公路路基沉降的影响因素和施工控制措施

公路路基沉降的影响因素和施工控制措施

作者：邵思凯

来源：《中国科技博览》2013年第27期

摘要：本文对路基产生沉降与失稳的影响因素进行了分析，就如何加强施工过程控制，减少工后沉降和不均匀沉降的发生进行了探讨。

关键词：公路路基；压实；沉降；质量控制

中图分类号：U213.1+5

高速公路路基沉降直接影响了高速公路的交通安全，造成路基沉降的原因，主要是设计和施工的问题。设计工作粗糙，不按规范要求施工，从而造成路基的沉降。为了保证高速公路的使用安全，在施工中通过加强过程控制，尽量减少工后沉降和不均匀沉降，防止路基失稳。

1影响路基压实的因素

1.1填筑路基的材料，由于不同填料的性质存在较大的差异，须根据要求因地制宜地选择。

1.2填筑材料的含水量是影响路基压实的重要因素。在填筑材料中，除填石及含石量大于的土石混填料外，其它各种材料均与含水量有密切的关系，只有在最佳含水量时压实，方可得到最大密实度。

1.3狭窄面积和一些特殊部位的压实。所谓“特殊部位”是指施工段的交界处，构筑物的台背、墙背，施工机具不可达到的薄弱环节。在施工中一定要引起重视，在填筑时，要选择适宜填料。一般采用小型设备进行碾压，如平板振动夯实机、手扶双轮压路机等，压实时严格控制含水量。

1.4碾压机具和方法是保证压实质量的重要因素。必须根据填料性质和要求达到的密实度，选用和配置碾压机具。然后根据机具性能，确定适宜的松铺厚度。

2施工控制措施

2.1施工前的准备

1）在全面熟悉设计图纸和设计交底的基础上，进行现场核对和施工调查，核实工程数量，编制土石方调配方案和实施性施工组织设计。进行施工测量及放样，施工放样所用仪器须经标定，满足精度等级要求。

2）进行路堤基底的处理，清除树根、草皮。路堤基底清理后要进行压实。经过水田池塘、洼地时，根据具体情况采用排水疏干、换填、抛石挤淤等处理措施，确保路堤的基底具有足够的稳定性。

3）填料的选择，对路堤填料进行试验，不得使用不适用于高速公路路基填料的材料。

4）试验段施工，通过试验段来确定不同的压实机具不同填料适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数，最佳的机械配套和施工组织。

5）路基填筑、土方填方采用分层摊铺，应保证修整路基刷坡以后的路堤边缘有足够的压实度。石方、土石混填路堤的填筑，石料强度应大于设计值，要分层摊铺、分层碾压。

6）挖方路堑基底必须根据实际情况采用有效措施进行处理，如进行换填、做盲沟、加深边沟深度等。

2.2土方路堤的压实和质量控制

施工时每填料做一次重型击实试验，准确掌握最佳含水量及最大干容重等控制参数。采用灌砂法检测压实度，当压实度检测合格，并经监理工程师验收后，方可进行下一层的填筑。

2.3石方及土石混填路堤的压实和质量控制

石方及土方混合料填筑时，必须严格控制石料的最大粒径及松铺厚度。要用推土机和平地机整出一个较密实平整工作面。所有填石孔隙要用小石料和石屑人工填满铺平，填料不得离析。压路机碾过程中，继续用小石料或石屑填隙，一直进行到重轮下，石料不出现松动，表面均匀平整为止，一般需碾压一遍即可。压实质量控制，采用压沉值来确定。压沉值即相邻两遍碾压所产生的相对沉降量。

压沉值测试方法：在测点上设置个直径钢球，用压路机将其压入路堤，使钢球顶面与路堤表面平顺。用精密水准仪测出钢球顶面标高，用总压实力的振动压路机碾压一遍后，再次测出钢球顶面标高，从而求出相邻两遍各点的相对沉降量，即为压沉值。

3施工中应注意的问题

3.1软基处理施工

1）当软土地基厚度不大的时候常采用抉填适宜材料的方法来处理地基。在采用换填法处理地基的时候要注意将软弱层全部挖除不留隐患，保证换填材料质量和设计规定的压实度。

2）排水固结法由排水系统和加压系统两部分组成，排水系统主要在于缩短排水距离，加快排水速度。该系统有水平排水垫层和竖向排水系统，当软土层较薄，或者土的渗透性较好而

工期较长时，可以不专门设置竖向排水系统。加压系统即起固结作用的荷载。排水固结法施工中应该注意的问题：①保证排水系统的施工质量：其中包括竖向排水系统的深度，竖向排水系统的材料质量，确保竖向排水系统畅通。横向排水系统（一般为沙垫层，碎石垫层）厚度，材料的透水性（含泥量不超标），在路基施工期间（固结期间）保证横向排水系统的畅通。②加压系统：加压是固结排水的必要条件，为了保证地基的固结速度，在施工时候要保证加压系统的荷载，就是等载或者超载预压的时候要保证预压土的填土高度。在预压土的顶部要设置一定的横坡便于排水，防止地表水下渗进入路基，危害路基。③沉降和稳定的监控：在采用固结排水法处理软土地基的时候要密切监控路基的沉降和路基的横向偏移，确保路基在满足设计要求的情况下才可以进行路面的施工，防止工后沉降过大，造成路面悬空而发生断裂。④工期的合理安排。采用排水固结方法处理软土基础，排水固结的速度一般较慢，路基稳定需要很长时间，尽量提早安排，加快施工为路基稳定留出足够预压时间。⑤复合地基处理。最常用的为浆喷水泥搅拌桩，主要控制水灰比及每米的水泥用量。

3.2路基施工

1）选择良好的路基填筑材料，必要时候对填料进行改性处置。确保路基达到设计所需求的整体强度。采取正确的填筑方法，充分压实路基保证达到规定的压实度。主要控制：机械设备、碾压工艺、含水量、填土厚度。路基施工速度对沉降的影响：对于有结构性的软粘土地基而言，确定合理的填筑速度至观重要，过快的填筑速率会破坏软土结构性，加大沉降量，甚至会造成路基失稳，要控制外在荷载的加载速度，尽量减少附加沉降。

2）加强对地质资料的调查。在路基施工中由于设计地质调查不细致，经常会发现暗沟和暗塘，施工中要加强对地质的补充调查，防止因地质隐患给整体路基的沉降和稳定性带来危害。

3）加强对结构物回填等零星壤土的质量控制。结构物回填和一些零星壤土因为回填量少，作业环境限制，有时候大型机械无法作业，经常是路基施工的薄弱环节。由于结构物回填经常是在结构物结束后才施工，导致这些部位的填筑速度，固结时间与正常路段有所差异。而这些部位因为结构物与路基的基础处理方法不同导致的沉降差异是引起结构物与道路衔接处跳车的基本原因，但该处路基自身的因施工质量原因导致的固结沉降也是原因之一，因此对这些部位加强施工质量控制具有重要的意义。

4）在施工中质量控制要点：在结构物强度达到设计要求后回填；保证每层填筑厚度不超标；采用一些人工手动碾压工具，确保碾压到位，不留死角；一般采取对称回填，以防对已完工结构物产生较大的侧向不平衡压力导致结构物的损坏；在施工中加强质量检测，确保施工质量。

5）注意防止地表水和地下水对路基的影响。土的水稳定性不好，尤其是素土路基和膨胀土路基对水的敏感性更强。这就要求在路基施工整个过程中都要注意隔离地表水和阻断地下水对路基的不利影响，地表水是通过快排，不积水来达到目的的，如加大路基施工的横坡，保持