淺析公路路基沉降分析及處治對(duì)策

王丹

摘要：在公路項(xiàng)目施工中，往往會(huì)因施工、設(shè)計(jì)、自然因素等多種因素的影響，出現(xiàn)路基沉降問(wèn)題，為解決此類問(wèn)題，必須先了解路基沉降原因及危害，結(jié)合工程實(shí)際情況，合理采取切實(shí)可行的措施進(jìn)行處理，從而提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：路基沉降;原因;強(qiáng)夯法

一、路基沉降原因及危害

從一些數(shù)據(jù)可知，黏性土層壓實(shí)度不夠造成的沉降問(wèn)題所占比例最大，約占77%。在施工過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的含水層所具有的承壓能力減少，導(dǎo)致上下黏土層空隙水壓增加，從而形成水頭梯度。此時(shí)存于黏土層空隙中的水將被排出，轉(zhuǎn)化為自由水，增加滲透力，甚至導(dǎo)致黏土結(jié)構(gòu)被破壞，引發(fā)路基不均勻沉降。為更好地采取路基沉降防治措施，必須對(duì)路基沉降原因、危害有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，具體如下：

（一）路基沉降的原因

地質(zhì)原因：松散地層或半松散地層在重力的作用下，極易形成較為堅(jiān)硬的巖石層。此時(shí)，路面的地層厚度就會(huì)逐漸減少，進(jìn)而產(chǎn)生沉降。同時(shí)，在地質(zhì)構(gòu)造作用下，路基會(huì)出現(xiàn)凹陷，也會(huì)導(dǎo)致路面沉降，或地震等自然因素也是導(dǎo)致路基沉降情況的主要因素。

人為因素：首先，人們對(duì)地下水的過(guò)度開(kāi)采而導(dǎo)致的路基沉降問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。路基沉降問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)路面平整度、舒適性及安全均都造成嚴(yán)重影響。其次，在一些沿海地區(qū)蘊(yùn)藏著較為豐富的地?zé)豳Y源，但是，隨著資源開(kāi)采量的逐漸增加，地下水被大量抽取，在很大程度上導(dǎo)致水位下降，從而導(dǎo)致路基沉降的發(fā)生。最后，近些年來(lái)我國(guó)城市化逐漸推進(jìn)，在地表荷載持續(xù)增加的情況下，同樣會(huì)導(dǎo)致路基沉降產(chǎn)生。

（二）路基沉降危害

第一，路基沉降將對(duì)道路安全造成嚴(yán)重影響。路基沉降的危害性相對(duì)較大，很容易導(dǎo)致路面裂縫的出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)不均勻沉降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)路面坍塌等現(xiàn)象。從而對(duì)道路安全運(yùn)行造成不良影響，給人們的正常出行帶來(lái)安全隱患。

第二，路基沉降對(duì)抗災(zāi)能力的影響。當(dāng)路基出現(xiàn)不均勻沉降，也會(huì)影響路面使用性能，導(dǎo)致公路抗災(zāi)害能力的下降。如暴雨、冰雹等，將沿著裂縫處直接滲透到路基，對(duì)路基造成更大的破壞。

二、工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為57.2km，起止樁號(hào)為K52+000-K57+556.8.全線選取高速公路標(biāo)準(zhǔn)，24.5km為路基寬度。本路段泥巖為紫紅色泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，礦物成分主要為粘土礦物，具有較少長(zhǎng)石石英含量。巖石特征為脫水干裂、飽水軟化等。巖芯形狀主要為碎塊狀、餅狀，短柱狀較少。部分路段存有人工填土，主要構(gòu)成成分為塊石、小塊石與粘性土，整體呈強(qiáng)～弱風(fēng)化狀態(tài)。土體具有良好滲透性。根據(jù)風(fēng)化程度劃分，主要包含強(qiáng)風(fēng)化泥巖、弱風(fēng)化泥巖兩層。因本工程沿線主要不良地質(zhì)不發(fā)育，分布有挖方巖體順層滑坡、風(fēng)化碎落等。且具有較快風(fēng)化速度，尤其是無(wú)坡面防護(hù)的條件下，新開(kāi)挖邊坡具有更快風(fēng)化碎落速度，每年由坡面破落的碎屑物質(zhì)較多，在軟硬相間的中薄層巖體內(nèi)，極易產(chǎn)生小型坍塌。為此，必須做好拓寬路基沉降控制。本工程地基處理選用強(qiáng)夯法，并增設(shè)土工格柵或土工格室，局部軟弱土層選取換填砂礫石強(qiáng)夯施工。

三、強(qiáng)夯法控制技術(shù)分析

（一）施工要點(diǎn)

本工程強(qiáng)夯施工段總長(zhǎng)度為42m，起止樁號(hào)K53+212-K53+254，l1-12m為其寬度。強(qiáng)夯施工前己做好填土碾壓施工，風(fēng)化泥頁(yè)巖混合料為所需填料，顆粒各異，4m為碾壓厚度，94%為壓實(shí)度。要求分4遍進(jìn)行強(qiáng)夯施工。選用間隔跳打法用于前3遍夯實(shí)作業(yè)，為1600 KN.m;第4遍為滿夯，為800KN.m。夯實(shí)后要求路基土壓實(shí)度控制在96%，30mpa為回彈模量。

（二）測(cè)試布設(shè)方案

路基土工程性質(zhì)可選取原位測(cè)試法檢測(cè)，該方法的應(yīng)用可防止運(yùn)輸時(shí)改變土的狀態(tài)，避免對(duì)原狀土試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果造成嚴(yán)重影響。作為一種測(cè)試效果良好的方式，目前已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。原位測(cè)試可將施工段該處原狀物理性能準(zhǔn)確反映出來(lái)，利用原位測(cè)試與土樣室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)該土工程性質(zhì)進(jìn)行精確判斷。原位測(cè)試技術(shù)試驗(yàn)方法較多，如載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、鉆孔旁壓試驗(yàn)等。本文A、B兩點(diǎn)較深處有軟弱下臥層，按照規(guī)定選取強(qiáng)夯進(jìn)行本路段施工，強(qiáng)夯選用的復(fù)纜能力在15t以上，15m為提升高度，并設(shè)置自動(dòng)脫鉤裝置，10t為夯錘重量，2m為其直徑，將4個(gè)貫通孔（30cm直徑）設(shè)置到夯錘上，為排氣提供便利，降低起錘時(shí)坑底吸力。隨后進(jìn)行3遍點(diǎn)夯施工，以最后2擊平均夯沉量在3cm以內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行1遍滿夯，單點(diǎn)夯擊1到3擊。完成強(qiáng)夯試驗(yàn)段試夯作業(yè)后，要求壓實(shí)度在96%以上，回彈模量控制在3 0mpa以上。根據(jù)工程埋設(shè)方案，將元器件埋設(shè)到新舊路基內(nèi)對(duì)比觀測(cè)沉降，選取臺(tái)階法進(jìn)行舊路基邊坡刷坡，并一級(jí)一級(jí)向上填土，為加快施工進(jìn)度，降低新舊路基不均勻沉降，必須強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)處理各級(jí)臺(tái)階位置的填土，要求分層填筑、壓實(shí)施工。處理方案不同，則鋪設(shè)的土工織物也不同。

軟弱地基位于A、B斷面位置，換填砂礫石后進(jìn)行強(qiáng)夯處理，2m為路堤填土高度。C、D、E、F斷面位置6m為路基填土高度，強(qiáng)夯填料層直到路面下2m位置，每層進(jìn)行4遍夯實(shí)，完成填土找平碾壓作業(yè)后，需開(kāi)槽進(jìn)行儀器埋設(shè)，在路基范圍內(nèi)引出導(dǎo)管導(dǎo)線，壓實(shí)填土進(jìn)行土工織物鋪設(shè)。在土工織物下部30cm設(shè)置沉降杯埋設(shè)點(diǎn)，以便于織物鋪設(shè)后對(duì)土體沉降量進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)各組沉降杯為5個(gè)，需在老路基埋設(shè)第1個(gè)，在行車道位置布設(shè)第2、3、4個(gè)，最后一個(gè)布設(shè)到路肩部位。

加寬路基后，因新舊路基存有差異沉降，將嚴(yán)重破壞路面結(jié)構(gòu)，對(duì)正常使用道路造成影響。為達(dá)到路基變形、強(qiáng)度需求，可選取“震動(dòng)碾壓+強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)”措施處理加寬路基，以此實(shí)現(xiàn)有效控制新舊路基強(qiáng)度差異，沉降均勻。

四、土工格室及格柵的應(yīng)用

（一）土工格室的應(yīng)用

土工格室試驗(yàn)段長(zhǎng)度為100m，起止樁號(hào)為K5 3+700-K5 3+800，路基強(qiáng)夯處理后即可進(jìn)行塑料土工格室鋪設(shè)，試驗(yàn)段土工格室為150mm高度，300mm焊接間距。

填料施工中，需對(duì)填料粒徑進(jìn)行合理控制，不宜過(guò)大。禁止選取機(jī)器傾倒，防止格室被砸壞，可選取挖掘機(jī)一點(diǎn)一點(diǎn)填筑。相比格室，填土多出10cm后，才能上機(jī)進(jìn)行土料卸載，嚴(yán)禁在格室上直接卸載，需在填好的土上卸載，隨后選取挖掘機(jī)填筑，最后進(jìn)行碾壓整平施工。

（二）土工格柵的應(yīng)用

本工程其他施工段應(yīng)在強(qiáng)夯處理后選取鋼塑土工格柵施工。完成第一層格柵鋪設(shè)作業(yè)后，即可固定、填土，固定工具為U型釘，填土厚度為30cm，碾壓施工后需反折多出路基部分的格柵，并向該層層面固定，在彎折端培土1m保護(hù)格柵，隨后進(jìn)行第二層格柵鋪設(shè)，以此類推，保證形成一個(gè)裹體，2m彎折段長(zhǎng)度。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，公路施工中應(yīng)該綜合分析公路路基沉降原因，采取合理施工控制措施，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)路基施工工作，規(guī)范施工步驟，并能夠?qū)仿坊龊觅|(zhì)量檢測(cè)工作，才能有效避免公路路基沉降，加快公路基層施工的進(jìn)度，保證公路路面壓實(shí)度滿足規(guī)范要求，確保公路路面穩(wěn)定，避免影響公路行車質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉嬌.公路路基沉降及施工控制技術(shù)探討[J].科技信息，2012，13：385