高填方路基沉降預(yù)測(cè)與控制沉降施工技術(shù)分析

張際榮

（四川蜀通港口航道工程建設(shè)有限公司， 四川 南充 637000）

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展，其建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。而同時(shí)，高填方路基的出現(xiàn)，讓施工的難度大大增加，其穩(wěn)定沉降已成為一個(gè)待解決的難題。對(duì)高填方路基施工，可以提高道路的安全性、延長(zhǎng)道路的使用壽命，從而能夠提高道路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。同時(shí)，其施工工期應(yīng)盡量短，施工的品質(zhì)應(yīng)盡量高，再結(jié)合其施工特點(diǎn)，制定施工方案。

1 高填方路基施工的技術(shù)管理及施工要點(diǎn)

1.1 技術(shù)管理

道路的填筑是高填方路基施工的主要特點(diǎn)，據(jù)此，對(duì)于路堤的支撐強(qiáng)度和穩(wěn)定性都有較高的要求，且填筑作為高填方路基的重點(diǎn)工程，很多不足也會(huì)在填筑的過(guò)程中產(chǎn)生，由此，填筑的要求就變得更高，其難度也在無(wú)形中被加大。此外，路堤本身也會(huì)給沉降帶來(lái)影響，所以考慮兩種因素的影響，沉降的達(dá)標(biāo)就成為了一件難事。其實(shí)，路基工程對(duì)沉降的不利影響始終存在，可以說(shuō)，鏟除這些不利影響是不可能的。在整個(gè)施工過(guò)程中，當(dāng)路基填筑的工作完成后，對(duì)于地基的穩(wěn)定性依然有不利的影響，在等待一倍的時(shí)間之后，地基填土才能達(dá)到完全穩(wěn)定的狀態(tài)。

1.2 施工要點(diǎn)

（1）首先，需要在所要施工的路段上選取一段作為填筑工作的試驗(yàn)路段，要求是長(zhǎng)度最好在100m到200m之間。這樣，借助對(duì)試驗(yàn)路段的填筑，可以得到一些關(guān)于材料等的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)際的施工方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以使工程能夠高效率的進(jìn)行。

（2）其次，在進(jìn)行填筑時(shí)對(duì)于壓實(shí)方法要進(jìn)行仔細(xì)的研究。壓實(shí)是需要分層進(jìn)行的工作，必須要在上一層的壓實(shí)程度達(dá)標(biāo)后，才能進(jìn)行下一層的填筑，這樣是為了使路堤的承受能力增強(qiáng)，必須達(dá)到能支撐整個(gè)填筑施工才行。因此，壓實(shí)的工作很重要，其功能也很重要，只有在選擇了合適的壓實(shí)方法的基礎(chǔ)上，再根據(jù)什么樣的壓實(shí)情況對(duì)工程最有利，來(lái)確定壓實(shí)的結(jié)果。所以選擇夜歌合適的壓實(shí)方法也很重要。對(duì)于壓實(shí)方法的選擇要注重順序。在路堤的均勻度已達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，初次壓實(shí)宜選擇比較輕微的震動(dòng)方式進(jìn)行，而后可以選擇較強(qiáng)的震動(dòng)方式進(jìn)行，從而完成震動(dòng)壓實(shí)。之后，對(duì)于路堤要進(jìn)行沖擊式的壓實(shí)，以提高路堤的穩(wěn)定性。使用不同的方法對(duì)于同一層填土進(jìn)行多次的壓實(shí)可以增強(qiáng)填土的穩(wěn)定性，可以加快其定型速度，并且可以提高地基對(duì)于外力的承受能力。

（3）在以上工序完成后，接下來(lái)需要處理高填方路基的頂層。這道工序是將厚度不超過(guò)100cm的碎石鋪在路基的上層，使內(nèi)層填土的穩(wěn)定性提高，同時(shí)會(huì)減小施工時(shí)外力對(duì)填土穩(wěn)定性帶來(lái)的不良影響，在一定程度上對(duì)于填土的穩(wěn)定性起到了保護(hù)作用，此外，也避免了施工時(shí)水的滲入對(duì)填土穩(wěn)定性的不利影響。要注意，有些路基是有坡度的，其坡度會(huì)對(duì)填土的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響，甚至破壞其穩(wěn)定性，所以，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的處理，要著重避免雨水接觸到上破面的路基，從而降低填土穩(wěn)定性，由此，才能保護(hù)有坡度路基的穩(wěn)定性。

2 高填方路基沉降預(yù)測(cè)

高填方路基的沉降可以通過(guò)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)，在當(dāng)前的技術(shù)能力下，計(jì)算的方法可分為三種，分別是改進(jìn)分層總和法、經(jīng)驗(yàn)公式法、數(shù)值模擬計(jì)算法。其中，第一種和第三種是從理論分析的角度上看是合理且可行的，但如果需要對(duì)于高填方路基自身壓縮沉降和在附加荷載作用下的沉降量進(jìn)行更好的評(píng)價(jià)，是不能不考慮與其對(duì)應(yīng)的計(jì)算參數(shù)。通過(guò)在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)而總結(jié)出的參數(shù)通過(guò)計(jì)算會(huì)與實(shí)際的沉降量有差距，所以，要采用實(shí)際測(cè)量值來(lái)預(yù)測(cè)沉降變形量。這里介紹幾種方法：

（1）三點(diǎn)法。三點(diǎn)法是一種常用的方法，使用這種方法只需要對(duì)三個(gè)點(diǎn)的進(jìn)行測(cè)量，雖然測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，但是所選擇的點(diǎn)隨機(jī)性很大，每選擇不同的三個(gè)點(diǎn)都會(huì)有不同的沉降值，所以對(duì)于固結(jié)系數(shù)的確定也比較難。

（2）曲線(xiàn)擬合法（經(jīng)驗(yàn)公式法）。這種方法，是根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)，畫(huà)沉降曲線(xiàn)，對(duì)沉降過(guò)程進(jìn)行擬合，隨著時(shí)間，會(huì)得出預(yù)計(jì)的最終沉降量?？梢允褂貌煌那€(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其中泊松曲線(xiàn)的趨勢(shì)是在前期增長(zhǎng)趨勢(shì)弱，而到中部會(huì)快速增長(zhǎng)，最終到結(jié)束時(shí)，幾乎不會(huì)再增長(zhǎng)，這樣的曲線(xiàn)形狀與實(shí)際的沉降情況隨時(shí)間的變化比較符合。

（3）遺傳法。這種方法是不直接接觸參數(shù)，而是對(duì)參數(shù)的編碼進(jìn)行處理，通過(guò)一個(gè)解群來(lái)控制一個(gè)點(diǎn)，這樣對(duì)于效率的提高有很大的幫助，對(duì)于得到全局最優(yōu)解也有利，而且對(duì)于解決高度的非線(xiàn)性問(wèn)題也有優(yōu)勢(shì)。

（4）圖解法。這種方法在已退出的固結(jié)形變方程的基礎(chǔ)上，將測(cè)出的數(shù)據(jù)代入，反求出方程中的系數(shù)，然后用得出的系數(shù)建立方程進(jìn)行估算。這樣的過(guò)程和所得到的結(jié)果還是很可靠的，但這樣的方法對(duì)于時(shí)間的以來(lái)過(guò)大，由于時(shí)間間隔的不同，得出的系數(shù)也有很大不同。

（5）灰色系統(tǒng)法。這種方法是在 1982年提出的，當(dāng)缺少信息時(shí)，可以通過(guò)建立動(dòng)態(tài)微分方程來(lái)進(jìn)行分析，在分析過(guò)程中，可以自動(dòng)完善信息。而且，已經(jīng)得到了驗(yàn)證，這種方法得到的預(yù)測(cè)模型與實(shí)際更加接近。

3 高填方路基沉降防治措施

3.1 準(zhǔn)備工作和填料選用

（1）對(duì)于準(zhǔn)備工作，需要提前在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行全方位的考察，保證能充分了解其地質(zhì)情況，根據(jù)具體數(shù)據(jù)進(jìn)行施工方案的制定。

（2）對(duì)于填料的選用，應(yīng)保證能夠盡量就地取材，對(duì)于外來(lái)材料，必須要在對(duì)其有足夠的了解之下再考慮是否選用，最后還要對(duì)材料進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)后才能實(shí)際應(yīng)用。

3.2 設(shè)計(jì)要求

（1）壓實(shí)時(shí)，一定要進(jìn)行分層處理，前面已經(jīng)提到過(guò)，只在一層達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行下一層的壓實(shí)。

（2）在所要施工的路段中可能會(huì)存在一些非土質(zhì)移速，在施工前，都必須要將這些進(jìn)行清除。

（3）當(dāng)施工路段之下有水源時(shí)，首先要排出水源對(duì)施工的影響，及時(shí)地進(jìn)行引流措施。

（4）在路堤的最下層，應(yīng)使用耐性較好、透水性較強(qiáng)的材料，這樣可以防止地下水過(guò)度侵蝕路基。

（5）對(duì)于比較松軟的土質(zhì)，施工前一定要按要求進(jìn)行操作，以確保有效地對(duì)上層填土進(jìn)行壓實(shí)。

（6）對(duì)于排水系統(tǒng)，要做到好路基的防滲工作，且由于水滲透，路面會(huì)有縫隙，所以一定要及時(shí)地發(fā)現(xiàn)路面的縫隙，進(jìn)行填縫處理。其中對(duì)于填縫材料，要注意材料的水稀釋性和填土密封性等。最好，能夠在路邊設(shè)置水處理層，這樣在雨季時(shí)，雨水對(duì)路基的侵蝕作用就會(huì)大大減弱。此外填筑材料也要選擇具有防水滲透作用較強(qiáng)的材料。

3.3 使用新工藝

對(duì)于下沉這樣的情況時(shí)，在可控范圍內(nèi)，可以及時(shí)地使用一些新工藝對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，可以通過(guò)使用與固化劑類(lèi)似的物質(zhì)提高路基土質(zhì)的固結(jié)尤其是坡度路段上的填土的穩(wěn)定性 。

4 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，高填方路基的建設(shè)非常重要，這對(duì)于公路能否正常通車(chē)起到?jīng)Q定性作用。所以，對(duì)于施工的每一道工序都要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)，其中填筑是應(yīng)把握的重點(diǎn)，填筑的材料選擇、填土的壓實(shí)，都是關(guān)乎路基施工能否成功的因素。隨著我國(guó)公路項(xiàng)目的不斷發(fā)展，高填方路及的施工質(zhì)量也逐漸變成控制重點(diǎn)，更應(yīng)注重的是對(duì)其沉降的控制，采取合理的措施和技術(shù)對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行處理，如此，才能提高高填方路基施工的整體水平。

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