土方路基工后沉降分析

刘探勤

(山西省交通建设工程监理总公司，山西太原 030012)

0 引言

路基在公路建设里程中的比例远远大于桥涵隧道，尤其是城市道路路基所占比例会更高。路基施工建造线长、面广、地质情况复杂，施工情况复杂，施工不当很容易造成路基工后沉降发展结果有不同的形式，有的形成反射裂缝拉裂路面、有的形成大坑突然塌陷、有的整体沉降影响路面车辙，不管哪种形式破坏结果，都会给公路造成巨大损失，影响使用功能，造成安全隐患，影响行车舒适性。现从以下几方面探讨土方路基工后沉降防治。

1 设计与施工不符

由于公路路基建设从勘察设计到施工有很长的间隔时间，中间进行施工监理招投标、征地拆迁等工作，在这段时间人们生产生活及自然环境都可能导致路基工程开工前与勘察设计时发生变化。如果仍按原设计进行施工，就会给工程质量留下安全质量隐患。

1)如附近矿产企业在勘察设计完施工前正好进行地下开采作业，导致地下形成空洞、空穴。雨水冲开的暗沟、暗渠，施工前未能探明，仍按原设计施工，导致路基工后沉降或塌陷。在施工过程中或者通车后，由于荷载的长年累月不断扰动，就会出现沉降或者塌陷。在开工前施工现场有矿区的应进行一定深度的二次钻探，以探明地质情况有无变化。根据地质情况采取一定措施如注浆、开挖并分层回填。

2)施工时原地面标高与勘察设计时的标高不一样，导致路床填筑超出路基外地面规定的高度，引起土中毛细水上升至路床，经冻融循环改变和破坏土体结构，而引起路基工后沉降。施工时应严格保证路床高出路基外或者排水沟顶规定的高度，以保证路基不受毛细水上升改变路基结构而引起路基沉降。

2 施工监理人员质量责任意识差，参建人员数量多，素质参差不齐

1)《路基施工技术规范》规定每层填土最小和最大厚度，具体根据试验段确定，而施工过程中有的层次填筑过厚有的过薄，同一层及不同层厚度不均匀。而检测到的压实度数据偏差大、离散大、没有代表性，不能准确反映路基压实度。

2)对平整度不重视，很多施工人员和监理人员认为平整度只是面子工程，而忽视了对平整度的控制。平整度差，在当层压实度检测中能达到合格，但高低不平，层层累加，低的地方就会影响上一层下部的压实度。

3)现在检测压实度时，灌砂法检测大都只检测填筑层上部或中部，而对填筑层下部检测的少之又少，很可能上部和中部压实度刚合格，而填筑层下部却不合格，也给路基质量留下了安全隐患。

以上三种情况在公路建成通车后，由路基本身自重的静载和路面传来的动载不断的扰动作用下，压实薄弱环节的土结构重新排列，导致路基下沉。路基施工中施工人员应尽量使路基每一层厚度一样。重视路基平整度，严格按规范标准要求控制。检测压实度时严格按规程操作，选取有代表性的，薄弱环节进行检测。以避免压实度不均匀，导致路基工后沉降。

3 施工技术人员知识水平存在薄弱地方

如土质发生变化而施工技术人员未能准确及时地发现并判别土的种类，将特殊土未经改良直接进行路基填筑施工。

1)膨胀土含有丰富的亲水性矿物蒙脱石、伊利石土、高岭土，它是一种有较高承载力的高塑性黏质土，具有吸水膨胀、失水收缩、反复胀缩、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。

由以上性质可以看出膨胀土的破坏主要来自含水量变化所引起。含水量不变的环境使用膨胀土则不会产生破坏，而路基工后内部土体的湿度不是保持不变的，这样就使含水量大的膨胀土，会因为失去水分产生收缩，含水量小的膨胀土，则会吸水后产生膨胀，且反复胀缩，最后破坏路基稳定性、整体性。膨胀产生裂缝，流进雨水加快路基内土体干湿变化，加大了土体的膨胀潜势和膨胀力，加重加快路基破坏，使路基发生沉降。

没有条件必须使用膨胀土时，应从外因和内因两个方面着手。外因方面主要是减水路基内土体干湿变化，路堤部分应使用不透水材料封闭膨胀土或使用加筋纤维。路堑部分完工后及时做防护工程封闭，做好路面防水排水工程。内因方面主要是改良土质的稳定性，如添加石灰、水泥、粉煤灰、表面活性剂或其他添加剂。

2)湿陷性黄土呈黄色、黄褐色。根据浸水湿陷时是否有外力，分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。受水浸湿后，在上部饱和土重力作用下湿陷的称为自重湿陷，需要外力作用而湿陷的称为非自重湿陷。湿陷性黄土为第四纪大陆松散堆积物，含有大量的矿物质，以碎屑矿物质为主，结构体系为骨架颗料，在形成时是极散的，靠少数水分和颗粒间的摩擦形成连接，在经过反复干燥和雨水的作用下，大部分形成了骨架空隙结构。除少数老黄土外，当湿陷性黄土受水浸湿时，结合水膜增厚连接性消失，土中的盐溶于水中等，致使骨架强度降低，土在结构自重应力和外在应力作用下，土颗粒向孔隙大的地方移动，内部结构重新排列，最后路基内土结构被破坏，路基下沉。所以在干燥时具有较高的强度，遇水时湿陷。

为减少路基沉降，使用湿陷性黄土时必须要改良。湿陷性黄土主要是受水浸湿时土体连接减弱，结构趋于紧密而导致的下沉。湿陷性黄土处理的主要目的是消除土的湿陷性，减小土受水浸湿时的沉降。湿陷性黄土改良方法有土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。对于Ⅱ级以上湿陷性黄土用重夯法可节约工程造价并加快工程进度。具体方法根据施工条件和技术经济方法选取。

3)软土主要是淤泥和淤泥质土。软土天然含水量大、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、扰动性差，且土层分布杂乱，各层物理性质相差大。由于淤泥和淤泥质土呈软塑状态，蠕变性和触变性明显，所以其一旦受到荷载扰动，会产生不均匀变形，且变形较大。

所以在路基施工中必须根据不同工程性质对软土进行处理，否则路基建成后会使路基失稳且产生过量沉降。具体处理措施从深层和浅层两方面分析。对于浅层软土可以选用换填法、垫层法、挤淤法、添加石灰水泥改良法，对于深层软土则可以用桩基法。

4)盐渍土包括盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤。由于盐渍土含有盐分，盐渍土中盐分遇水后溶解，最后湿陷，破坏路基结构。而且在盐渍土上种植，植物成活率低，生长速度慢，无法使路基达到设计的有效防护作用，造成地表水对路基破坏，最后发生路基沉降。

在施工中对于浅层的盐渍可以进行换填、提前溶解湿陷、铺设隔离层等。而对于深层的盐渍土换填有困难不经济时，可以使用强夯、桩基础等方法。

5)红粘土是一种高塑性的粘土，颜色呈棕红色和褐黄色。它虽然具有含水量高、孔隙比高、密度低、压实性差等特性，但又具有强度高、压缩性中等特性。上面硬下面软，收缩性明显，仅裂隙发育。

所以用红粘土在填筑路基时，必须经过改良，如拌石灰粉煤灰和铺撒石子压入。且施工时填筑层厚度要比普通土薄，且不得超过20 cm。填筑碾压完后应及时覆盖，防止暴晒开裂以及雨水渗透。

4 结语

路基工后沉降后会拉裂路面形成反射裂缝破坏公路正常使用，且维修不便，尤其是高速公路还可能因为路基工后沉降造成平整度差，对行车安全留下隐患。路基工后沉降原因很多，要根据不同的情况，严格按照技术规范施工，降低或消除路基工后沉降量。

［1］任建荣.公路软土地基的处理方法［J］.科技情报开发与经济，2007，17(32):296.

［2］殷志建.土力学与地基基础［M］.北京:中国建筑工业出版社，1990.