浅析高速公路路基沉降及施工控制技术

孙保卫

摘要：随着经济的发展，高速公路的建设里程逐渐增加，为了充分发挥高速公路的作用，需要采取措施延长高速公路的使用寿命。文章从高速公路路基的角度进行阐述，首先阐述高速公路路基沉降机理，然后分析高速公路路基沉降的原因，最后提出处理高速公路路基沉降的具体措施，进而为高速公路路基施工提供参考依据。

关键词：高速公路；路基沉降；施工控制；建设里程；交通运输 文献标识码：A

中图分类号：U416 文章编号：1009-2374（2016）07-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.044

近年来，随着经济的发展，我国的交通运输业实现了跨越式发展，同时带动了高速公路的发展。为了满足运输需求，国家对高速公路建设加大了投入力度。在高速里程增加的同时高速公路建设问题也频繁发生，这时高速公路安全受到社会各界的普遍关注。在高速公路的建设过程中，路基沉降是比较常见的问题，并且这种问题会直接影响高速公路的稳定性。如果没有处理好路基沉降问题，将会导致高速公路施工过程中容易发生滑塌等事故，进而在一定程度上直接威胁到高速公路的安全性，并且会延长高速公路的施工周期。为了建设一条高标准的高速公路，需要在高速公路施工过程中高度重视施工控制技术，采取相应的措施解决路基沉降问题。

1 高速公路路基沉降机理

在对高速公路进行施工前，需要清楚掌握路基机理，进而才能有效地预防路基沉降问题。所谓路基就是承受荷载的载体，通常情况下，可以将高速公路的路基沉降分为三个阶段：

1.1 路基发生沉降阶段

路基发生沉降主要是指对土层进行初期加载时，没有对土地进行压实处理，导致土地处于弹性状态，如果土层中土粒的含水率比较高，并且土粒之间的空隙比较大，在这种情况下，就会无法及时排除土壤中的水分。此时，如果对路基展开施工作业，在进行压实操作时，土体在瞬间被压缩变薄发生变形，在荷载压力的作用下，使得路基出现沉降的趋势。

1.2 路基沉降的发展阶段

高速公路投入运营后，随着路面承载负荷的不断加大以及承载时间的延长，蕴含在路基土层中的水分被挤出，水压逐渐被释放，此时土层开始发生形变，并导致路基发生明显的沉降。

1.3 路基沉降稳定阶段

随着高速公路投入运行时间的不断增加，路基已经承受最大荷载的作用，路基土层中土粒之间的孔隙逐渐减少，甚至完全消失。随着时间的推移，路基沉降逐渐趋于稳定。当高速公路运行时间足够长时，形成最终的路基沉降，此时的路基也最为稳定。

2 造成高速公路路基沉降的原因

与普通公路相比，高速公路在路基方面的要求更高，如果高速公路的路基出现沉降，会对高速公路的路面产生不同程度的损害。如果不处理高速公路出现的路基沉降问题，一方面会破坏路基本身，另一方面在外力的作用下很容易破坏路面结构。当高速公路的路基发生沉降时，通常情况下会引发充填裂缝，造成这种现象的原因主要是在对路基进行填土处理时，应变区域出现变形，进而在一定程度上造成不均匀沉降，同时在对拉伸区域进行填充处理时，由于拉伸强度不够，同样也会形成裂纹。如果没有采取填平措施对路面沉降进行处理，通常会导致路面变形，引发水泥板发生破碎，并且路面也会出现不同程度的裂缝（横向、纵向），最终影响边坡的稳定性。对于高速公路来说，如果路基发生沉降，通常会引发一系列的危害，最终影响高速公路的质量。在高速公路建设过程中，通过对高速公路的路基沉降原因进行分析，同时结合引发路基沉降的实际情况制定相应的措施，进而最大限度地确保高速公路的路基质量。

另外，在高速公路施工过程中，造成路基沉降的原因比较复杂，例如在高速公路施工前准备阶段，没有详细地勘探施工现场的地质条件、地理环境等，获得的数据材料不完整、不全面，没有全面详细地了解施工现场的地质结构，而对高速公路的路基来说，自身的稳定性受到地质结构的影响和制约。在高速公路实际施工过程中，受上述因素的影响，容易导致路基发生沉降现象。在对路基进行施工时，由于没有对路基实际沉降情况进行观察，没有认真研究分析路基实际沉降的速率以及沉降曲线等，仅仅参考施工前的沉降计算数据，在这种情况下，容易导致实际施工与施工计划之间出现误差，使得高速公路的路基出现沉降。在对高速公路进行填土施工时，如果没有研究分析路基高度以及填土的临界高度等，出现填土太快现象，没有及时观察靠近路基临界高度时路基沉降现象，导致软基距离临界高度太近，影响地基填充质量，进一步造成地基沉降。在对路基进行压实处理时，如果压实操作不到位，通常也会造成路基部位发生变形，导致路基出现沉降。

3 预防高速公路路基沉降的具体措施

对于高速公路来说，路基出现不均匀沉降，通常会导致路面出现损坏和发生变形。如果高速公路的路基一直处于不均匀沉降状态或者填补不及时，路基遭受破坏的程度将会进一步恶化，并会形成附加应力结构，使得车辆更容易破坏路面，进而影响高速公路使用寿命，为此需要采取相应的措施，对高速公路的路基进行处理。

3.1 推广实施沉降观测技术

在高速公路地基施工过程中，需要对路基沉降进行管理，借助地表型沉降计检测路基的沉降程度，同时测定地表的沉降数据。在组织开展填土工作时，需要对填土的速度进行严格的控制，其参考依据就是地表沉降测定的数据。通过预测路基的沉降趋势，进一步对预压卸载所需要的物体、时间范围等进行明确，进而在一定程度上准确把握路面的施工时间。在施工过程中，为了确保地表水平面的稳定性，需要测量地表水平位移桩的隆起量。根据隆起量的实际情况，对地表隆起进行分析，在施工的过程中确保路堤处于稳定状态。对于地下土体分层，可以借助地下水平位移计进行测量，同时得到相应的位移量，并且根据位移量对土体遭受破坏的位置进行分析，然后制定相应的措施，确保路基的稳定性。

3.2 降低地下水位

地下水位是造成路基沉降的关键因素，所以在高速公路路基施工过程中，需要采取相应的措施，对地下水位进行控制，避免水位影响路基的稳定性。在对路基进行碾压操作时，需要按照分层碾压的顺序，对路基土方进行碾压处理，通过碾压确保路基土方强度符合相应的涉及标准，否则当路基施工地段的地质条件不太好时，容易导致路基发生沉降。与标准水位相比，当地下水位比较高时，需要采取措施对地下水位进行及时处理，防止土体被水长时间浸泡，造成土体松散出现流失，进而降低土体的承载力，在外力的作用下，就会造成路基出现沉降。对于地下水位较高的情况，在对路基进行施工时，需要及时采取应对措施，比较常用的方式就是开挖盲沟，进一步降低地下水位。如果路基地段沉降较为严重，在这种情况下，一方面降低地下水位，另一方面对发软路段进行开挖处理，然后用其他土进行回填，再对发软路段进行开挖操作时，挖土深度控制在80cm或者挖到硬土为止。在回填土选择方面，一般选择透水性良好的土壤作为回填土。在回填时，需要控制好填土速度，确保填土的均匀性和密实性。

3.3 地基处理技术

与普通公路相比，高速公路对地基的处理技术要求比较高，这种高要求在一定程度上推动了我国地基处理技术的快速发展。在高速公路路基的施工过程中，地基处理技术会对施工所用的机械、材料、施工工艺等产生不同程度的影响，在路基现场施工监测过程中，也会用到路基处理技术。对于高速公路来说，其运行的安全性受到路基施工技术的影响和制约。因此，在高速公路施工过程中，需要高度重视路基处理技术，同时借助灌装沉降处理法对软土路基地段进行处理。对地质条件较为恶劣的路段，一般对土质进行改良处理，比较常用的土质改良措施就是排水固结法，其使用方式就是排出劣质土里的水，对原有的土体密度进行加固，以此提高土质的硬度。另外，在高速公路路基施工过程中，如果需要提高路基的承载力，这时可以采用复合地基对路基进行处理，较为常用的复合地基主要包括碎石桩复合地基、水泥土桩复合地基等。

3.4 路堤处理技术

在高速公路施工过程中，可以将路堤处理技术分为加筋路堤技术、轻质路堤技术。其中加筋路堤技术就是在地基土体中设置水平方向的筋体，增加筋体与土体之间的摩擦，筋体在摩擦力的作用下会承受相应的拉力，这时无论是土体承受压力和剪应力，还是筋体和土体都能充分发挥自身的承受力，进一步提高地基的稳定性，同时可以有效减少地基沉降。对于轻质路堤技术来说，这种技术主要是利用粉炭灰、EPS超轻质材料等轻质特质材料作为填充物。与土体的重量相比，这些轻质特质材料的重量比较小，一方面可以降低地基的承载压力，另一方面可以防止路基发生沉降。

3.5 综合处理技术

在高速公路路基施工过程中，处理路基沉降的技术比较多，无论是从经济利益的角度考虑，还是从处理路基沉降的效果考虑，都要择优选用。但是高速公路的路基建设比较复杂，需要对影响路基沉降的各种因素进行综合分析。在选择路基处理技术时，一方面技术要实用，另一方面要适应施工现场的地质特点、气候等自然因素。因此，需要考虑每项处理技术的优点，同时结合当地的实际情况进行综合利用，进而满足高速公路路基建设的需要。

4 结语

随着经济的发展，高速公路的建设里程不断增加，但是由于路基沉降处理不到位，进而引发了一些高速公路建设的质量、安全等问题，这些问题直接关系到人们的生命财产安全，因此受到社会的普遍关注，必须给予高度重视。在解决高速公路路基沉降问题时，需要结合施工现场的实际情况，选择科学合理的路基处理技术，最大限度地确保路基的稳定性，进而延长高速公路的使用寿命。

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（责任编辑：王 波）