高填方路基沉降原因与防治技术研究

陈 云

(贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550001)

1 工程概况

某高速公路一段高路堤填方长度为186 m，三级边坡，边坡最大高度是20.8 m，填方总量15.27万方，边坡坡面采用拱形骨架护坡进行防护，边坡坡脚设置梯形排水沟，此段填方段落设置1-4X4的盖板涵。相关设计要求各填筑层，在结束每层填筑后，应该进行一次沉降观测，针对灾害天气条件下，需要实施加密观测，如果沉降值低于每天1 cm，则证明地基较为稳定，停止填土，各月的沉降值累计低于5 mm条件下，才可以实施路面施工。

2 施工工艺

2.1 地质分析

高填方路基的基底需要承受高填方自重荷载，为了有效控制路堤沉降问题，确保填方基地的承载力能自稳，根据实地踏勘并结合设计地勘资料，查阅相关技术文件，能够初步得到以下信息：第一，路基表层大概是厚度在4～5 mm的强风化泥岩，中层状结构，节理裂隙发育，下卧风化泥岩，在3.1 m深度左右，地基承载力为310 KPA。第二，在原地貌中，表层水系较为发达，部分淤泥深度超出3 m。第三，无不良地质。

2.2 软基处理

结合静力触探试验，在承载力低于200 KPa的地方，可以分层设置石块，石块平均粒径是40 cm，选择石块加碎石的方法填充空隙，实施换填处理，换填平均深度为2.8 cm。在结束换填施工后，应该立刻进行强夯处理，直到表面沉降差小于5 mm为止。

2.3 沉降观测

结合设置检测孔措施实施观测处理，并在沉降盘底座上层焊接套管，钢管和套管随着换填土整体高度的不断提升，进行逐节焊接。套管在地表露出应该超出150 cm，钢管从套管顶部外露超出50 cm。在各层填筑中，应该进行一次观测，相关观测点，可以按照30 m作为标准，设置一个断面，各个断面在左、右和中间分别设置观测点，沉降值低于每天1 cm，不然便需要停止换填，等待沉降彻底稳定后，继续施工。

在初期填筑结束后，相关沉降值分别是第1 d1.5 cm、第2 d1.4 cm，第3 d1.2 cm，第4 d1.1 cm。在填筑至41层后，相关沉降速率进一步提升，在放置4 d后，沉降平均速率小于每天1 cm。4 d之内沉降量累计达到8.1 cm，在沉降操作中并没有产生纵横向裂开问题。

2.4 原因分析

路基沉降通常可以从两种形式表现出来，分别是整体下沉和不均匀沉降。其中第41层的路基在结束填筑后出现整体沉降问题，而3 d中平均沉降最大速率是每天3.9 cm，而平均沉降最低速率是每天1.2 cm，相关设计沉降速率低于每天1 cm条件下，便可以开始下层施工，导致4 d内无法实施土方施工，联系工程实际要求，分析相关原因主要包括以下几点：第一是，部分软基换填工作如果不合格，或换填后没有实施强夯作业，便会减少地基承载力，但在路基填土层相关自重附加应力条件下，地基出现挤压位移变形和压缩沉降问题，从而使路基整体沉降。

路基填筑施工中，因为现场管理不足，现场施工人员责任心较差，盲目追求施工速度，导致压实度不足，层厚超标，基于重复荷载以及填料自重作用下，会形成大量沉降变形和累积问题。台背回填操作中，没有挖掘台阶，粒径和层厚超标，压实度不足。

台背回填操作中，没有挖掘台阶，导致粒径和层厚超标，出现压实度不足的问题。第四，在雨季降雨量较大条件下，没有在两侧及时修筑排水沟，盖板涵施工较为缓慢，无法发挥出排水效果，基底出现长时间泡水问题，基底始终呈现为软弹状态，促进沉降问题出现。第五，施工中的填筑材料主要是含有砾低液限土，某些填料内存在遇水变软的泥岩材料。

2.5 方案选比

通过上述原因分析，发现填料累积变形、压实度不足、地基承载力差是导致出现较大沉降问题和较高沉降速度的主要原因。为了进一步缩小路基各层施工周期，避免出现整体性不均匀或沉降问题，保障施工质量，应该选择换填+强夯方法进行处理。

3 地基沉降防治措施

3.1 填前碾压

为了确保基底沉降量和压实度满足标准要求，需要在填前实施碾压处理，相关施工步骤主要包括以下几点内容：第一，在清表结束后，应该进行平整回填，原地面不能出现坑洼问题。第二，选择重型压路机进行碾压。第三，重型压路机的碾压工艺，结合路基碾压长度差异，合理设置压实度检测断面和沉降检测断面。如果冲击碾压长度是100 m，而以20 m为间隔合理设置检测断面，各个沉降检测断面中应该设置三点，在路基右、中和左三点分别设置检测点。第四，在结束碾压后，路基表面需要进行重新平整，同时选择强夯措施进行处理，随后才能开始填土施工。

3.2 过程控制

材料决定施工质量，为此需要做好材料的质量控制，填筑材料应该确保良好的透水性、稳定性、粘聚力以及摩擦角，如此能够有效控制路堤沉积，提升路基抗剪强度，像是碎石土或砾石，而轻重黏土、中粗砂土以及粉土等通常不会直接应用到高填方路基当中进行填筑处理。在应用填土材料前，应该先实施有效的颗粒分、CBR值检测以及击实处理各种土工试验。

过程控制中，需要根据试验要求，合理进行分层填筑，确保合理的分层厚度，在含水率满足基础条件情况下进行充分压实，随后提升各层压实度检测次数，各层压实工作中都应该满足相应的标准要求，进一步控制填料压缩变形问题。于地面纵横陡坡、台背回填以及交界等区域的填挖处理中应该根据相关要求建设台阶，按照横坡设计基础，提升1%进行有效控制，预防填筑层长期浸泡问题。

3.3 强夯补强

施工中可以选择三边形双轮自行式冲击压路机，其冲击势能是32 kJ，型号是YCT32。针对被压土体实施冲击、揉搓等操作，能够有效扩大压实面下方深层土石密度。在冲击碾压补强后，不会再次出现整体沉降问题，能够保障路面和路基施工质量。

3.4 铺设土工格栅

为了进一步控制路基中的不均匀沉降问题，提升路基稳定性，可以根据相应的设计要求，在和路床顶部相距1.2 m和0.3 m位置，分别设置两个土工格栅，从而提升路面稳定性，延长道路应用寿命。在台阶区域，可以通过U形钉在台阶中固定土工格栅，相关搭接宽度是30 cm，自由段应该按照200 cm进行反折，方便锚固处理，而在反折处理后，外端最远距离和边坡之间距离为1 m。结束路基施工后，路床顶面并没有产生开裂现象和不均匀沉降问题，该路段路基实现顺利交验。

3.5 排水防护

高填方路基如果遇到雨季，或降雨量较大的条件下，基底容易出现积水泡软问题，为了进一步提升地基承载力，保障边坡良好稳定性，需要在施工中，加强排水设施建设，做好路基工程防护，后期施工中没有产生边坡塌陷和基底泡水等问题，避免路基沉降。

4 结 语

综上所述，高填方路基施工前，应该对施工现场地质状况进行认真分析，科学处理特殊路基部分，同时在填方前，需要实施有效的碾压处理，满足地基承载的基础要求。在确保合理料源基础上，强化质量控制和过程管理，做好防护设施与排水设施，选择土工格栅以及碾压补强相关工艺措施，能够避免路基沉降。