淺談路基橫向不均勻沉降產生的原因及防治措施

辛育澤

【摘 要】隨著我國的交通狀況正發生著日新月異的變化交通的高速發展已成為我國的經濟版圖中最引人注目的心篇章，數字化交通征打造著我國交通的新理念。橋梁的大量建設造成路基與橋梁想接處產生不均勻沉降，這一難題始終困擾著我們的工程技術人員，阻擾在公路工程的發展和完善。

【關鍵詞】高速公路；路基橫向鏈接；不均勻沉降；發展和完善

路基是路面的基礎，路基不均勻沉降必然會引起路面的不平整，導致路面產生許多病害，主要表現為坑凹、起拱、波浪、接縫臺階、碾壓車轍、橋頭或涵洞兩端路面沉降、橋梁伸縮縫的跳車等，不僅難以滿足汽車高速行駛的要求，而且還會增加汽車的燃料消耗和輪胎磨損，加大運輸成本，增加運輸時間，降低社會經濟效益甚至危及行車安全。

1、路基施工

路基填筑按技術規范要求進行，先施工軟基路段，然后按四區段（填、平、碾、檢），八流程（施工準備測量放樣、基底填前處理、分層填筑、攤鋪平整、碾壓夯實、檢測簽證、路基整形、邊坡修整）施工程序組織，選擇有代表性的地段，作為填土試驗區段，根據填料性質和壓路機型號，通過試驗確定施工參數。

2、路基橫向不均勻沉降原因

路基橫向不均勻沉降的發生是多方面因素綜合作用的結果。其中，內因在于地基及路基本身；外因是車載、地下水及自重等作用。

2.1地基對路基橫向不均勻沉降的影響

2.1.1路堤地基處理不當伐樹除根及表土處理不徹底或是路基基底的壓實度不夠，致使路堤形成后，一旦雜質腐爛變質，地基將會發生松軟和不均勻沉降。

2.1.2地面橫坡大于1：5的路段，路堤填筑前地基未按規定要求挖成臺階，填料與地基結合不良，在荷載作用下填料極易失穩而沿坡面發生滑移，從而產生橫向不均勻沉降。

2.2路基本身引起的路基橫向不均勻沉降。

2.2.1路堤填料不均勻

在公路施工過程中，對填料、級配很難得到有效的控制。若填料中混入種植土、腐殖土或泥沼等劣質土，或土中含有未經打碎的大塊土或凍土等，或在填石路堤中石料規格不一，性質不勻，亂石中空隙很大，在一定期限（例如雨季）可能產生局部明顯橫向下沉。另外，填料常常是路塹的挖方、隧道掘進產生的廢方。這些填料性質差異大、級配也相差很遠。在施工過程中，如果分層碾壓厚度過大，小顆粒填料和軟弱物質很難得到有效壓實，在荷載的長期作用下，回填料會產生不協調沉降變形。

2.2.2路基填土壓實不足

由于壓實度不足往往導致填方路基的橫向不均勻沉降變形，路基兩側出現縱向裂縫。路基土體壓實度不足的主要原因有以下幾點。

路基施工受實際條件的限制時，如天氣太干燥，局部路堤填料含水量低，土塊粉碎不足，致使路基壓實度不均勻；暗埋式構造物因其長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實度不夠；某些加減速道與行車道沒有同步施工，當拼接處理得不好時，其拼接處也產生壓實度不足的情況。

在填方路堤施工中，當路堤施工到一定高度以后，路堤邊緣土體往往存在壓實度不足問題。對于較高的填方路基，通常都要作相應的處治。填方土體壓實度不足，其結果是土體前期固結壓力小于自重應力和各種附加應力之和，在自重作用下就會發生沉降變形。這些附加應力主要來自以下幾個方面：車載，尤其超載情況；含水量變化造成土體重度的改變；地下水位升降而導致浮力作用改變；土體飽和度改變，引起負孔隙水壓力改變。這些附加應力引起土體中有效應力改變，從而導致土體發生壓縮變形。土體壓實度不足還會導致填土路基的側向完全受限，僅有豎向變形。實際路基土中存在有側向變形，這種側向變形會引起沉降。

2.3施工方面的原因

填筑順序不當，未在全寬范圍內分層填筑，填筑厚度不符合規定，填料質量不符合要求，填料水穩性差，不同性質的填料混填，因不同土類的可壓縮性和抗水性差異，形成不均勻沉降。路基填料含水量控制不嚴，又無大型整平和碾壓設備，使壓實達不到要求。施工過程中，未注意排水，遇雨天時，路基積水嚴重，無法自行排水，有的積水浸入路基內部，形成水囊；晴天施工時，未排除積水、控制含水量就繼續填筑，以致造成隱患。

3、路基橫向不均勻沉降防治措施

3.1設計防止路基橫向不均衡沉降

3.1.1做好地質勘探調查

對路線經過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細勘察，對特殊路基段應提供詳細的設計資料。對于地表不良路段，設計可考慮換土或摻石灰、水泥及鋪設土工合成材料等措施。

3.1.2確保路基最小填筑高度

路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性。按照路基設計規范要求，根據土基干濕類型及毛細水位高度確保路基最小填筑高度。當路基填筑高度受限制而不能達到規范規定時，則應采取相應的處治措施，如換填砂礫、石渣等透水性材料，設置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基，影響路基工作區內的土基強度與穩定性。土質挖方路基，需換填不少于60cm砂礫；石質挖方路基，需設置30cm砂礫墊層，橫向排水不暢路段要加設盲溝。

3.1.3明確路基填料質量標準要

在各級公路工程施工圖設計中，必須明確不同填高內路基填料的CBR值（最小強度）及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土，嚴禁直接用于填筑路基。礫（角礫）類土應優先選作路床填料，土質較差的細粒土可填于路堤底部。

3.2施工方面防止路基橫向不均衡沉降

3.2.1做好施工前的準備工作

開工前要認真審閱設計文件，詳細了解各段的填、挖情況，地質情況，填、挖土質和調配情況。對重要地段要作重點勘察，進一步核對設計資料，發現設計文件中有誤應及時上報業主，妥善處理。

3.2.2嚴格控制填土含水量

施工時含水量要高于最佳含水量的1%～2%壓實為宜，避免出現小于最佳含水量的壓實情況。含水量偏小時，土粒間的潤滑作用不足，即壓力不足以克服土粒間的摩擦力，土中的空氣不能排除、土粒間無法靠攏，因而難以達到最大密實度。如果含水量偏大，又會產生由于水分過多，土粒被水膜包圍而分散得過遠，不能達到最大密實度。填筑路基前，疏通路基兩側縱橫向排水系統，避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、黏土等細粒土，在干燥狀態下（最佳含水量）結構比較強，有較強承載能力，一旦受水浸泡，易形成翻漿或路基沉降。因此，做好路基施工前排水暢通尤為重要，工程監理和施工質量自檢人員應認真監督。

3.2.3處理好特殊地段施工

填石路基與雞爪形地段路基施工，可利用重型夯實設備進行強夯處理，或將土工格柵（土工布）水平分層布置在填石路堤內，防止或減緩細料在填料空隙中的流動。

3.2.4做好路基填筑碾壓工作

路基施工必須分層填筑，分層碾壓，一般路段壓實厚度不得大于30cm。不同性質的土不能混填，同一種土填筑厚度不能小于50cm（兩層）。路基填筑須全幅填筑，一次到位，嚴禁幫寬。碾壓過程中，要控制好含水量，壓實度達到規范要求后，方可進行后續施工，壓實度檢測每層2 000m2不少于4點。根據不同填土類型和壓實厚度，選擇好壓實設備。對于砂礫土，振動壓路機具有滾壓和振動雙重作用，效果較好。

4、結束語

路基的不均勻沉降引起的公路工程危害是公路質量通病之一，影響路基路面強度和穩定性的一個十分重要問題。經過對質量通病產生的原因進行認真的研究與分析，對設計，施工，監理單位有針對性的提出治理工作要點，質量標準以及相應的對策與措施。這對實行全過程的質量管理具有極其很總要的現實意義。公路工程建設匯總應以實現質量目標為目的，以提高質量意識和強化質量措施為重點，以嚴格管理手段，以強化責任制為關鍵，以綜合治理質量通病為突破口，確保工程質量。對工程質量的綜合治理工作要點及措施應逐步修正與完善，最終使之成為制度化，規范化，標準化的操作規程。

參考文獻：

[1]鄭建平《公路建設中路基橫向不均勻沉降的原因與預防》《建材技術與應用》2008年8月35-36期

[2]《科技風》2009年12期《淺析路基不均勻沉降》