高速公路的路基沉降及控制分析

潘广学

摘 要 本文针对高速公路路基沉降成因及其分类，较深入地探讨了高速公路路基沉降的估算方法，提出路基沉降的施工管理方法及控制措施， 以确保高速公路路基的施工质量。

关键词 高速公路；公路路基沉降；控制措施

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0099-01

路基沉降根据其在高速公路中的具体产生位置可将其分为路基与路堤本体两大类沉降，其具体成因通常可分为三种，一是瞬时产生于加荷后的沉降被称为瞬时沉降。二是固结沉降是指路基土结构由于受到增加荷载的作用引起受力压缩，造成由于孔隙中的水排出体积发生压缩行成的部分沉降，也称为主固结沉降。三是次固结沉降，主要是指超静孔隙水压力减小后，因土体表面结合水膜发生蠕变等引起的沉降。通常情况下次固结沉降不太明显，需要的时间相对也较长，不超过总沉降的1/10。在高速公路路基设计过程中，次固结沉降可忽略不计，只对其余两种类型的沉降进行估算。路堤主要受三种因素影响而发生本体沉降，一是路堤填料被压实；二是路堤侧向边坡发生一定的变形；三是受汽车动荷载的反复作用，路堤内填料累积而发生的残余变形。本文分析计算沉降并提出相应控制措施。

1 路基沉降估算与推算

1.1 路基沉降估算

公路施工前，总沉降量计算应结合地质情况、路基加固措施及土层有关力学指标等因素。针对尚未进行加固处理的公路路基，沉降一般都是来自于下卧层的沉降量；路基经加固处理后，沉降中包括加固区域及下卧层两部分的沉降量，即路基总沉降量为上述二者之和，目前普遍采用的计算方法为，采用复合模量法和分层总和法两种计算方法。

分层总和法主要根据压缩量侧向不发生变形公式。可采取以下方式进行假设：压缩土全部因减少的孔隙体积引起骨架产生变形，不计算土体自身压缩；土体只在竖向产生压缩，不存在侧向变形；压力在土层高度范围内分布均匀。规范法还是以基于分层总和法，结合附加应力面积平均值与路基沉降量数值进行汇总分析，并修正经验系数，以获得最终路基变形量。

1.2 路基沉降推算

以施工时测量的沉降资料作为依据，对路基总沉降量进行推算，进而推算高速公路路面的铺设时间。三点法、双曲线法、指数曲线法等都是在高速公路施工中十分常见的推算方法，采用各种方法对高速公路路基进行适当加固，在时间计算及初始时间确定上，都将影响高速公路路基沉降的推算精度。

2 控制高速公路路基沉降的几点措施

2.1 对地质条件加强勘测

对高速公路路基条件进行全面了解，在某种程度上，控制高速公路路基沉降对于提高高速公路建设质量具有十分重要的作用。

路基沉降主要是因为高速公路路基土压缩固结而导致的一定变形，不只是与高速公路路堤填高及路基断面形式之间存在密切关系，也是影响高速公路路基沉降的最大影响因素。对路基条件进行系统研究是对路基沉降进行控制的一个重要基础。基于原设计地质勘测，认真分析高速公路路基条件，采取密集方式对相关地质资料不完善或比较特殊的区域进行勘测。

2.2 全方位研究利于优化高速公路设计

高速公路施工建设前要对施工路段的路基沉降情况详细认真评估，并结合相关研究对设计方案进行优化。

2.2.1 控制路基沉降

对高速公路路基施工后产生沉降的控制方法中最有效的就是采用路基处理方法。对高速公路路基加固处理方法不只是对路基进行重型碾压，还要结合路基情况，采用多种方案使路基总沉降减少，路基沉降速度加快，以达到铺设路面所需的路基沉降要求。

施工前，试桩应选择适宜场地，针对不同设计方案与施工工艺开展对高速公路路基效果影响程度的相关研究，通过荷载试验及沉降观测方式验证高速公路的路基处理方案，对处理后的路基沉降进行评价，归纳施工工艺。

采用落锤对高速公路路基土体进行较为密集的冲击能够明显提高高速公路路基土的承载力，降低高速公路路基压缩性的方法被称为强夯法。该方法根据不同土种类具有不同加固深度，加固对深度影响一般根据设计锤重、单击夯击进行计算。因加固深度受多种因素的影响，对路基土进行强夯加固的效果根据土种、处理方式等具有不同效果。路基处理后要采取实时测试方式，结合测试变形模量对路基沉降量进行计算，实现对路基沉降、加密夯点或夯击次数是否符合设计要求进行确定。

为保证路基沉降在上部荷载作用下满足路面变形要求需要进行堆载预压，施工中可结合交通流量及路面类型分析路基沉降，对堆载预压时间、高度进行确定，基于路堤表面沉降稳定性确定堆载预压时间，以实现测量路堤面沉降的情况。

2.2.2 路堤本体沉降

填筑路堤本体后，受交通荷载作用与自身重力作用影响，路堤沉降由产生侧向与压密变形所引起，由于路堤断面自身结构、建设材料及不同路基条件而发生的沉降被称为路堤本体

沉降。

3 高速公路施工管理

路基沉降为确保满足设计要求，施工工艺应进行必要的试验，根据有关规范标准进行施工，并对路基土成因、路基填高、沉降控制标准、地层结构等因素产生的影响进行考虑。评估路堤沉降程度确保路基完成填筑后具有超过一年的调整期与观测期，观测路基沉降包括以下几方面有关具体内容。

一是对断面设置进行观测。断面一般按照20-50米的纵向间距进行观测，地形地质条件具有较大变化时，应适当将过渡段加密到10米。

二是以观测路堤中心沉降作为重点进行观测测试。路基路段为一般土质的，将剖面沉降仪设在地面每个观测断面，钢钎或混凝土材质的路基观测桩设在路基中心及两侧路肩。路基路段为软土及松软土的，不仅应按照一般路基地段进行设置，结合填土高度与路基厚度，将边桩设置于边坡坡脚外用于观测水平位移，位移边桩分别设置在距坡脚2米，6-10米处。

三是精度及频度测量。通常情况下，尤其是在填筑完成路堤基床底层后，测量精度要符合二级水准测量标准。路堤填筑过程中，每天一次，若停工时，观测频率应保持每两天一次。高速公路建设完成后，前半个月内观测频率应保持每两天一次，之后每周一次。

4 总结

综上所述，通过对高速公路路基沉降具体原因及其分类进行较为深入地分析，对比推算及估算路基沉降所存在的差异，与路基沉降相结合采取科学合理的措施，充分利用信息化技术施工，为实现对高速公路路基沉降的控制效果提供重要依据，进而提高高速公路的建设施工质量。

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