高速公路路基沉降的因素與防治措施研究

張健

（安徽省公路工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 安徽合肥 230051）

高速公路作為我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，在我國(guó)占有舉足輕重的地位，更是作為我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施之一。且高速公路在我國(guó)四通八達(dá)，幾乎隨處可見，因此，其安全性一直是國(guó)家考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。而路基的存在使高速公路的安全性得到大幅度提高，但是當(dāng)路基發(fā)生沉降的時(shí)候，會(huì)對(duì)高速公路帶來(lái)更大的危害，因此，專業(yè)人員需要更多的收集相關(guān)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)研究。

1 高速公路路基沉降的危害

1.1 縮短高速公路壽命

當(dāng)路基沒有被破壞的時(shí)候，高速公路上的車流量以及承載重量在合理的范圍內(nèi)時(shí)，其路基是可以承受的，受力比較穩(wěn)定。但是當(dāng)路基發(fā)生沉降之后，其內(nèi)部的受力就開始發(fā)生變化，高速公路的路面在路基內(nèi)部受力不平衡的影響下，應(yīng)力發(fā)生變化，主要在路基沉降的地方，使路面的強(qiáng)度與平整度發(fā)生變化，減少高速公路的使用壽命。一旦下沉比較嚴(yán)重，則就需要對(duì)高速公路進(jìn)行保養(yǎng)與維修，增加費(fèi)用。

1.2 降低行車安全性

當(dāng)路基發(fā)生沉降的時(shí)候，會(huì)在結(jié)構(gòu)物和兩端順接路堤之間形成沉降差，最后形成橋頭跳車，會(huì)使行車速度下降，發(fā)生交通安全事故。同時(shí)，行駛過(guò)程中的汽車會(huì)在橋頭產(chǎn)生瞬間沖擊，對(duì)路面和伸縮裝置造成破壞。在高速公路上，規(guī)定的行車速度是在80～120km/h之內(nèi)，且不可以低于100km/h，這樣的速度行駛的車輛慣性會(huì)很大，汽車一旦發(fā)生跳車，就會(huì)非常容易造成交通事故。

1.3 加大高速公路施工難度

在高速公路施工期間，會(huì)有大量的重型機(jī)械參與到作業(yè)里來(lái)，導(dǎo)致在那個(gè)時(shí)間段，地面的受力比較大，易發(fā)生地基的沉降。特別是在南方施工，遇到梅雨季節(jié)的時(shí)候，路基脫空的地區(qū)比較容易形成嚴(yán)重的積水區(qū)，導(dǎo)致排水功能受到阻礙。在這樣的情況下，就必須要借助于排水囊才可以減少路基的排水量，這就會(huì)使施工難度加大，使施工進(jìn)度延長(zhǎng)。

2 影響高速公路路基沉降的因素

2.1 地理位置

高速公路在設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)將沿線地形、地貌與海拔高度都考慮進(jìn)去。在一般情況下，平原地區(qū)地下水位是偏高的，比較容易積水，且很難排水，在選擇路面結(jié)構(gòu)層的原料時(shí)，一般會(huì)要求水的穩(wěn)定性比較好。而丘陵地區(qū)地勢(shì)是有很大起伏的，填土量比較多，路基穩(wěn)定性不好。

2.2 地質(zhì)條件

就地質(zhì)因素來(lái)說(shuō)，影響地基的因素有很多，即巖土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度、風(fēng)化程度、物理力學(xué)性質(zhì)和巖層的產(chǎn)狀等。比如，當(dāng)遇到?jīng)]辦法滿足承受力的深層軟弱土層的時(shí)候，需要進(jìn)行振沖置換，對(duì)于埋藏比較深的破碎風(fēng)化的巖層邊坡使用錨網(wǎng)噴的辦法處置。

2.3 水文氣候

對(duì)于水文氣候影響地基的因素也很多，比如溫度與濕度、降雨量、每天太陽(yáng)的找熱量和水汽的蒸發(fā)量、冰凍的深度、風(fēng)向風(fēng)力、河流洪水的水位、地面積水的情況與地下水的活躍程度等。在冬季，溫度一般比較低，水分不容易被蒸發(fā)，就比較容易形成硬冰層；在春季，溫度不高也不低，水分既沒辦法蒸發(fā)，也沒辦法形成，就只能以水的形式聚集在地基中，沒有辦法滲透到路基下面，這會(huì)影響路基的穩(wěn)定性。對(duì)于地下水比較豐富的地區(qū)，應(yīng)該重視滲流水力的坡度以及臨界水力的坡度，這就需要相關(guān)部門對(duì)動(dòng)水壓力產(chǎn)生的泥沙與機(jī)械潛飾防護(hù)好，避免在基坑底部發(fā)生流動(dòng)的情況或者土層內(nèi)部形成管狀空洞的現(xiàn)象。同時(shí)，在裂隙水比較豐富的區(qū)域，應(yīng)該關(guān)注裂隙水與巖溶水的發(fā)育情況與排布的規(guī)律，做好預(yù)防措施。

2.4 設(shè)計(jì)及施工方案

在對(duì)高速公路的路基進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮的因素有很多，這么多因素都會(huì)影響路基的沉降。當(dāng)設(shè)計(jì)的路基斷面尺寸不合適時(shí)，邊坡的坡度不具有合理性，應(yīng)對(duì)降水與排水的措施不充分，進(jìn)行路基施工的施工工藝不佳，高填方路堤未展開穩(wěn)定性的計(jì)算等，都會(huì)在一定程度上影響路基沉降。同時(shí)在進(jìn)行填料工作的時(shí)候，填料材料的選擇與填料含水量的管控也是很重要的。當(dāng)遇到粘性土質(zhì)的時(shí)候，主要是由液限含水量與塑性含水性來(lái)決定其穩(wěn)定性；但是對(duì)于粗粒土與巨粒土來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性是與級(jí)配情況影響的。同時(shí)在進(jìn)行路基的壓實(shí)工作、施工的降排水、進(jìn)行路基的防護(hù)工作都是維持路基穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

3 路基沉陷防治措施

3.1 灌漿法

在進(jìn)行灌漿的時(shí)候，鉆孔的位置要求很嚴(yán)格，需要嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的位置，位置的偏差不可以大于25cm，且鉆孔的斜率偏差不能超過(guò)0.3%。當(dāng)找到進(jìn)行灌漿的區(qū)域的時(shí)候，需要根據(jù)間隔距離來(lái)確定梅花形鉆孔的位置，在路面上，可以布置雙排空隙，沿著路邊緣的地方設(shè)置單排孔隙，然后從路的邊緣逐漸向著路堤那一邊以2.5m為間距進(jìn)行排布。選擇的鉆孔大部分應(yīng)該是垂直的，直徑應(yīng)該在15～85mm之內(nèi)為最合適的，然后根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)鉆孔裝置鉆到預(yù)計(jì)的深度的時(shí)候，可以插進(jìn)25mm為直徑的PVC管材。之后在插入的塑料管壁內(nèi)鉆一個(gè)小孔，上端大約為2.0m作為無(wú)孔管系。然后使用泥漿封閉處理管隙，并且保證封孔的深度在1.45～1.65范圍內(nèi)。等待一段時(shí)間，確保泥漿凝固之后，就可以開始灌漿。

在進(jìn)行灌漿的時(shí)候，需要做好準(zhǔn)備工作，其中最主要的就是對(duì)使用的裝置、儀器、管路、原料與水的監(jiān)測(cè)工作。在進(jìn)行灌漿的時(shí)候，需要持續(xù)進(jìn)行操作，一般需要選擇單管灌漿模式。當(dāng)在灌漿的時(shí)候，出現(xiàn)了跑漿的狀況，就必須馬上停止操作，然后等一段時(shí)間，當(dāng)灌注的泥漿完全團(tuán)結(jié)之后，再接著開始工作。對(duì)于在此灌漿的行為，在進(jìn)行第二次灌漿之前，必須要對(duì)泥漿進(jìn)行調(diào)整，以保證與第一次使用的泥漿調(diào)配相同，一旦不一樣，就會(huì)比較容易出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。

3.2 換土復(fù)填法

在進(jìn)行填土工作的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)填筑的土質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)，在這樣的情況下，路基已經(jīng)出現(xiàn)了沉降，但是沉降范圍小且比較淺的時(shí)候，可以直接進(jìn)行換土復(fù)填的方法。也就是將之前不符合標(biāo)準(zhǔn)的土質(zhì)全部清理掉，然后選取符合標(biāo)準(zhǔn)的土質(zhì)進(jìn)行填筑。一般情況下，使用的是等級(jí)配比相對(duì)較高的砂礫土、塑性指數(shù)能夠完全符合標(biāo)準(zhǔn)的亞黏土等。在采用這種施工方法的時(shí)候，需要逐漸增加回填土的挖補(bǔ)面積，且應(yīng)該采取逐層挖掘的方式形成臺(tái)階樣式，從下邊到上邊，一層一層的開展填筑工作，并且嚴(yán)格處理壓緊工作，其標(biāo)準(zhǔn)需要大于之前路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1.5%。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)高速公路的路基發(fā)生沉降的現(xiàn)象的時(shí)候，其造成的危害是很大的，不僅會(huì)影響高速公路的使用時(shí)間，而且比較容易造成嚴(yán)重的交通事故。因此，相關(guān)部門應(yīng)該重視起來(lái)，在充分了解具體情況之后，采取預(yù)防措施。