淺析公路路基沉降與控制

摘 要：路基沉降一直是高速公路病害之一，本文作者根據(jù)施工實(shí)踐，認(rèn)真分析公路路基沉降的原因與種類，并制定了詳細(xì)的控制措施，為提高高速公路施工質(zhì)量和使用壽命提出了自己的見解。

關(guān)鍵詞：公路路基；沉降；控制

1 公路路基的概念

公路路基由寬度、高度和邊坡坡度三者所構(gòu)成。它是一種線形結(jié)構(gòu)物，具有線路長，接面廣的特點(diǎn)，它的穩(wěn)定性在很大程度上由當(dāng)?shù)刈匀粭l件所決定。影響路基穩(wěn)定性的因素主要包括自然因素和人為因素。自然因素主要包括地形、氣候、水文與水文地質(zhì)、地質(zhì)條件、植物覆蓋等因素。人為因素主要指路基的荷載作用、路基結(jié)構(gòu)、施工方法、養(yǎng)護(hù)措施等。

2 公路路基沉陷

2.1 工程地質(zhì)條件的原因。對(duì)于工程地質(zhì)條件不良造成的沉降，其主要原因是原地面比較軟弱，填筑前未進(jìn)行清淤換填或者其它軟基處治；其次是工程地質(zhì)條件復(fù)雜，當(dāng)路堤穿過溝谷時(shí)，溝谷中心填土量最大，向兩端逐漸減低，由于填土高度不同而產(chǎn)生不均勻而造成了路基的下沉。

2.2 水文氣候造成的沉降。對(duì)于施工中的道路，如果所處的施工地段降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或者溫差過大，都極有可能使高填路堤產(chǎn)生不均勻沉降。

2.3 路基填料的原因。如果在路基施工中，路基填土中混入腐殖土、種植土、淤泥等劣質(zhì)土，或土中含有未經(jīng)打碎的凍土或大土塊或者路基填石中石料規(guī)格不一，石料的性質(zhì)不勻，亂石中空隙過大，都有可能在較短期限內(nèi)產(chǎn)生局部明顯下沉。

2.4 施工設(shè)計(jì)方面的原因。施工設(shè)計(jì)方面的原因主要包括施工斷面尺寸不合理，邊坡取值不當(dāng)，排水、防護(hù)與加固不妥當(dāng)，或未對(duì)高填方路堤進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，對(duì)施工工藝、填料未做特別說明等等。

2.5 施工方面的原因。對(duì)于施工方面的原因，應(yīng)該有很多。比如：填筑順序不當(dāng)，未在全寬范圍內(nèi)分層填筑，填料質(zhì)量不符合要求，填筑厚度不符合規(guī)定；原邊坡沒有去除樹根、植被，沒有做臺(tái)階處理；不同性質(zhì)的填料造成不同種類土的壓縮性和抗水性差異，從而形成沉降；施工過程沒有注意排水，沒有有效控制含水量就繼續(xù)填筑等。總之，施工過程中對(duì)路基施工的控制至關(guān)重要。

3 路基沉降的控制措施

3.1 加強(qiáng)地質(zhì)勘測(cè)工作

在路基施工中，全面了解地基條件是控制地基沉降的前提條件。地基沉降是路基沉降的主要部分，我們控制了地基沉降，就相當(dāng)于控制了路基沉降。地基沉降是地基土固結(jié)壓縮產(chǎn)生的變形，除了與路堤填高和路基斷面形式變化有關(guān)外，地基條件是影響地基沉降的最主要的因素。作為施工單位應(yīng)當(dāng)在原設(shè)計(jì)地質(zhì)勘測(cè)的基礎(chǔ)上，全面細(xì)致地分析地基條件，盡可能全面掌握地基物理學(xué)指標(biāo)變化數(shù)據(jù)，認(rèn)真地為地基沉降分析提供科學(xué)依據(jù)。

3.2 全方位開展科學(xué)研究，優(yōu)化和細(xì)化施工設(shè)計(jì)

在施工前期，開發(fā)單位應(yīng)聯(lián)合設(shè)計(jì)單位及有關(guān)科研單位，對(duì)所施工的路段的路基沉降問題進(jìn)行細(xì)致的研究，進(jìn)行全面系統(tǒng)地評(píng)估，并根據(jù)研究成果，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

3.2.1 地基沉降控制

首先應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行加固處理。這是控制地基工后沉降最直接有效的方法。加固處理方法如下：

（1）cFG樁或深層攪拌樁。首先選擇典型斷面和特殊斷面進(jìn)行數(shù)值分析和離心模型試驗(yàn)。試驗(yàn)后，運(yùn)用得到的數(shù)值分析和離心模型試驗(yàn)對(duì)典型斷面和特殊斷面作進(jìn)一步研究，得出沉降與時(shí)間關(guān)系曲線，從而評(píng)價(jià)路基沉降是否滿足設(shè)計(jì)要求，并對(duì)地基處理進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。其實(shí)進(jìn)行試樁和現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)。在全面施工開始前，選擇合適的場(chǎng)地進(jìn)行試樁，通過沉降觀測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)，來驗(yàn)證地基處理方案的可靠性，從而評(píng)價(jià)處理后地基工后沉降。

（2）進(jìn)行強(qiáng)夯處理。強(qiáng)夯法就是通過反復(fù)使用落錘沖擊壓密地基±體，從而達(dá)到提高地基土的承載力，并降低地基壓縮性的目的。但對(duì)于飽和度相對(duì)較高的粘性土而言，我們使用強(qiáng)夯法就不一定能收到很好的效果。另外，強(qiáng)夯法加固深度會(huì)因土質(zhì)的種類不同而不同，施工人員應(yīng)按照設(shè)計(jì)錘重、單擊夯擊來計(jì)算加固影響深度。由于影響加固深度因素很多，在實(shí)際施工過程中，需要進(jìn)行試驗(yàn)研究，測(cè)試設(shè)計(jì)夯擊能條件下的影響深度。

在施工過程中，強(qiáng)夯處理的地基需要使用信息化施工技術(shù)，即對(duì)處理后的地基進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀測(cè)和測(cè)試，根據(jù)測(cè)試的變形模量計(jì)算路基沉降量，從而來確定路基工后沉降是否能夠滿足要求，需不需要加密夯點(diǎn)或增加夯擊次數(shù)。

（3）堆載預(yù)壓。在施工過程中，我們可以根據(jù)路面類型及交通調(diào)查，來進(jìn)行地基沉降總分析，從而確定堆載預(yù)壓高度及時(shí)間，堆載預(yù)壓時(shí)間要以路堤表面沉降穩(wěn)定作為卸載的前提，堆載預(yù)壓期將對(duì)路堤面進(jìn)行沉降觀測(cè)，施工過程中要特別注意的是地基的穩(wěn)定性。

3.2.2 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。對(duì)于路堤本體的沉降，我們可根據(jù)具體填料情況，采用離心模型試驗(yàn)進(jìn)行有關(guān)的研究和分析，從而改善路堤本體的沉降情況。

3.3 施工管理

路基沉降問題與施工質(zhì)量密切相關(guān)。在施工中如果沒有遵守跟基沉降的設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)則及標(biāo)準(zhǔn)，那么就很難保證路基不發(fā)生沉降，因此在施工前，要綜合考慮路基的高度、地基土的成因、地層結(jié)構(gòu)及有關(guān)沉降控制的復(fù)雜性及艱巨性等因素的影響，因此要進(jìn)行施工工藝試驗(yàn)，保證路基施工中質(zhì)量控制，并建立系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與分析，從而保證路基填筑完成后一年的觀測(cè)和調(diào)整周期。在采取恰當(dāng)?shù)氖┕まk法后，充分分析評(píng)估路基沉降是否滿足高速公路路面鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。（1）觀測(cè)斷面設(shè)置。在進(jìn)行斷面復(fù)測(cè)時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)圖的中心樁和邊樁處的地形標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，觀測(cè)斷面縱向間距一般為20～50m，地形地質(zhì)條件變化較大時(shí)和過渡段適當(dāng)加密至10m。測(cè)量時(shí)要做好記錄和簽字，必須按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，測(cè)量結(jié)果必須得到業(yè)主和監(jiān)理工程師的認(rèn)可。（2）測(cè)試項(xiàng)目。①一般土質(zhì)地基地段，每個(gè)觀測(cè)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(cè)樁，觀測(cè)樁采用鋼釬或混凝土樁。②軟土及松軟土路基，根據(jù)地基厚度和填土高度，在邊坡坡腳外設(shè)置邊樁進(jìn)行水平位移觀測(cè)，分別距坡腳2m、6-l0m處設(shè)置位移邊樁。③深厚層松軟土、第四系地層的地基，按不同的工程地質(zhì)地貌，選擇代表性路基填高，進(jìn)行深層沉降觀測(cè)和側(cè)向變形觀測(cè)。（3）測(cè)量的精度及頻度。在路基施工中，需要二級(jí)以上的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)才能滿足對(duì)測(cè)量精度的要求，同時(shí)對(duì)測(cè)量頻度針對(duì)不同的情況有不同的要求，如在路堤填筑期間，每天觀測(cè)一次；停工期間，每隔兩天測(cè)試一次。施工完成后，前15天內(nèi)應(yīng)每兩天觀測(cè)一次，以后每個(gè)星期觀測(cè)一次。（4）動(dòng)態(tài)分析與沉降預(yù)測(cè)。在施工期間，施工方要對(duì)沉降觀測(cè)資料進(jìn)行整理分析，并根據(jù)沉降情況和側(cè)向變形速率指導(dǎo)路堤填筑施工。（5）路床施工完成后的一年里，是路基沉降觀測(cè)的時(shí)間。在這一年里所觀測(cè)到的資料結(jié)合沉降的雙曲線和三點(diǎn)法來推算出路基的最終沉降。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中占有重要的地位，高速公路縱橫交錯(cuò)于每一個(gè)城市之間，承載著城市間的交通運(yùn)輸需求，因此高速公路建設(shè)是一項(xiàng)關(guān)系民生和未來的基礎(chǔ)建設(shè)，為了保證其行車過程中的安全性及舒適性，在高速公路建設(shè)過程中，施工單位要從多方面對(duì)路基沉降的原因進(jìn)行分析并深入研究，從而制訂一套完整的控制路基沉降的具體措施，以保證公路建設(shè)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（J%D30-2004）[M].中華人民共和國交通部，2004.

[2]中華人民共和圍行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（刪1-97）[M].中華人民共和國交通部，1997.

[3]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基施工技術(shù)規(guī)范（nJ033-95）[M].中華人民共和國交通部，l995.