護措施:養(yǎng)護措施包括一般措施及在設(shè)計、施工中未及時采用而在養(yǎng)護中加以補充的改善措施。通過以及養(yǎng)護可以保證路基在使用期限內(nèi)具有較高的強度和穩(wěn)定性。

2 路基沉降控制措施

2.1 加強地質(zhì)勘測，全面系統(tǒng)了解地基條件

地基沉降是路基沉降的主要部分，一定程度上，控制了地基沉降就控制了路基沉降。地基沉降是地基土固結(jié)壓縮產(chǎn)生的變形，除與路堤填高和路基斷面形式有關(guān)外，地基條件是影響地基沉降的最主要因素。因此，全面系統(tǒng)研究地基條件是控制地基沉降的前提。為此，在原設(shè)計地質(zhì)勘測的基礎(chǔ)上，全面分析地基條件，對其中地質(zhì)條件資料不全或較特殊的地段，采取加密勘測和擴大勘測范圍。

2.2 開展全方位科學(xué)研究，優(yōu)化和細化設(shè)計

(1)地基沉降控制。

地基處理是控制地基工后沉降最直接有效的方法。加固處理方法，除最基本的地基重型碾壓外，根據(jù)地基的情況，可采用深層攪拌樁、CFG樁、強夯處理和堆載預(yù)壓等方案來減少地基總沉降，加快地基的沉降速度，以滿足路面鋪設(shè)所要求路基沉降及不均勻沉降的要求。

①CFG樁或深層攪拌樁。在施工開始前，選擇合適的場地進行試樁，研究不同設(shè)計方案(如樁強度、樁徑、間距等)和施工工藝對地基效果的影響，通過現(xiàn)場荷載試驗及沉降觀測，驗證地基處理方案的可靠性，評價處理后地基工后沉降，并總結(jié)出系統(tǒng)的施工工藝指南。

②強夯處理。強夯處理利用落錘沖擊壓密地基土體，達到提高地基土的承載力，降低地基壓縮性的目的。強夯法加固深度因土種類而異，按照設(shè)計錘重、單擊夯擊能計算加固影響深度。由于影響加固深度因素很多，強夯加固地基土的效果因土種類、強夯處理方式等而異。對處理后的地基應(yīng)進行實時的觀測和測試，根據(jù)測試的變形模量計算路基沉降量，由此來確定路基工后沉降是否能夠滿足要求，是否需要加密夯點或增加夯擊次數(shù)。

③堆載預(yù)壓。堆載預(yù)壓目的是為了保證上部荷載作用下路基的沉降達到路面變形要求。施工中，可以根據(jù)路面類型及交通調(diào)查，對地基進行沉降總分析，確定堆載預(yù)壓高度、時間，堆載預(yù)壓時間以路堤表面沉降穩(wěn)定作為卸載的前提，堆載預(yù)壓期將對路堤面進行沉降觀測。

(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，路堤在自身重力和交通荷載作用下產(chǎn)生的壓密和側(cè)向變形引起的沉降，這部分沉降因路堤填料、路堤斷面結(jié)構(gòu)形式以及地基條件而不同。

2.3 路基沉降的施工控制措施

(1)觀測斷面設(shè)置。觀測斷面縱向間距一般為20～50m，地形地質(zhì)條件變化較大時和過渡段適當(dāng)加密至10m。

(2)觀測測試項目。以路堤中心沉降觀測為重點。

①一般土質(zhì)地基地段，每個觀測斷面在地面設(shè)剖面沉降儀，在路基面中心及左右兩側(cè)路肩處設(shè)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，除按一般地基地段設(shè)置外，根據(jù)地基厚度和填土高度，在邊坡坡 腳外設(shè)置邊樁進行水平位移觀測，分別在距坡腳2m，6～10m處設(shè)置位移邊樁。

(3)測量的精度及頻度。測量精度一般應(yīng)達到二級水準測量標準(特別是在路堤基床底層填筑完成后)。測量頻度:在路堤填筑期間，應(yīng)每天觀測一次，各種原因暫時停工期間，每2d測試1次。施工完成后，前15d內(nèi)每2d觀測1次，以后每周觀測1次。

(4)動態(tài)分析與沉降預(yù)測。施工期間，對沉降觀測資料及時整理分析，根據(jù)沉降和側(cè)向變 形的速率指導(dǎo)路堤填筑施工，若變形的速率過大，則調(diào)整路堤填土速率。

3 結(jié)束語

分析了高速公路路基沉降的諸多原因，并同時提出了項目不同階段控制其產(chǎn)生的各種措施，為相關(guān)項目今后解決高速公路路基沉降在設(shè)計和施工上提供了參考。

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