高速公路路基下沉原因分析及处理

探讨高速公路路基下沉原因分析及处理

【摘要】：本文结合笔者多年施工经验，分析了高速公路路基沉陷等病害采取行之有效的加固处理方法，以确保路基一直处于良好的技术状态，以此来满足高速公路的运营和通行。本文对高速公路路基沉陷的影响因素和加固处理方法进行了浅要的分析。

【关键词】：高速公路；路基；下沉

1 、引言

造成高速公路路基下沉的原因较多较复杂，除去长期受汽车载荷这一因素的影响外，还受到路基自身的填料、施工压实情况等的影响。针对各种因素，就要求对路基下沉的原因进行详细分析，才能提出相应的针对性强的改进措施，从而保证了我国高速公路路况稳定，保障了交通的顺畅。

2、导致路基下沉的因素

我们知道，路基固结总沉降量 s 包括三部分：

s = & + sf+ so

式中： &—瞬时沉降；

sf—主固结沉降；

so—次固结沉降。

瞬时沉降是由于剪切变形而产生的附加沉降，不是土体体积压缩产生的沉降；主固结沉降是加荷后土体内孔隙水压力逐步消散而产生的体积压缩变形；次固结沉降是指主固结沉降发生以后继续发生的沉降。出于地形的限制必须要进行分层碾压，我们分别设为

s1、s2、s3……s8等等。从上述公式显而易见，由于 s 值一定大于 0，所以 s1+ s2一定于 s1； s1+ s2+ s3一定大于 s1+ s2。依次类推，随着填土高度的增加，沉降量也在不断增加。不难发现，从路基填土两侧到路基填土中央的σs 值呈递增发展，因此公路路基沉降是不能绝对避免的。

2.1 由原地基地质下沉导致的

2.1.1 原地基地质不良的原因介绍

直接影响高速公路路基的因素是受其所处位置的地质条件的干扰，例如一些常见的是软土地基，该地基的土层中含水量高，导致土质较软，或是其它的一些自身密度低的粉土、淤泥土质，其自身的承载能力较低，如果受到较大的负载时就会出现变形，伴随不断增加的地基填料，在填料的压力作用下，之前的土层就会出现沉降现象，这就导致了地基的沉降或是出现路面开裂现象。

2.1.2 因为外界因素的变化导致的地基承载力降低

路基在施工过程中没有做好排水工作，如果发生长时间或较强的降水，就会出现大量地表水进入地基的现象，在水的浸泡下，导致地基变软，承载能力也会随之下降，也会在上部压力的作用下产生下沉现象。

2.2 路基自身下沉引发

2.2.1 路基填筑材料不合适

高速公路在进行路基施工时，因为所用的填料土中包含种植土或者是腐殖土，这会导致地基中产生大量的有机物，也会降低地基自

身的耐水性和强度，就会导致路基出现塑性变形或是沉降现象。该土质在经水浸泡后，会出现膨胀，但是一旦水分慢慢蒸发，又会迅速的收缩起来，在收缩作用下就会产生裂痕，这都严重危害高速公路的整体构成，有时沉降不严重，但是如果沉降面积不断增多，就会出现大范围的路基下沉现象。

2.2.2 不同的填料混合

路基在进行建设的过程中会选用不同的填充料，但是填料的种类都不尽相同，这就会造成其标准的干密度存在的差异较大，把这些材料混合在一起，就会导致降低原有标准，就很大程度上降低了陆基的压实度，就会出现路基沉降现象。所以，高速公路在进行施工的过程中，一定要做到的是把不同的材料进行具体分类，还要严格检查压实度。

2.2.3 影响压实度不均匀的因素是每层填料碾压时的含水量控制不均

部分材料在作为一种填料的时候，一定要严格检验其含水量，比如细粒土、砾石土的含水量就有一个控制标准，要求在-2%到 2%之间。如果填料的含水量大于这个值时，应该把它均匀摊开，这样才能加快水分的蒸发，如果情况相反的话，就要对其进行均匀洒水，增加其湿度，在满足湿度标准后，再进行的是压实工作。如果路基上土的湿度未达到相应标准，应该进行对其均匀的洒水的措施，可使用水车，确保碾压完毕的路基是均匀压实的，避免出现路基的不均匀沉降。

2.2.4 半填半控措施未准确进行衔接，就会造成不均匀的沉降填控连接处未按规范要求的从填方坡脚向上挖，挖成向内倾斜的台阶，采用的是垂直的无搭接的填筑，填段与挖段分界过于明显，导致路基下沉的现象发生。

2.2.5 其他原因介绍

一是在一些大型压实机械无法进行施工的地点，比如桥涵和台背，都是压路机不能靠近的地方，如果未使用小型夯实机械配合进行施工的话，这些薄弱地点就会留下安全隐患。二是填料的来源不同，其性质也差别较大，应该进行分层填筑，比如作一些分段的或分幅的填筑，就会造成不均匀的沉降，造成路基开裂或局部沉陷的现象发生。三是虚铺的厚度控制的不严格，碾压时层底的压实度也不符合标准，路基就会自然的沉陷。

3、路基下沉的防治及处理措施介绍

想要更好地发挥公路的正常功能，首先要做的是对路基填方中存在的严重问题，必须采取有效的行动来处理一下，保障路基处于一个良好的稳定的状态。大多一般的防治措施是采用换土复填法，固化剂法，粉喷桩法，灌浆法和铺设玻纤土工格栅法等等。

3.1 换填土复填法介绍

因为填筑的土质不符合要求就会导致路基出现下沉现象，但因为其深度不深、面积不大也不影响通车的正常运营，较快捷的加固处理措施是采用换填法。该方法的具体措施是挖掉原路基中出现病害的部分的土，再进行更换，更换一些符合规范要求的新土。通常换

填土的标准是使用的是塑性指数符合规范要求的亚粘土或级配较

好的砂砾土，但是经改良后满足要求的土也可以。进行回填时，其挖补的面积一定要扩大，还应逐层的挖成台阶状，之后从下到上一层层进行填筑，一定要碾压密实，而且其压实度一定要高出原路基的压实度。如果实际需要，进行施工时也能结合土工合成材料进行。该方法只用把握好路基的基本填筑方法、以及细节处理到位便可，无复杂的技术要求，且该处理方案也是较经济的一种。

3.2 灌浆法

假如路基下沉的面积过大，深度过深，最佳的方式是灌浆法。灌浆法的原理是利用液压、气压或电动学原理在下沉部分进行钻孔，孔深的要求是要穿透薄弱层，之后再通过注浆管把浆液均匀地注入到地层中。将浆液以充填渗透或是挤压的方式灌入到填料的空隙中，一定时间后，浆液的作用就是把原来松散的土粒或裂隙凝结成一个整体，构成一个新结构、高强度、防水性能优的结构体，防止或减弱路基的再次下降。

因为浆液的扩散能力和灌浆压力的大小存在密切相关，所以不同的填料和形态的路基，使用多大的灌浆压力主要依据路基的密实度、强度、初始压力、钻孔深度及操作规程因素。且这些因素很难准确预知，所以一定要通过现场试验来确定。水泥浆液在不同的地质和不同的灌浆压力下，在地下流动的形式也不尽相同，若灌浆压力较低时，路基填料的渗透性就较好，水泥浆在中等浓度的条件下会以渗流的方式渗入路基土的孔隙中去，这时就认为路基的原结构