浅谈路基沉降处理方法及原因分析

张波

【摘 要】路基是在地表按道路的线形和断面的要求开挖或填筑而成的岩土结构物。它承受着路面静荷载及交通动荷载，并将荷载向地基深处传递扩散。在纵断面上，路基必须保证线路需要的高程；在平面上，路基与桥梁、隧道连接组成完整贯通的线路。但在施工中经常碰到一些路基下沉及病害需要处理，而路基不均匀沉降现象近年来出现的较为频发，路基沉降之后必然会引起路面凹陷、裂缝以及台背跳车等现象，一旦出现这种情况会危及到行车人员的安全。文中主要以十天高速某路基段为依据进行分析造成路基沉降的原因，并探讨路基产生沉降后的有效处理方法，为日后相似的工程提供一些参考。

【关键词】路基沉降；处理方法；原因分析

一、 工程概况

十天高速公路全线采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度80公里/小时。本合同段全长11.86km；所属区域为南亚热带半干燥气候，具有夏季长，雨季分明，降雨量集中、日照多，太阳輻射强，蒸发量大以及小气候复杂多样等特点。年平均降雨量800mm左右，是省内平均气温和总热量最高的地区。K340+920-K341+200段实际地质情况表层为低液限黏土，厚度0.2m至1m，以下为卵石土，厚度在3m以上。

二、路基产生沉降的原因分析

（一）路基自身带来的沉降

《公路路基施工技术规范》当中要求路基的压实度控制在93%～96%之间，在路基的施工过程中实际并不能十分准确的达到这一数值，而是只能保证在其范围附近，即在标准击实功作用之下，公路的路基填料里面还存在着4%～6%的空隙率，这部分空隙率在理论上就带来了4%～6%的路基自身的沉降空间。这部分沉降量是合理的沉降，是满足压实度要求的情况下发生的沉降，即一次沉降变形。

路基施工过程中使用的填方土体前期固结压力一般来说都小于自重应力以及各种附加应力的和，在这样的荷载作用下，路基结构就会产生二次沉降变形。这些附加应力的来源较为广泛，一般情况下主要来自于以下几个方面：路面传递下来的车载压力，超载的情况下会加大路基的沉降变化；路基含水量的不断变化，含水率的改变会造成土体容重的变化，进而加大二次沉降变形；路基下部地下水位的升降，这将会导致浮力作用发生巨大改变，对沉降变形的影响十分巨大；土体饱和度发生改变，这会引起负孔隙水压力的重大改变。综合上述这些附加应力的变化，都会引起路基土体中有效应力的改变，因此会影响到路基土体的稳定性，使其发生压缩变形。

路基沉降的过程是双向的，不仅包含了竖向变形，同时还会发生侧向变形。现在我们使用的地基沉降计算方法主要是假设路基主体侧向完全受限，即不产生变形，仅有竖向产生变形，但是实际上路基土体中是存在侧向变形的，与此同时，这种侧向变形也会进一步增大路基沉降发生的概率。

（二）地基承载力导致的路基沉降

一般情况下，地基承载力不足的时候就会带来路基沉降问题。当地基承载力不足的时候，路基就会在荷载的作用下，产生塑性变形，因而导致路基沉降现象的发生。现阶段实行的《公路路基施工技术规范》没有明确路基基底承载力数值的要求，只对路基基底填埋前地表处理的压实度进行了详细的规定，规范中要求不小于90%。在实际施工过程当中的一般做法是，当基底有软基出现的时候，就使用换填法进行处理，当然，也可以采取其他有效措施进行处理。如果基底是非软基地段，那么只控制好基底压实度就可以了。可是在公路工程的实际施工过程当中，软土地基的界定并没有十分规范的数值，在这个问题上经常会遇到分歧，如果对基底过度处理或者是处理不到位，都会给日后的工程质量埋下深深的隐患。

然而，地基承载力满足要求的情况下，也有时常发生路基沉降问题。因为，物体只要受力就会产生一定的形变，所以即使地基承载力满足相关规定与要求，路基结构还是会发生一定的沉降变形，这个情况下产生的变形属于弹塑性变形，这一沉降变形过程是在长期荷载下形成的，因此这种沉降是不可逆的，只是沉降量较小而已。

（三）该段路基沉降的原因分析

该段为半挖半填路基，实际地质情况表层为黏土，其中含有大量植被及有机质土，以下为卵石土。该段挖填方施工时由于清表不彻底，导致填方基底及填料中都夹杂着部分黏土及有机质土，填土时未挖施工台阶，填方基底压实度未碾压到规范要求。该段左侧为衡重式挡土墙，但挡土墙施工时泄水孔及墙背回填透水性材料未严格按设计图纸施工，导致路基填料中水未及时排除。

三、路基沉降的处理方法

综上所述，路基沉降的因素既有外因，又有内因，下面主要根据不容的原因进行处理方法方面的分析。

（一）在施工过程当中排除雨水避免水害

该路段松散层中的上层滞水主要储存于第四系粉土、细砂质卵石土层中，接受大气降水、地表水的补给，顺地形向冲沟及其河流下游排泄，并部分补给下卧岩层。该含水层受雨季影响较大，有富水性较差、透水性好、且厚度变化大，水量贫乏等特点。一般来说，路基在遇水后，土体在自重应力或附加应力作用下会发生一定程度的变形，就会让路基产生不均匀沉降变形。因此在雨季进行路基施工的时候，一定要注意路基范围内雨水如何进行有效排除排除，通常情况下，可以设置急流槽，并且可以在公路两侧挖排水沟；与此同时，挖方段路基应为向两侧的横坡处设置截水沟，并且在路堑范围内路基的两侧挖沟，这样就能够有效排除路基范围内的雨水，将路面水引至天然的沟渠进行快速排除。

（二）路基填料在长期荷载作用下产生的侧向变形

这种由于自身情况产生的侧向变形是不可避免的，并且这种变形会随着时间的延长逐渐减小。为了不让路基结构产生沉降变形，避免路基沉降变形的发生影响路面结构的使用功能，就必须对路基留足工后沉降期，也可以进行超载预压施工、反压护坡道，或者使用超宽填筑等方法，这些方法都可以使路基先完成大部分变形，然后再进行路面施工就可以很好的保证路面结构的稳定性与施工质量。

（三）该段路基沉降的处理方法

由于该高速公路已通车运营，为了不中断高速公路的通车，保证右幅正常通车，封闭左幅来处理路基缺陷问题，但路基处理时必须确保右幅路基的运营安全。处理前先补钻左侧挡土墙泄水孔，然后按如下断面图处理路基，台阶开挖时先开挖左侧靠挡土墙的不合格填土，为了确保台阶开挖时右幅路基不产生裂缝、塌陷、滑坡等影响右幅道路运营安全的质量问题，开挖只能分段开挖，每次开挖长度不超过10m，台阶挖好后先铺渗水土工布，然后就马上填筑，根据实际情况抛填片石，确保抛填片石能够完全填充当时路基填筑前清表时未清除的黏土。

四、结束语

路基沉降在公路工程中十分常见，它是影响路基路面强度的一个重要原因，也是影响路面整体稳定性的一个十分重要的问题，但是路基沉降问题的产生是由多种原因造成的，所以在路基工程施工过程当中，应综合多种因素，对其进行全面的分析以及治理，与此同时，采取切实有效的处理措施，解决好路基沉降问题。

参考文献：

[1]公路施工中的软土地基处理方法[J]. 曹春山，樊友丽，王存良. 西部资源. 2015（06） ：58-59.

[2]预应力混凝土管桩在软土地基中的应用[J]. 时炜. 安徽建筑. 2016，23（01）：160

[3]软土地基道路沉降的处治方案探究[J]. 苏杰. 科技创新与应用. 2015，（24） ：230

[4]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）endprint