基于不同影響因素下高填方路基沉降變形的分析及控制方法探討

楊波

摘要：高填方路基若承載性弱、壓縮性高，車輛在駛過道路時，路基由于荷載的作用會出現(xiàn)沉降變形現(xiàn)象，對道路安全有不利影響?；诖耍疚慕榻B了高填方路基，探究了影響路基沉降變形的因素，并通過影響因素提出了控制高填方路基沉降變形的方法，旨在提高路基穩(wěn)定性、安全性，更好地服務(wù)于社會發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高填方路基；沉降變形；影響因素；控制方法

引言

新時代，我國公路事業(yè)快速發(fā)展，公路建設(shè)已經(jīng)步入了一個全新的階段。與此相對應(yīng)的是高填方路基大大地提升了道路建設(shè)難度，其變形沉降是目前急需解決的問題。于高填方路基而言，有效控制其變形沉降問題是提高道路安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性的關(guān)鍵。因此，對其控制方法進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

一、高填方路基概述

（一）含義

高填方路基是指在存有積水的地區(qū)，使用填料（石、土等）結(jié)合實(shí)際施工需求將路基填筑到6米以上。實(shí)踐中，有分層施壓和分層填筑兩種建設(shè)工藝，這兩種施工方法都能保障路基的穩(wěn)定性。但每層厚度都需要考量填料種類，注意不能混合使用多種材料。

（二）特點(diǎn)

高填方路基施工具有規(guī)模大、復(fù)雜程度高、人力物力資源需求大、工期長等特點(diǎn)。高填方路基施工有助于加強(qiáng)路基整體的穩(wěn)固程度，一般而言，填筑高度大于20米，則施工規(guī)模就會較大，路基質(zhì)量會受到多種因素影響，例如，環(huán)境、結(jié)構(gòu)等，若控制不到位容易給整個施工帶來不利影響[1]。

（三）作用

高填方路基作用在于提高路基穩(wěn)定性，保障道路施工質(zhì)量，提高道路使用安全性與可靠性，避免發(fā)生交通事故，促進(jìn)道路施工單位發(fā)展。

二、基于影響高填方路基沉降變形的因素分析

本文分析了基于有限元軟件Geo studio技術(shù)支持下高填方路基的影響因素，得出高度、坡度、壓實(shí)度對高填方路基變形沉降有重要影響。

（一）高度因素

研究數(shù)據(jù)表示高填方路基典型截面，路面12米，24米，坡度是1比1.5。根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行施工，一層2米的情況下規(guī)律如下，填筑6米，沉降0.26824米；填筑10米，沉降0.34326米；填筑16米，沉降0.41525米；填筑24米，沉降0.5534米，有數(shù)據(jù)可知，地基沉降隨著高度的增加而增加，做好路基準(zhǔn)備工作有助于保障路基質(zhì)量[1]。

（二）坡度因素

路基坡度對高填方路基變形沉降有重要影響，本文分析以坡度1∶1、1∶1.25、1∶1.5、1∶1.75 和1∶2為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。坡度1∶1，沉降0.68765米；坡度1：1.25沉降0.6686米；坡度1：1.5，沉降0.67129米；坡度1：1.75，沉降0.67405米；坡度1∶2，沉降0.67667米。從數(shù)據(jù)可知，坡度是 1∶1時，沉降值是0.66765米，最小，但坡度為1：2時，沉降值是0.67667米，最大。探究原因可知，高填方路基越緩，填筑的材料就越多，導(dǎo)致荷載也越大，沉降也因素增加。但縱觀數(shù)據(jù)總體情況，沉降相差不大，在設(shè)計坡度時可以側(cè)重考慮安全效益與經(jīng)濟(jì)效益。

（三）壓實(shí)度因素

根據(jù)高填方路基相關(guān)規(guī)定，壓實(shí)度通常在90%以上，本文分析的資料壓實(shí)度處于90%到98%。壓實(shí)度90%，沉降0.61456米；壓實(shí)度92%，沉降0.59676米；壓實(shí)度94%，沉降0.57967米；壓實(shí)度96%，沉降0.56816米；壓實(shí)度98%，沉降0.56047米。由數(shù)據(jù)可知，壓實(shí)度強(qiáng)度與路基沉降呈反比例關(guān)系，對比90%與98%的壓實(shí)度，沉降下降了10.8%，由此可見，壓實(shí)度是對路基沉降有重要影響。

三、基于影響因素作用下高填方路基沉降變形的控制方法探討

路基沉降隨著填筑高度的增加而增加，增加幅度較為平穩(wěn)，通過上文分析可知，做好地基處理工作有助于控制高度對路基的影響。另外，當(dāng)填筑到最高處是應(yīng)當(dāng)做好邊坡處理工作，避免邊坡失穩(wěn)?？梢哉f，坡度越大路基沉降也越大，應(yīng)當(dāng)做好高填方路基設(shè)計工作，提高其合理性。壓實(shí)也是影響路基變形沉降的重要因素，壓實(shí)度與路基沉降系數(shù)呈反比例關(guān)系，提高壓實(shí)度有助于防止路基沉降?，F(xiàn)對影響因素下防止路基變形沉降的控制方法作如下分析。

（一）準(zhǔn)備工作

施工前的試驗(yàn)是高填方路基施工的重要保障。具體而言，應(yīng)當(dāng)針對路基施工的壓實(shí)次數(shù)、厚度與填筑厚度進(jìn)行分析計算，完成計算后再加以復(fù)核，試驗(yàn)時需要保障每個環(huán)節(jié)均操作規(guī)范，提高試驗(yàn)與實(shí)際的相似度，保證試驗(yàn)具有實(shí)效性，能夠有效指導(dǎo)高填方路基施工。在試驗(yàn)路段方面，一般而言會用到200米的路段，在試驗(yàn)時需要記錄試驗(yàn)參數(shù)，并進(jìn)行調(diào)整。在施工人員方面，應(yīng)當(dāng)合理配置施工人員，提高機(jī)械利用率，并對機(jī)械進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，確保其具有適用性，能夠滿足高填方路基施工需求。在環(huán)境方面，應(yīng)當(dāng)保持地面的清潔度，若路基土質(zhì)為砂土、軟土，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行預(yù)先處理，滿足高填方路基對壓實(shí)的要求，避免阻礙施工。

（二）填料選擇

施工單位在選擇填料時可以結(jié)合施工實(shí)際地理位置，就地取材選購填料。若施工現(xiàn)場附近地區(qū)沒有足夠的填料，則應(yīng)當(dāng)立即安排采購人員進(jìn)行采購。填料采購需要注意，首先，了解目標(biāo)填料質(zhì)量、產(chǎn)地；其次，根據(jù)高填方路基需求衡量填料是否能夠滿足施工需求；最后，將采購填料運(yùn)送到施工現(xiàn)場前需要進(jìn)行試驗(yàn)?？傊?，必須保證填料各項(xiàng)屬性均符合施工要求后才能將其投入使用，保障高填方路基施工效果[3]。

（三）施工設(shè)計

高填方路基施工工藝要求施工單位進(jìn)行分層壓實(shí)施工，每一層只有達(dá)到壓實(shí)要求后才能繼續(xù)下一層的壓實(shí)工作。在施工前，需要清除施工現(xiàn)場雜質(zhì)，只保留施工用具與土質(zhì)相關(guān)因素。若高填方路基下方有水源，在施工前需要采用合理的措施進(jìn)行處理，防止水源侵蝕路基，例如，引流、攔截等。若施工場所是路堤下部，應(yīng)當(dāng)使用透水性、耐性好的材料，在最大程度上削弱地下水對高填方路基的侵蝕影響。若施工環(huán)境中土質(zhì)較為松軟，施工時必須嚴(yán)格遵循施工流程，在上層壓實(shí)合格后才能繼續(xù)施工。另外，在施工過程中還需要注意考量實(shí)際施工情況與影響壓實(shí)的多種因素。

（四）排水工作

科學(xué)合理的排水有助于提高高填方路基穩(wěn)定性與安全性。在實(shí)際施工中可采用下述排水技術(shù)，采用排水固結(jié)技術(shù)進(jìn)行黏土層地基施工，該技術(shù)具有縮小積水排放距離、加速地基固結(jié)、提高地基可靠性的作用。采用塑料排水板或袋裝砂井有助于提高排水速度、有效擠密地基。

（五）壓實(shí)工作

在壓實(shí)工作開始前需要進(jìn)行攤鋪，每層攤鋪厚度均應(yīng)小于30厘米，進(jìn)而確保壓實(shí)程度達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，在填筑一層填料后，使用大型履帶式推土機(jī)推平填筑地段，之后使用壓路機(jī)壓實(shí)。前期攤平工作結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)使用平地機(jī)進(jìn)行處理，提高坡度和諧性，確保雨水順利排出。使用壓路機(jī)時需要注意對接位置壓實(shí)質(zhì)量能夠達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。壓實(shí)工作包括初壓、復(fù)壓、終壓，速度應(yīng)當(dāng)控制在每千米2.5小時到4.5小時之間，保障整個壓實(shí)施工階段均能夠緩慢連續(xù)進(jìn)行，提高路基的均勻性，切忌出現(xiàn)急剎車、停頓，對壓實(shí)質(zhì)量造成不利影響。另外，每層攤鋪、壓實(shí)后，施工人員需要對本層進(jìn)行復(fù)檢，確保本層壓實(shí)達(dá)標(biāo)后，再繼續(xù)開展下一層施工工作。

（七）施工技術(shù)

先進(jìn)的施工工藝、機(jī)械設(shè)備是提高高填方路基施工效率與質(zhì)量的重要保障，有助于防止其變形沉降。特別是施工條件惡劣的地區(qū)更應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)的施工技術(shù)。例如，采用強(qiáng)夯技術(shù)處理濕陷性黃土，當(dāng)起重機(jī)把夯錘置于一定高度后，讓其自由落下，加大壓實(shí)強(qiáng)度，達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。此外，還需要科學(xué)、靈活運(yùn)用土工隔柵技術(shù)，發(fā)揮其加固作用，在防止高填方路基變形沉降的同時提高其應(yīng)用價值。

總結(jié)

總而言之，控制變形沉降是建設(shè)高填方路基的關(guān)鍵，控制效果對道路整體質(zhì)量有重要影響。因此，在施工過程中，施工人員必須針對影響高填方路基變形沉降的因素進(jìn)行分析，采取有效措施加以控制，避免出現(xiàn)沉降變形問題，繼而提高路基穩(wěn)定性，保障道路使用安全。

參考文獻(xiàn)

[1]張春濤.高填方路基不均勻沉降的機(jī)理分析及防治措施[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2018，14（08）：112-113.

[2]王金明，陳昌彥，張建坤，譚雪.不同類型填方路基沉降監(jiān)測及沉降分析[J].工程勘察，2019，47（01）：61-64+73.

[3]田輝，文祥云，鄭益攀，尹天明.淺談高填方路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].公路，2018，63（10）：85-88.

（作者單位：重慶中環(huán)建設(shè)有限公司）