浅析高速公路路基沉降原因及控制措施

王 浩

(黑龙江省高速公路建设局)

1 路基沉降的影响因素

1.1 影响沉降稳定的自然因素

(1)地形:地形不仅影响路线的选定与线性设计，也影响到路基设计。平原、丘陵、山岭各区地势不同，各区的水和温度的情况也不相同。

(2)气候:气候条件，如气温、降水、湿度、冰冻深度、日照、年蒸发量、风向和风力等，都影响路基水温情况。

(3)水文地质:水文条件是指地面径流、河流洪水位、常水位及其排泄条件、有无积水和积水期的长短以及河岸的冲刷和淤积情况等。水文地质条件指地下水位、地下水位移动情况、有无泉水、层间水等。所有这些，都会影响路基的稳定性，如处理不当，往往会导致路基出现各种病害。

(4)土的类别:砂砾、砂性土、亚砂土、粉性土、粘土等不同类别的路基填土，其土工性质直接影响填筑路基的稳定性。

(5)地质条件:沿线的地质条件，如岩石种类及风化程度、岩层走向、倾向和倾角、层理、厚度、节理发育程度，以及有无断层、不良地质现象等，都对路基稳定性有一定的影响。

(6)植物覆盖:植物覆盖层能够减缓地面水流速，调节表层土的水温状况，植物根系深入土层，在一定程度上对表层土起到固结的作用，从而在一定程度上影响路基水温情况的改变。

1.2 影响沉降稳定的人为因素

(1)荷载作用:作用于路基的荷载由路面路基的自重和汽车的轮重。随着交通运输的发展，交通量的逐年增长，重型车辆以及超载车辆的反复作用，都会在很大程度上影响路基的稳定性。

(2)施工方法:正确的施工方法也是保证路基稳定性的重要因素。就土质路基而言，既要选择良好的土填筑路基，同时还要选用正确的填筑方法和合适的施工机械。

(3)养护措施:养护措施包括一般措施及在设计、施工中未及时采用而在养护中加以补充的改善措施。通过以及养护可以保证路基在使用期限内具有较高的强度和稳定性。

2 路基沉降控制措施

2.1 加强地质勘测，全面系统了解地基条件

地基沉降是路基沉降的主要部分，一定程度上，控制了地基沉降就控制了路基沉降。地基沉降是地基土固结压缩产生的变形，除与路堤填高和路基断面形式有关外，地基条件是影响地基沉降的最主要因素。因此，全面系统研究地基条件是控制地基沉降的前提。为此，在原设计地质勘测的基础上，全面分析地基条件，对其中地质条件资料不全或较特殊的地段，采取加密勘测和扩大勘测范围。

2.2 开展全方位科学研究，优化和细化设计

(1)地基沉降控制。

地基处理是控制地基工后沉降最直接有效的方法。加固处理方法，除最基本的地基重型碾压外，根据地基的情况，可采用深层搅拌桩、CFG桩、强夯处理和堆载预压等方案来减少地基总沉降，加快地基的沉降速度，以满足路面铺设所要求路基沉降及不均匀沉降的要求。

①CFG桩或深层搅拌桩。在施工开始前，选择合适的场地进行试桩，研究不同设计方案(如桩强度、桩径、间距等)和施工工艺对地基效果的影响，通过现场荷载试验及沉降观测，验证地基处理方案的可靠性，评价处理后地基工后沉降，并总结出系统的施工工艺指南。

②强夯处理。强夯处理利用落锤冲击压密地基土体，达到提高地基土的承载力，降低地基压缩性的目的。强夯法加固深度因土种类而异，按照设计锤重、单击夯击能计算加固影响深度。由于影响加固深度因素很多，强夯加固地基土的效果因土种类、强夯处理方式等而异。对处理后的地基应进行实时的观测和测试，根据测试的变形模量计算路基沉降量，由此来确定路基工后沉降是否能够满足要求，是否需要加密夯点或增加夯击次数。

③堆载预压。堆载预压目的是为了保证上部荷载作用下路基的沉降达到路面变形要求。施工中，可以根据路面类型及交通调查，对地基进行沉降总分析，确定堆载预压高度、时间，堆载预压时间以路堤表面沉降稳定作为卸载的前提，堆载预压期将对路堤面进行沉降观测。

(2)路堤本体沉降。

路堤本体沉降是指路堤本体在填筑完成以后，路堤在自身重力和交通荷载作用下产生的压密和侧向变形引起的沉降，这部分沉降因路堤填料、路堤断面结构形式以及地基条件而不同。

2.3 路基沉降的施工控制措施

(1)观测断面设置。观测断面纵向间距一般为20～50m，地形地质条件变化较大时和过渡段适当加密至10m。

(2)观测测试项目。以路堤中心沉降观测为重点。

①一般土质地基地段，每个观测断面在地面设剖面沉降仪，在路基面中心及左右两侧路肩处设路基观测桩，观测桩采用钢钎或混凝土桩。

②软土及松软土路基，除按一般地基地段设置外，根据地基厚度和填土高度，在边坡坡 脚外设置边桩进行水平位移观测，分别在距坡脚2m，6～10m处设置位移边桩。

(3)测量的精度及频度。测量精度一般应达到二级水准测量标准(特别是在路堤基床底层填筑完成后)。测量频度:在路堤填筑期间，应每天观测一次，各种原因暂时停工期间，每2d测试1次。施工完成后，前15d内每2d观测1次，以后每周观测1次。

(4)动态分析与沉降预测。施工期间，对沉降观测资料及时整理分析，根据沉降和侧向变 形的速率指导路堤填筑施工，若变形的速率过大，则调整路堤填土速率。

3 结束语

分析了高速公路路基沉降的诸多原因，并同时提出了项目不同阶段控制其产生的各种措施，为相关项目今后解决高速公路路基沉降在设计和施工上提供了参考。

[1] 公路路基设计规范(JTG D30 2004)[S].

[2] 公路路基施工技术规范(JTJ 03395)[S].

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[4] 孙良倩.高速公路路基沉降观测[J].企业技术开发，2009，(4):24-25.

[5] 姚甫昌，王冰，王世琪.对路基沉降观测方法及观测成果的分析[J].湖北农机化，2005，(6):18-19.