论某软弱路基治理沉降控制技术

田应

摘要 根据道路工程施工中软土路基治理、沉降控制现状，提出了软土路基沉降的动态控制技术。文章论述了该技术的基本原理，结合监测方案的制定、沉降控制效果评价，总结了动态控制技术的实施要点;分析了沉降监测数据收集、反馈、动态控制整个流程，并制定出软基段高填方公路路基沉降预防措施，为后续同类工程施工提供经验借鉴。

关键词 软基沉降控制;动态调整;技术要点

中图分类号 U416.1 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）13-0093-03

0 引言

我国东南区域，因河流、湖泊分布较广，加之降水较多，存在大规模承载性能较差的软土地层，由于此种地层含水量较大，渗透性较差，施工时若得不到有效处理，极易引发大范围的工后沉降现象，严重降低道路使用功能和安全性能，产生一系列质量病害，是工程施工的重点和难点[1]。结合我国软土路基的分布现状及软土路基沉降控制对道路工程建设质量、使用性能的影响，该文提出了软土路基沉降控制技术，以期能有效控制软土路基工后沉降问题，促进我国道路工程建设的发展。

1 动态控制技术的基本原理

（1）基本原理：实时跟踪监测路基变形情况，分析监测数据信息，并制定出针对性的处理措施，实现路基沉降变形的动态控制、评价[2]。

（2）主要流程：1）结合现场实际情况，制定合理监测方案，并设置监测设备;2）及时收集和研究监测数据;3）结合研究成果，实施针对性处理，实现动态化管控。4）反复运行上述三个步骤，直至观测数据不再发生变化。

（3）设计方法：结合收集到的数据信息并实施系统性分析，逐步优化处理措施，从根本上控制软土路基沉降变形，确保施工完成后路基沉降满足规范要求。

2 技术的控制要点

2.1 监测方案的布设

（1）科学制定监测方案，合理设置监测设备，能有效确保监测数据的准确性和全面性，保证软土地基沉降动态控制的顺利实施和沉降控制效果评价的科学性和合理性[3]。

（2）因环境条件、地理特征、气候条件的不同，各软土路基工程的特征也存在一定差异，所以必须严格按照工程实际工况，如外部环境条件、地形地貌特征、具体的技术特征等制定监测方案。

（3）软土路基沉降观测中最常用、最核心的观测设备是沉降板，它能够较为直观、精确地显示监测部位路基沉降变形的程度，科学、准确地对监测部位的沉降情况实施综合评估[4]，其具体构造如图1所示。针对地质情况相对复杂的位置，还要结合具体情况设置孔隙水压力计、应变片、测斜管等监测设备。

（4）沉降板安装：1）安装部位：左、右路肩及道路中间部位;2）断面设置：箱通（涵）两部位分别设置1个监测断面，桥头部位设置2个监测断面;3）设置间距：50～100 m;4）材质：沉降板为A3钢板，沉降管为钢管;5）长度：节长50～100 cm;6）沉降管保护钢管：管径80 mm;采用套丝连接（见图2）。

（5）监测频率：1）填筑高度和设计堆载预压高度相近时，应填一层测一次;2）填筑阶段停工时，应7天监测一次;3）堆载预压阶段，初期：7天一次;中期：10天1次;后期：14天1次;4）路面铺设阶段，铺一层监测1次;5）运营阶段，初期：14天1次，后期：30天1次。

（6）沉降幅度、软土地基等级不同，其动态沉降监测的精度等级也存在显著差异：1）轻微沉降路段或进入加载预压后期、运营期等，其监测等级为二级水准精度，精确度为1～2 mm，沉降速率为小于等于5 mm/月;2）施工阶段、堆载预压前期，其精度为三级或四级水准精度，精确度控制在2～3 mm范围内。

2.2 监测数据的分析

（1）根据软土路基沉降控制的具体状况，应对其沉降速率、沉降量、水平位移主要监测断面的P-T-S曲线、路基横向沉降盆图等关键信息实施全方位监测[5]。

（2）因数据信息量大、复杂，在完成信息采集后要进行及时分析统计，按照处理结果，合理绘制对应曲线（图3），将监测断面、测点位置的沉降状况较为直观地展现出来，若数据产生异常，结合相关数据信息，找出异常产生的具体原因，并制定出科学有效的处理方案。

（3）专业技术人员结合监测数据，计算出现阶段总的沉降量;并按照绘制的实际曲线，更加深入地研究和评估工后沉降、土体固结度等指标;最后，按照评估报告、研究得到的路基沉降规律等信息，编制路基沉降观测研究报告。

（4）報告中，应包括路基沉降规律、状态信息，还要制定出相应的处治方案。

（5）路基沉降速率能够对处治方案的可行性、处治效果实施综合评估，因此在所有图表的任何时间段，应重点展示。

（6）由图3能够看出：1）自2018年8月至2021年12月，监测部位最大荷载为0.18 MPa，总沉降量为360 mm;2）路基沉降量随荷载的逐级增大而增大;3）沉降速率随荷载的逐渐增大，呈现先增后减的变化;4）在总沉降量增至300 mm时，沉降速率显著降低，路基基本处于稳定状态。

（7）铺设沥青路面前，应逐级卸载，直至荷载处于0.1 MPa左右。

（8）通过监测数据和曲线图可以看出，道路运营阶段，路基沉降变化幅度越来越小，路基逐步达到稳定状态。

3 反馈与动态调整

结合监测数据研究结论，形成科学的反馈信息，并对处理方案实施动态调整，确保沉降控制方案的可靠性[6]。

（1）填筑路基时，必须严格控制填筑速度和高度，确保路基安全可靠，并严格控制好填筑时的路基沉降。

（2）待填筑完路基后，应结合监测数据、相关曲线图，精准预测路基达到稳定状态所用时间，并合理安排加载、卸载时间，实现路基工后沉降的科学化控制。

（3）软土路基填筑时，必须严格控制施工速度，防止路基产生失稳现象;严格按照设计高度、极限填土高度确定填土速度，当设计高度低于极限填土高度时，填土速度应控制在1.5～2.0 m/月;反之，速度应控制在1 m/月以内，并实时观测监测数据。

（4）为最大限度防止路基填筑时出现附加沉降，在使用塑料排水板的部位，要根据地基固结速度，严格控制填土速度，确保二者协调统一。

（5）常规路段，应严格控制沉降速率，使其不得超过15 mm/d;特殊路段，其沉降速率应严格控制在10 mm/d范围内。

4 卸载时间的确定

卸载时间直接决定着路基处理的效果，并在一定程度上决定着工程施工的成本和工期;若过早卸载，路基沉降尚未处于稳定状态，在后期道路运营时，势必会出现大范围沉降现象，引发一系列质量病害，降低道路承载能力，并影响结构耐久性;若卸载较晚，则会影响施工进度，增加施工成本[7]。

（1）卸载时间要严格按照路面等级、路段状况、工后沉降推算值等各方面指标综合判断;不同路面级别、道路状况的容许工后沉降数据如表1所示。

（2）按照沉降速率严格掌控卸载时间，能科学控制软土路基的工后沉降，施工简便，效果显著[8]。

（3）查阅大量文献，并结合前期该地区运营道路的沉降控制数据，选择工后沉降速率作为控制卸载时间的重要指标;软土路基在各阶段的工后沉降情况如下：1）等载预压条件下，连续60天内，其沉降速率不应超过3 mm/月;2）欠载预压条件下，工后持续60天内，桥头部位沉降速率不超过3 mm/月，常规路段不超过5 mm/月;3）超载预压条件下，连续60天内，沉降速率不超过7 mm/月。

5 软基段高填方路基沉降防治措施

软基段高填方路基沉降处理不到位，极易造成边坡失稳、路面开裂等质量缺陷，会降低道路使用年限，对行车安全造成严重威胁[9]。该文参考专家学者的研究成果，并结合实际工程经验，针对软基段高填方公路路基沉降，制定出科学有效的预防及处理措施。

5.1 软基段高填方公路路基沉降预防措施

针对高填方路基沉降控制主要从设计、施工两个阶段开始着手。设计阶段，要强化地质勘察，全面收集道路沿线相关地质信息，强化该区域的基础加固可靠性设计。

（1）排水系统设计。排水设计应结合现场实际情况，合理设置排水沟、截水沟、排水孔等设施，科学降低周边地下水位，确保沿线干燥。合理设计边坡排水体系，保证地下水径流，防止地下水影响路基稳定。

（2）地基处理技术。地基是道路工程最重要的组成部分，直接决定着道路结构的稳定，若地基质量不达标，势必会造成路基开裂、道路失稳等质量病害，因此须通过有效措施对地基进行加固。目前，常用的高速公路地基加固措施主要有強夯法、压实法、砂垫层法等，而针对比较特殊的地基处理，可采用架设桥梁的方式实现。例如遇到无法避开的特殊路段，经科学研究最终确定该部位无法实施加固处理，则可采用桥梁架设的方式，防止路基沉降。

（3）降低路堤荷载。采用质量较轻的材料进行施工，可最大限度降低路堤荷载。比如，填筑路堤时，结合具体状况，选择粉煤灰、EPS等轻质材料，能减轻工后沉降，并减轻工后沉降。EPS耐水性、耐压性较强，施工方便，应用广泛，常用于软土区域路堤填料施工。

（4）施工阶段须结合高填方路基现场工况，制定专项施工方案。施工前充分进行路基排水，并将软土地基处治到位，加固效果显著。路基填筑应分层压实，严格控制分层厚度，并控制压实度，保证填料压实度满足规范要求。

5.2 高填方公路路基沉降控制措施

目前，采用的高填方路基沉降控制措施常见有土工格栅及灌浆法两种类型[10]。

（1）设置土工格栅。采用切割设备对开裂部位两边的路面实施清除，再设置土工格栅（通过U形钢钉进行固定），并重修沥青路面。主要用于路面存在纵向裂缝，且路基沉降已趋于稳定的情形。

（2）灌浆法。对路基沉降严重部位实施钻孔处理，然后将浆体材料注入填料及基层裂缝，全面提升路基强度和承载性能。该方法主要用在高填方路基产生严重沉降变形且边坡出现严重破坏的情形。

6 结论

文章结合道路工程建设中普遍存在的软土路基处理及沉降控制，对软土路基沉降动态控制技术综合研究，得出如下结论：

（1）动态控制基本程序：1）结合现场实际情况，采取合理监测手段，并设置监测设备;2）及时整合并研究监测信息;3）结合研究成果，实施针对性处理，进行动态化管控。

（2）软土路基填筑时，常规路段应严格控制沉降速率，使其不得超过15 mm/d;特殊路段，其沉降速率应严格控制在10 mm/d范围内。

（3）以工后沉降速率作为控制卸载时间的重要指标;软土路基在各阶段的工后沉降监测情况如下：1）等载预压条件下，连续60天内，其沉降速率不应超过3 mm/月;2）欠载预压条件下，工后持续60天内，桥头部位沉降速率不超过3 mm/月，常规路段不超过5 mm/月;3）超载预压条件下，连续60天内，沉降速率不超过7 mm/月。

参考文献

[1]严东方， 邹烨. 高速公路扩建工程新老路基沉降特性的数值分析[J]. 路基工程， 2019（6）： 62-66.

[2]郑朝晖. 海沧自贸区港北路水泥土搅拌桩设计[J]. 广东建材， 2019（2）： 53-55.

[3]郄永波. 水泥固化土在排土场边坡软基治理中的应用[J]. 有色金属（矿山部分）， 2018（5）： 22-25.

[4]王小锋. 道路桥梁过渡段软基路基的施工要点探析[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2018（8）： 140.

[5]江龙进， 张哲. 软土路基处理设计概述[J]. 工程与建设， 2017（4）： 532-533+565.

[6]陈晓瑛， 戴海岳， 尹利华. 软土路基沉降与稳定监测异常数据的判别分析[J]. 路基工程， 2012（2）： 49-52.

[7]蔡凌坚， 张鑫. 浅谈高速道路软土地基处理设计[J]. 价值工程， 2011（6）： 179-180.

[8]张耀锋. 动态灰色理论模型在路基沉降预测中的应用[J]. 公路， 2010（4）： 45-47.

[9]吴昌胜， 朱志铎. 沪苏浙高速道路软基处理评价[A]. 中国土木工程学会土力学及岩土工程分会. 中国土木工程学会第十二届全国土力学及岩土工程学术大会论文摘要集[C]. 中国土木工程学会土力学及岩土工程分会： 中国土木工程学会， 2015： 1.

[10]郑明强， 高建平. 高填方路基沉降变形预测及控制标准分析[C]//. 2020万知科学发展论坛论文集（智慧工程二）， 2020： 224-231.