淺談路基沉降處理方法及原因分析

張波

【摘 要】路基是在地表按道路的線形和斷面的要求開挖或填筑而成的巖土結(jié)構(gòu)物。它承受著路面靜荷載及交通動(dòng)荷載，并將荷載向地基深處傳遞擴(kuò)散。在縱斷面上，路基必須保證線路需要的高程；在平面上，路基與橋梁、隧道連接組成完整貫通的線路。但在施工中經(jīng)常碰到一些路基下沉及病害需要處理，而路基不均勻沉降現(xiàn)象近年來出現(xiàn)的較為頻發(fā)，路基沉降之后必然會(huì)引起路面凹陷、裂縫以及臺(tái)背跳車等現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這種情況會(huì)危及到行車人員的安全。文中主要以十天高速某路基段為依據(jù)進(jìn)行分析造成路基沉降的原因，并探討路基產(chǎn)生沉降后的有效處理方法，為日后相似的工程提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】路基沉降；處理方法；原因分析

一、 工程概況

十天高速公路全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度80公里/小時(shí)。本合同段全長11.86km；所屬區(qū)域?yàn)槟蟻啛釒О敫稍餁夂?，具有夏季長，雨季分明，降雨量集中、日照多，太陽輻射強(qiáng)，蒸發(fā)量大以及小氣候復(fù)雜多樣等特點(diǎn)。年平均降雨量800mm左右，是省內(nèi)平均氣溫和總熱量最高的地區(qū)。K340+920-K341+200段實(shí)際地質(zhì)情況表層為低液限黏土，厚度0.2m至1m，以下為卵石土，厚度在3m以上。

二、路基產(chǎn)生沉降的原因分析

（一）路基自身帶來的沉降

《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》當(dāng)中要求路基的壓實(shí)度控制在93%～96%之間，在路基的施工過程中實(shí)際并不能十分準(zhǔn)確的達(dá)到這一數(shù)值，而是只能保證在其范圍附近，即在標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)功作用之下，公路的路基填料里面還存在著4%～6%的空隙率，這部分空隙率在理論上就帶來了4%～6%的路基自身的沉降空間。這部分沉降量是合理的沉降，是滿足壓實(shí)度要求的情況下發(fā)生的沉降，即一次沉降變形。

路基施工過程中使用的填方土體前期固結(jié)壓力一般來說都小于自重應(yīng)力以及各種附加應(yīng)力的和，在這樣的荷載作用下，路基結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生二次沉降變形。這些附加應(yīng)力的來源較為廣泛，一般情況下主要來自于以下幾個(gè)方面：路面?zhèn)鬟f下來的車載壓力，超載的情況下會(huì)加大路基的沉降變化；路基含水量的不斷變化，含水率的改變會(huì)造成土體容重的變化，進(jìn)而加大二次沉降變形；路基下部地下水位的升降，這將會(huì)導(dǎo)致浮力作用發(fā)生巨大改變，對(duì)沉降變形的影響十分巨大；土體飽和度發(fā)生改變，這會(huì)引起負(fù)孔隙水壓力的重大改變。綜合上述這些附加應(yīng)力的變化，都會(huì)引起路基土體中有效應(yīng)力的改變，因此會(huì)影響到路基土體的穩(wěn)定性，使其發(fā)生壓縮變形。

路基沉降的過程是雙向的，不僅包含了豎向變形，同時(shí)還會(huì)發(fā)生側(cè)向變形?，F(xiàn)在我們使用的地基沉降計(jì)算方法主要是假設(shè)路基主體側(cè)向完全受限，即不產(chǎn)生變形，僅有豎向產(chǎn)生變形，但是實(shí)際上路基土體中是存在側(cè)向變形的，與此同時(shí)，這種側(cè)向變形也會(huì)進(jìn)一步增大路基沉降發(fā)生的概率。

（二）地基承載力導(dǎo)致的路基沉降

一般情況下，地基承載力不足的時(shí)候就會(huì)帶來路基沉降問題。當(dāng)?shù)鼗休d力不足的時(shí)候，路基就會(huì)在荷載的作用下，產(chǎn)生塑性變形，因而導(dǎo)致路基沉降現(xiàn)象的發(fā)生?，F(xiàn)階段實(shí)行的《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》沒有明確路基基底承載力數(shù)值的要求，只對(duì)路基基底填埋前地表處理的壓實(shí)度進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，規(guī)范中要求不小于90%。在實(shí)際施工過程當(dāng)中的一般做法是，當(dāng)基底有軟基出現(xiàn)的時(shí)候，就使用換填法進(jìn)行處理，當(dāng)然，也可以采取其他有效措施進(jìn)行處理。如果基底是非軟基地段，那么只控制好基底壓實(shí)度就可以了?？墒窃诠饭こ痰膶?shí)際施工過程當(dāng)中，軟土地基的界定并沒有十分規(guī)范的數(shù)值，在這個(gè)問題上經(jīng)常會(huì)遇到分歧，如果對(duì)基底過度處理或者是處理不到位，都會(huì)給日后的工程質(zhì)量埋下深深的隱患。

然而，地基承載力滿足要求的情況下，也有時(shí)常發(fā)生路基沉降問題。因?yàn)?，物體只要受力就會(huì)產(chǎn)生一定的形變，所以即使地基承載力滿足相關(guān)規(guī)定與要求，路基結(jié)構(gòu)還是會(huì)發(fā)生一定的沉降變形，這個(gè)情況下產(chǎn)生的變形屬于彈塑性變形，這一沉降變形過程是在長期荷載下形成的，因此這種沉降是不可逆的，只是沉降量較小而已。

（三）該段路基沉降的原因分析

該段為半挖半填路基，實(shí)際地質(zhì)情況表層為黏土，其中含有大量植被及有機(jī)質(zhì)土，以下為卵石土。該段挖填方施工時(shí)由于清表不徹底，導(dǎo)致填方基底及填料中都夾雜著部分黏土及有機(jī)質(zhì)土，填土?xí)r未挖施工臺(tái)階，填方基底壓實(shí)度未碾壓到規(guī)范要求。該段左側(cè)為衡重式擋土墻，但擋土墻施工時(shí)泄水孔及墻背回填透水性材料未嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工，導(dǎo)致路基填料中水未及時(shí)排除。

三、路基沉降的處理方法

綜上所述，路基沉降的因素既有外因，又有內(nèi)因，下面主要根據(jù)不容的原因進(jìn)行處理方法方面的分析。

（一）在施工過程當(dāng)中排除雨水避免水害

該路段松散層中的上層滯水主要儲(chǔ)存于第四系粉土、細(xì)砂質(zhì)卵石土層中，接受大氣降水、地表水的補(bǔ)給，順地形向沖溝及其河流下游排泄，并部分補(bǔ)給下臥巖層。該含水層受雨季影響較大，有富水性較差、透水性好、且厚度變化大，水量貧乏等特點(diǎn)。一般來說，路基在遇水后，土體在自重應(yīng)力或附加應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生一定程度的變形，就會(huì)讓路基產(chǎn)生不均勻沉降變形。因此在雨季進(jìn)行路基施工的時(shí)候，一定要注意路基范圍內(nèi)雨水如何進(jìn)行有效排除排除，通常情況下，可以設(shè)置急流槽，并且可以在公路兩側(cè)挖排水溝；與此同時(shí)，挖方段路基應(yīng)為向兩側(cè)的橫坡處設(shè)置截水溝，并且在路塹范圍內(nèi)路基的兩側(cè)挖溝，這樣就能夠有效排除路基范圍內(nèi)的雨水，將路面水引至天然的溝渠進(jìn)行快速排除。

（二）路基填料在長期荷載作用下產(chǎn)生的側(cè)向變形

這種由于自身情況產(chǎn)生的側(cè)向變形是不可避免的，并且這種變形會(huì)隨著時(shí)間的延長逐漸減小。為了不讓路基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉降變形，避免路基沉降變形的發(fā)生影響路面結(jié)構(gòu)的使用功能，就必須對(duì)路基留足工后沉降期，也可以進(jìn)行超載預(yù)壓施工、反壓護(hù)坡道，或者使用超寬填筑等方法，這些方法都可以使路基先完成大部分變形，然后再進(jìn)行路面施工就可以很好的保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與施工質(zhì)量。

（三）該段路基沉降的處理方法

由于該高速公路已通車運(yùn)營，為了不中斷高速公路的通車，保證右幅正常通車，封閉左幅來處理路基缺陷問題，但路基處理時(shí)必須確保右幅路基的運(yùn)營安全。處理前先補(bǔ)鉆左側(cè)擋土墻泄水孔，然后按如下斷面圖處理路基，臺(tái)階開挖時(shí)先開挖左側(cè)靠擋土墻的不合格填土，為了確保臺(tái)階開挖時(shí)右幅路基不產(chǎn)生裂縫、塌陷、滑坡等影響右幅道路運(yùn)營安全的質(zhì)量問題，開挖只能分段開挖，每次開挖長度不超過10m，臺(tái)階挖好后先鋪滲水土工布，然后就馬上填筑，根據(jù)實(shí)際情況拋填片石，確保拋填片石能夠完全填充當(dāng)時(shí)路基填筑前清表時(shí)未清除的黏土。

四、結(jié)束語

路基沉降在公路工程中十分常見，它是影響路基路面強(qiáng)度的一個(gè)重要原因，也是影響路面整體穩(wěn)定性的一個(gè)十分重要的問題，但是路基沉降問題的產(chǎn)生是由多種原因造成的，所以在路基工程施工過程當(dāng)中，應(yīng)綜合多種因素，對(duì)其進(jìn)行全面的分析以及治理，與此同時(shí)，采取切實(shí)有效的處理措施，解決好路基沉降問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路施工中的軟土地基處理方法[J]. 曹春山，樊友麗，王存良. 西部資源. 2015（06） ：58-59.

[2]預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在軟土地基中的應(yīng)用[J]. 時(shí)煒. 安徽建筑. 2016，23（01）：160

[3]軟土地基道路沉降的處治方案探究[J]. 蘇杰. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2015，（24） ：230

[4]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）endprint