路基路面沉降段病害分析及施工技术探讨

曾凡金，孟凡明，曾凡文，曹 文

(湖南发通路桥集团有限公司，湖南 郴州 423000)

1 路基路面沉降段的成因

1.1 路基填料质量参差不齐或压实不达标

合适的路基填料有助于提升路基的压实度，在施工过程中出于对成本的考虑，路基填料主要以就地取材为主，但我国幅员辽阔，土质类别众多、交叉分布，同一区域有着不同的土质类别，不同的土质有着不同的最大干密度，对此施工和压实工艺也有差异。填土材料受长期荷载的影响会出现蠕变现象，不同的填筑材料产生蠕变现象的速度和程度不一样，容易引发路基路面形成不均匀沉降，从而形成路基路面的沉降段[1]。同时，相同的路基填料如果填土厚度不一、分层压实不到位或局部位置压实不到位也会出现不均匀沉降现象，从而产生路基路面沉降段。

1.2 桥头引道软基处理不到位

桥头引道是路基与桥梁的连接和过渡段，使路基和桥梁连接成为一个整体，在目前的施工设计中主要采取桥头搭板进行连接。在公路工程设计阶段，桥梁主要设计在河湖及山塘地段，桥梁的地基基础一般较差，需要进行有效的软基处理。软基处理的方法有很多，具体有置换法、预压法、降水法、电渗法四种，根据不良土质的物理性质和力学性质不同所采取的处理方法也不一样。在目前的施工设计中，置换法在桥台软基处理中较为常用，如抛石挤淤，清淤换填都是常见的软基处理办法。有些设计单位在设计过程中由于对桥头引道地质的勘探不详细，对桥台不良地质的物理性质和力学性质把握不准确，造成所设计的桥台软基处理办法不合理，从而使得许多桥头引道的软基处理不到位。同时，许多施工单位施工质量意识淡薄，对一些关键部位的隐蔽工程质量控制管理不到位等也造成许多桥头引道的软基处理质量不佳。例如有些施工人员在桥头引道施工前不进行触控试验，直接凭施工经验和观察对不良地质的深度、宽度、长度进行判断和处理，从而造成了对其软基处理的深度、宽度、长度不够；甚至在施工中不按设计要求进行处理，不按施工工序操作等，造成了软基处理不到位。

1.3 台背回填材料不合格或压实不达标

台背回填材料应选择板体性好、可压缩性小、压实快、透水性强的材料，如卵砾石、碎石土及砂砾土等，并要求填料级配适当，桥台后选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料，如岩渣、砾石、砂砾等。许多施工单位为降低施工成本就地取材，采取一些可压缩性大、透水性差的材料进行台背回填，从而造成台背回填的质量不达标。台背回填的压实采用振动压路机碾压，第一遍应无振动静压，然后先慢后快，由弱振至强振，振动压路机一般重叠0.4～0.5 m，碾压由两边向中间进行。距台背20 cm处改用平板振动加人工夯实，应达到无漏压、无死角、碾压均匀。基础顶面以下压实度应≥94%，基础顶面以上压实度应≥96%。

2 路基路面沉降的危害

2.1 缩减路基路面使用年限

在长期自重以及荷载的作用下，路基路面往往会出现蠕变现象，事实上其自身的蠕变速度较慢，因此不会对道路部分的质量造成影响，但就整个路基路面而言，其最为重要的部分是桥梁与道路的连接段，受刚度差异性的影响，桥梁部分并不会发生任何蠕变现象，因此，原本足够平坦的路面则产生了差异性沉降，伴随着差异性沉降的持续发生，当车辆在该区域行驶时极容易出现跳车问题，在原路面受到长期的动荷载冲击力影响下，这种不均匀沉降现象将会逐步严重，进而缩短了路基路面的使用年限[2]。

2.2 增大交通事故发生概率

道路交通运输中车辆跳车现象尤为普遍，其主要发生在路基路面沉降段。高速公路车辆的运行速度较快，即便是极小的沉降差也容易引发交通事故。经大量案例分析得知，如果桥梁与道路接触面的沉降差超过15 mm，那么车辆在行驶过程中将会产生较为明显的跳车现象，此时车辆的正常运行受到影响，交通事故的发生概率将会达到60%甚至更高。

3 路基路面沉降段施工技术

3.1 进行沉降段首件工程施工总结

软基施工过程中，施工人员不仅形成了一套较为完善的施工组织设计，而且明确了合理配置机械设备的方式。不仅如此，施工人员从实践中总结出了一套具有可行性的质量控制方案。具体来说，质量控制可根据合同文件的技术和质量标准等条件进行。为确保施工达到技术质量标准，施工人员通过首件施工收集相关数据，以用于指导后续施工。通过首件工程，总结出一整套对相应地质条件下的施工工艺流程，为后续施工做好技术准备，使后续保质保量地完成相应的施工计划。首件工程施工由该工程负责人负责对工程进展进行记录并整理，待该首件工程完成并检验合格后完成施工总结，以提高后续施工的工程质量。

3.2 软基处理施工

要从根本上解决桥头跳车问题，对路基软基处理施工必须到位。施工开始前，相关技术人员需仔细审查图纸、土工试验成果并到现场核对。同时，开工前的技术交底工作对整个软基处理施工也非常重要。为更好地指导施工过程，相关技术人员应仔细研究相关的文件和设计，既要明确设计意图，又要熟悉规范标准[3]。利用双桥静力触探检测仪对现场放样区域进行检测，检测得到的曲线是施工人员判断此处是否为软土及软土深度的依据。正式施工前，需进一步确认施工设计图，特殊情况下可能需要适当变更。计算完平面放样数据后，施工人员到达现场放样，并明确标出处理界限。在需要需进行软基处理的地区设置左右边桩和控制桩。其中，每个左右边桩的间距为10 m。控制桩上标有明确的挖深标识，且位于外边线一定安全距离处。

为了更好地挖除不良土，同时减少积水对基坑的影响，施工人员应在软基处理前做好排水沟或集水坑的挖掘，确保地表水已排除。施工人员采用挖掘机对软土及淤泥进行挖除，且挖除过程中应严格按照放线标记操作。为避免塌方，施工人员应在正式开挖前先挖设临时截水沟。开挖过程中按设计坡度从上而下进行挖掘。挖掘产生的土石方通过运输车运送到弃土场内。当两侧边坡>1：5时，在软土挖除时坚实岩土一侧分台阶开挖，台阶宽度≥2 m，台阶面内倾4%。开挖基底在纵坡>1：5地段同样设置台阶，台阶宽度≥2 m，台阶面内倾4%。在完成基底彻底清理后报业主代表、监理工程师进行现场收方，确定实际换填面积、深度及换填方量。换填段每填筑一层均采用全站仪坐标放样法，逐桩放出换填路段的中、边桩及内加桩，每个横断面至少放样3个桩进行控制，并用水准仪测量控制高程，便于较精确地控制每层填筑松铺厚度及压实系数[4]。

3.3 碾压施工

碾压过程中，施工人员按先静压再强振的顺序进行。应在充分了解现场平整度的情况下进行静压，静压结束后开始振压。整个碾压过程从弱到强、从慢到快，最大时速不超过4 km。静压超过4遍后施工人员需对路基表面进行观察，确保表面无轮迹。在整个碾压过程中对压路机保持高度关注，并及时做好相关数据的记载。上述操作完成后架设水准仪，同时，沿着竖直方向每隔20 m取一个断面并在其上方布设3个点。布设完成后施工人员还需将该点位置用石灰线打出，同时对该点的高程进行测量和记录。接着进行振压，振压完毕后再次对各点的高程进行测量，随后将两次的测量结果相比较。经检查对比，各点在振动前后的高程差平均值在3 mm以内即为合格。

3.4 台背回填施工

施工质量与施工材料的选择有一定联系。应选择透水性好、摩擦角大、压实快的砾石、岩渣等作为填料。路基的压实性与填料的内摩擦角有关，较大的内摩擦角能改善路基的压实性能，从而提高路基的密实度[5]。

1)隐蔽工程验收合格后施工人员方可进行基坑回填。台背回填过程中应保证待构造物强度≥设计强度的75%；

2)施工人员应根据设计要求做好过渡段和横、纵向防排水系统；

3)台背回填时，应同时做好路床和路堤的填筑；

4)施工人员应同时做好桥台背和锥坡的回填施工，确保施工结果与设计要求相符；

5)洞身两侧的回填压实应保持对称，并分层进行；

6)对两侧及顶面进行填土时，施工人员应尽量避免施工对涵洞产生不利影响；

7)配备合理的碾压机械，压路机达不到的地方使用小型机动夯具。

3.5 路基路面沉降监测

现场实时监测都是必不可少的环节，它能够直接反映出工程的实际情况[6]。就软土地基施工而言，其监测数据应达到如下标准：路堤中心沉降率需控制在设计值范围内；路堤侧向位移速率也需要控制在规范值之内。此外，基于沉降监测值能够明确工程的进展情况。就软土地基施工而言，沉降监测是必不可少的环节，当填筑高度未达到相关标准时需要加强监测频率。通常来说，连续进行2～3个月的观测工作，其产生的沉降量应≤6 mm；除此之外，工后沉降也应得到合理的控制。对此，本文在某软土地基路堤中心设置了3个监测点，关于其具体分布情况如图1所示。基于对图1的分析得知，1号与3号点达到了工程相关标准，但就2号点而言前2个月的沉降值都>6 mm，因此需要对其做以相应的处理。

图1 某公路3个测点沉降监测值

3.6 设置排水设施

排水设施能够避免路基沉降段出现差异性沉降问题，在多雨水地区而言尤为关键。如果设置的排水措施不当则会致使路堤长期被雨水浸泡，此时土体将达到过饱和状态，其整体强度受到影响，路堤坍塌现象频发，路面出现持续性开裂问题，桥头与路基之间出现“高低断带”现象，对人们的生命财产造成威胁。对此，应提升排水设施的合理性，设置合适的盲沟以及排水管。

4 结束语

受路基路面不均匀沉降的影响，将会对车辆的运行安全造成威胁。对此，本文则围绕沉降段展开探讨，分析其产生的原因和危害并提出可行的施工措施，为后续的施工提供借鉴和参考。

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