高填方路基沉降分析與防治

李 甲 言

(山西省晉中路橋建設(shè)集團有限公司，山西 晉中 030600)

1 高填方路基沉降分析的必要性

高填方路基的穩(wěn)定性關(guān)系到高速公路整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，會直接對路基路面結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞。高填方路基沉降會直接造成高速公路路基路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)整體破壞，出現(xiàn)開裂等病害，降低行車舒適性，影響行車安全。在高速公路建設(shè)過程中，就應(yīng)該采取必要的措施控制路基沉降，但是到目前為止這依然是一項世界難題。高速公路高填方路基沉降不僅直接影響高速公路的使用與美觀，還會引起交通事故。因此，必須在設(shè)計、施工和運營管理過程中對高填方路基沉降進行全面的分析，制定有效的防治措施。

路基是高速公路的主要組成部分，而高填方路基的施工難度是路基施工中較大的，必須在設(shè)計與施工中提高重視程度。高填方路基在填筑的過程中會對原地面進行修整，挖除種植土、淤泥等不合格的路基填土，并進行整平壓實。施工過程中必須嚴(yán)格控制填料質(zhì)量、填層厚度和壓實質(zhì)量等，以盡可能降低路基沉降的影響。然而，在施工過程中，個別施工企業(yè)為了提高施工速度，降低施工成本，人為增加路基填層厚度，導(dǎo)致底層填料無法達到設(shè)計壓實質(zhì)量要求。另外，在施工過程中對壓實質(zhì)量檢測不到位，也是導(dǎo)致路基沉降的主要原因之一?？傊谠O(shè)計與施工過程中充分考慮高填方路基沉降的影響因素，建立科學(xué)合理的質(zhì)量控制體系，提高路基的施工質(zhì)量，并做好路基沉降的防治，是高填方路基施工質(zhì)量的必要保障。

2 高填方路基沉降影響因素分析

2.1 自然因素的影響

2.1.1 地理條件的影響

高速公路勘察設(shè)計過程中，必須對當(dāng)?shù)氐牡乩項l件進行全面的考慮，對公路沿線的地形、地貌和海拔高度進行分析，合理進行公路路線規(guī)劃設(shè)計。不同地理條件的地區(qū)地形地勢變化加大，地下水和地面水的分布也存在很大差異，因此必須結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況進行公路路基設(shè)計。在高填方路基設(shè)計中，合理確定路基填筑高度，不僅可以節(jié)約成本，也可以降低路基施工難度，提高施工質(zhì)量。另外，尤其對于傍山半填半挖路基設(shè)計中，應(yīng)充分結(jié)合地形，合理選取填筑高度。最后，做好路基排水設(shè)計，不僅要做好永久性排水設(shè)計，還要在施工過程中做好臨時排水，以防止出現(xiàn)水破壞。

2.1.2 水文與地質(zhì)條件的影響

路基沿線的巖石風(fēng)化程度、裂隙、紋理、巖層走向和不良地質(zhì)等，都是在高填方路基設(shè)計與施工中重點考慮的項目。根據(jù)路基施工周邊的土壤類別，確定路基填料，保證路基的強度和穩(wěn)定性。路基施工區(qū)域地面水的走向、水位高度、積水期的長短、地下水位高度、泉水、層間水的分布等，都會影響路基的施工，降低路基的穩(wěn)定性，甚至引發(fā)很多病害。

2.1.3 氣候條件的影響

路基施工區(qū)域的溫度、濕度、冰凍深度、風(fēng)力風(fēng)向、降水量等氣候條件，都是影響路基施工的重要因素。根據(jù)一年中的氣候變化，確定施工計劃，如在夏季高溫季節(jié)進行填方施工，而在冬季冰凍季節(jié)只能進行挖方施工，填方施工將會在春融季節(jié)出現(xiàn)沉降，嚴(yán)禁進行施工。另外，還應(yīng)該充分考慮不同地段氣候變化的影響，制定不同的施工方案。

2.1.4 植物覆蓋的影響

施工區(qū)域的植物覆蓋情況直接影響土體的穩(wěn)定性，如植物覆蓋層厚度大，根系深入土壤可以起到固結(jié)土體的作用，提高路基邊坡土體的穩(wěn)定性。另外，地表的植物覆蓋層還可以降低水流速度，起到調(diào)節(jié)水溫的作用。

2.2 人為因素的影響

2.2.1 荷載作用的影響

路基在施工與運營使用的過程中，受到各類不同荷載的作用，會對路基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。在施工過程中，受到各類施工機械的荷載作用；在運營使用過程中，主要受到各類車輛荷載的影響，這些都屬于動載。另外，路基結(jié)合還要承受路基路面結(jié)構(gòu)自重荷載的影響，也就是靜載的影響。隨著我國交通運輸事業(yè)的不斷發(fā)展，車輛趨于大型化，對路基結(jié)構(gòu)的承載能力提出了很多更高的要求。

2.2.2 施工方法的影響

在高填方路基施工過程中，必須采取必要的措施提高路基施工質(zhì)量，建立完善的質(zhì)量控制體系。正確選擇施工方法，進行高填方路基的施工，是保證路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在進行路基填筑施工時，首先要嚴(yán)格控制填料的質(zhì)量、填層厚度和含水量，做好壓實機械的合理組合，并進行嚴(yán)格的壓實度質(zhì)量檢測。含水量應(yīng)控制在最佳含水量附近，夏季施工可略高于最佳含水量。土方路基的壓實度通常選擇灌砂法，檢測過程中應(yīng)選取有代表性檢測位置，保證檢測質(zhì)量。

2.2.3 養(yǎng)護措施的影響

當(dāng)發(fā)現(xiàn)高填方路基出現(xiàn)沉降破壞時，必須制定養(yǎng)護措施，及時有效的完成處治。首先應(yīng)對高填方路基沉降的原因進行充分分析，然后有針對性的制定養(yǎng)護方案，并在養(yǎng)護施工過程中做好質(zhì)量控制。

3 高速公路高填方路基沉降防治措施

3.1 做好施工前的預(yù)防

1)在高速公路設(shè)計階段，全面做好勘察設(shè)計工作，對施工路段基本情況全方位掌握。全面掌握影響路基沉降的各方面因素，提前做好高填方路基沉降的預(yù)防措施。對高速公路高填方路基填料進行檢驗，確保其符合設(shè)計要求。制定科學(xué)合理的質(zhì)量控制體系，為施工期間做好施工質(zhì)量控制，提高施工質(zhì)量，做好質(zhì)量檢測，為高填方路基施工質(zhì)量提供保障。

2)做好路基土質(zhì)的改善。為了提高路基的強度和穩(wěn)定性，改善施工路段路基的土質(zhì)狀況，做好排水工作。對含水量較高的土質(zhì)路基，采用砂井法、排水板法做好路基的豎向排水工作；可采用設(shè)置砂墊層的方法進行路基水平排水。排出路基內(nèi)部多余的水分，可有效提高路基的強度和穩(wěn)定性。

3)建立試驗段，準(zhǔn)確確定施工參數(shù)。為了準(zhǔn)確確定高填方路基施工參數(shù)，建立試驗段，通過試驗段施工確定松鋪系數(shù)、機械組合方式、碾壓遍數(shù)、攤鋪層厚度等，為路基施工質(zhì)量提供保證。

3.2 施工過程中路基沉降控制措施

1)填挖結(jié)合處的施工。路基填方結(jié)合處如果處治不當(dāng)，最容易出現(xiàn)不均勻沉降，造成路基破壞。尤其是高填方路基，控制不當(dāng)將會造成嚴(yán)重的路基沉降破壞。實踐證明，在填挖結(jié)合處換填滲水性好的路基填料，在填挖結(jié)合處挖臺階，加強夯實，可有效提高填挖結(jié)合處施工質(zhì)量，減少和去除不均勻沉降。

2)不良地質(zhì)路段高填方路基施工。

對地質(zhì)不良地段，高填方路基首先應(yīng)做好路基排水，換填透水性好的路基填料，提高路基的強度和穩(wěn)定性。同時，制定專項施工方案，對不良地質(zhì)路基進行處治，如濕陷性黃土路基，可采用灰土擠密法進行處治。另外，在施工中嚴(yán)格按照施工方案進行施工，進行嚴(yán)格的施工質(zhì)量，并做好路基施工質(zhì)量檢驗，盡可能做好路基沉降。

4 結(jié)語

高填方路基沉降造成高速公路路基路面結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重影響行車質(zhì)量和行車安全。在高速公路建設(shè)過程中，必須全面分析高填方路基的沉降影響因素，制定有效的防治措施。文章從自然因素和人為因素兩大方面分析了高填方路基沉降的影響因素，并從施工前預(yù)防和運營后處治兩個方面進行闡述，提出了防治措施，可對高速公路高填方路基沉降進行有效控制。