高速公路路基沉陷的處理措施分析

陳克凡 米永剛 張海龍

（西京學(xué)院，陜西 西安 710123）

在高速公路路基施工過(guò)程中，地質(zhì)、溫度、設(shè)計(jì)、施工等方面不足的影響，使得公路在投入運(yùn)行之后，往往會(huì)在一些填挖交界及高填方路段出現(xiàn)或多或少沉降，當(dāng)沉降較大時(shí)就會(huì)發(fā)生路堤滑移、路面沉陷等病害。路基的沉陷不僅影響高速公路的車(chē)輛通行，還容易造成交通事故，對(duì)路上的行車(chē)以及行人均構(gòu)成了一定的生命財(cái)產(chǎn)安全威脅，因此有必要對(duì)高速公路的路基沉降問(wèn)題進(jìn)行一定的討論。

1 影響高速公路路基沉降的因素

1.1 溫度氣候方面

降雨對(duì)路基的穩(wěn)定性也會(huì)造成一定的影響，由于我國(guó)地域較廣，不同地區(qū)高速公路建設(shè)中環(huán)境氣候及溫度也不同。就南方氣候而言，在南方雨水比較充足，如果在路基修筑過(guò)程中路基防排水措施處理不當(dāng)，那將會(huì)使大量雨水在路基土的積累，長(zhǎng)此以往那將會(huì)使路基發(fā)生下沉或坍塌。在北方，路基中如果出現(xiàn)大量的雨水積累，由于北方溫度過(guò)低，將會(huì)導(dǎo)致路基發(fā)生凍害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)凍融情況。

1.2 路基設(shè)計(jì)方面

設(shè)計(jì)方面造成路基沉降的原因主要是路基斷面的選取、路基防排水系統(tǒng)等方面的設(shè)計(jì)不足造成的。防排水系統(tǒng)就是對(duì)路基中的積水做有效的排除，以避免路基因?yàn)榉e水過(guò)多發(fā)生失穩(wěn)破壞。路基的設(shè)計(jì)過(guò)程中防排水是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，如果設(shè)計(jì)方面沒(méi)有充分考慮未來(lái)路基可能會(huì)面臨的各種影響，設(shè)計(jì)出不合理或存在遺漏問(wèn)題的防排水系統(tǒng)，最終將會(huì)對(duì)路基后期的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。

1.3 工程地質(zhì)方面

對(duì)于路基而言，遇到一些特殊的地質(zhì)也會(huì)對(duì)其本身的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響，公路修筑的位置含有大量的流沙、劣質(zhì)土、泥濘等，如果勘察失誤導(dǎo)致修建過(guò)程中換填不到位火災(zāi)壓實(shí)度不夠充足，很容易使得原位置的流沙、劣質(zhì)土、泥濘在后期運(yùn)營(yíng)后受到受力而發(fā)生下沉或者移位，最終造成了路基的沉陷。另外如果前期的勘察失誤或后期施工的處理不當(dāng)，也會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性造成影響。

1.4 路基施工方面

對(duì)于路基的施工環(huán)節(jié)而言，其對(duì)路基穩(wěn)定性影響是多方面的，路基施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性造成一定的影響。例如：1）路基填料出現(xiàn)問(wèn)題。在路基填料選取方面，應(yīng)該摒棄劣質(zhì)土、凍土、砂礫土等質(zhì)量和規(guī)格都不適合于做路基填料的土，同時(shí)如果在施工中路基填料沒(méi)有嚴(yán)格按照路基施工技術(shù)的規(guī)格來(lái)正確處理填料厚度和填料順序，那對(duì)后期路基的穩(wěn)定性也是會(huì)重影響。2）施工機(jī)械方面的不足。在路基的施工過(guò)程中，由于施工機(jī)械的配置不當(dāng)，使得施工效果不能夠滿(mǎn)足路基設(shè)計(jì)的要求，另外在路基壓實(shí)方面沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)的壓實(shí)，也會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)度不夠，最終對(duì)路基的工程質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。3）一些特殊部位壓實(shí)不足。例如在橋梁與公路的鏈接短或一些結(jié)構(gòu)物的連接處，這些地方機(jī)械壓實(shí)存在盲區(qū)，如果在施工中不重視這些特殊部位的壓實(shí)，導(dǎo)致壓實(shí)不充分那最終對(duì)路基后期的穩(wěn)定性均會(huì)構(gòu)成一定的威脅。4）施工日前的選擇。在路基施工中對(duì)天氣氣候溫度等都有一定的要求，施工中應(yīng)該盡量避免在雨天或者寒冷的天氣中施工，以減少路基中水分的含量提升路基的工程質(zhì)量，達(dá)到減少路基沉降的目的。

1.5 其他方面

建筑規(guī)范的不合理也是造成路基沉降的一方面原因，例如：對(duì)路基壓實(shí)度的規(guī)定，路床頂標(biāo)高在0.3m以下的范圍之內(nèi)，要求路基的壓實(shí)度必需超過(guò)96%，對(duì)于如今交通量巨大的情況，早些的規(guī)范已經(jīng)難以滿(mǎn)足當(dāng)前的現(xiàn)狀。如果在路基建設(shè)過(guò)程中還依舊使用96%的壓實(shí)度要求，那必然會(huì)導(dǎo)致路基在后期的巨大交通量和重交通作用情況之下出現(xiàn)一定的沉降。在高速公路的受力中，車(chē)輛的流動(dòng)荷載作用在路面上，路基作為高速公路的主要承重結(jié)構(gòu)，公路一旦長(zhǎng)期處于長(zhǎng)期的超荷載的作用下，路基受到一定的破壞時(shí)必然的。另外，在高速公路修建完成之后，后期對(duì)路基的養(yǎng)護(hù)不足也是造成路基發(fā)生沉降的一部分原因。

2 高速公路路基沉降的防護(hù)措施

2.1 換填法

換填法是道路施工過(guò)程中，遇到路面以下出現(xiàn)承載力差的土體，例如：淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土等，運(yùn)用機(jī)械將這部分土全部挖出，并用一些穩(wěn)定性、透水能力、承載能力較好的砂礫石、或一些穩(wěn)定性較好的土來(lái)進(jìn)行分層換填，并將其夯實(shí)到滿(mǎn)意的壓實(shí)度的一種路基處理方法。經(jīng)過(guò)換填和壓實(shí)之后，換填的土層在壓實(shí)度，承載力、穩(wěn)定性、透水性等方面均有所提高，能夠達(dá)到減少路基沉降的效果，因此這種方法廣泛性的使用在當(dāng)前我國(guó)的路基沉降處理中。但是，這種方法的處理存在著一定的局限性，對(duì)換填的深度有一定的要求，換填深度只能適用在3m以?xún)?nèi)，如果換填的深度較深，那將會(huì)增加施工的困難和工程建設(shè)的造價(jià)，因此該方法普遍使用在3m以?xún)?nèi)需要進(jìn)行換填的路基施工中。在該方法的施工過(guò)程中，換填的范圍應(yīng)該大于路基本身設(shè)計(jì)的范圍，而且在路基土的回填過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)分層回填，每一層都應(yīng)該進(jìn)行夯實(shí)，壓實(shí)度也應(yīng)該高于路基所要求的壓實(shí)度。

2.2 固化劑法

對(duì)路基土中添加一些特殊的固化劑以達(dá)到提升路基土承載力，減少路基沉降的方法稱(chēng)為固化劑法，在使用換填法受到一定的限制或不能使用且需要處理土體范圍較少、土方量少的情況下可以考慮使用固化劑法。在路基施工過(guò)程中，常用的固化材料主要有水泥、石灰等，對(duì)于不同的固化材料，其處理特點(diǎn)也是不同的，最終達(dá)到的處理效果也不經(jīng)相同。對(duì)于較淺的路基土處理可以采取固化劑與土體混合來(lái)進(jìn)行處理；如果需要處理土體深度較深，那就得將處理的固化劑制作成漿液的形式，運(yùn)用機(jī)械工具將其送到需要固化的位置，運(yùn)用固化劑的凝聚作用來(lái)達(dá)到處理的效果。

2.3 粉噴樁加固法

該方法主要是通過(guò)一定的方式將水泥、石灰等固化劑運(yùn)送到需要進(jìn)行處理的土層，讓固化劑與周?chē)耐翆油ㄟ^(guò)一些特殊的作用，最終形成一種類(lèi)似于樁體的加固體，同時(shí)與原有的土體形成一個(gè)復(fù)合式的承載結(jié)構(gòu)，已達(dá)到提升地基土承載力以降低路基沉降的一種處理方法。這種方法一般使用在地基土沉降發(fā)生在10米以?xún)?nèi)的情況，處理過(guò)程中形成的樁柱是一種處于剛性樁與柔性樁之間的樁體。

2.4 灌漿法

灌漿法是將膠凝材料制作成漿液，然后通過(guò)一定的施工方式將其注入到特殊土層使需要處理的土層達(dá)到固化，最終增加土層承載力的方法。這種方法對(duì)于路基中存在的松散土、含水量多的土以及一些溶洞等都能夠達(dá)到很好的處理效果，在具體的施工過(guò)程中一般都將漿液通過(guò)機(jī)械方式注入到需要部位，然后使其固化達(dá)到處理效果。在漿液的注入中，灌漿壓力的大小對(duì)灌漿的擴(kuò)散有很大的影響，因此在施工中要注意灌漿壓力的控制，運(yùn)用合理的灌漿壓力以達(dá)到提升地基土承載力的最大效果。

2.5 其他方法

在具體公路施工過(guò)程中，如果出現(xiàn)路基沉降，那可以采用強(qiáng)夯的方法來(lái)提升其壓實(shí)度，提升土體的承載能力。對(duì)于路基邊坡失穩(wěn)而導(dǎo)致的路基沉降問(wèn)題，可以采用錨索、錨桿等方式來(lái)控制路基邊坡的穩(wěn)定性，改變邊坡的受力性質(zhì)，使其抗滑力得到相應(yīng)的提升，最終實(shí)現(xiàn)路基沉降的減小效果。另外，在處理路基的沉降問(wèn)題時(shí)，要對(duì)處理部位的工程地質(zhì)做詳細(xì)的勘察，通過(guò)勘察結(jié)果并結(jié)合對(duì)應(yīng)的處理方法，充分考慮到工程的經(jīng)濟(jì)性、時(shí)間性以及工程的質(zhì)量來(lái)對(duì)路基沉降做合理的規(guī)劃處理。

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