浅谈公路路基沉降与稳定观测技术

肖权伟

(重庆市交通工程监理咨询有限责任公司，重庆市 400000)

浅谈公路路基沉降与稳定观测技术

肖权伟

(重庆市交通工程监理咨询有限责任公司，重庆市 400000)

软弱土层路基处理已成为高速公路工程施工必须重视的问题，其中软土路基沉降问题就严重影响到路基稳定性与施工安全高效，所以必须提高对高速公路软土路基沉降的观测，通过合理有效的观测方法及时发现沉降危害，以便为问题防治与处理提供可靠依据。

公路路基；沉降；稳定；观测技术

近年来，工程规模的不断扩大推进了公路建设的飞速发展，随着建设重心由东部转向中西部地区，施工环境越来越复杂，建设难度也越来越大，尤其是软弱土层在工程施工中较为常见，严重影响着高速公路路基的稳定性与沉降。若处理不妥，就会为施工留下隐患，因此，在公路软土地基处理中，必须重视对软土路基的观测，以及时发现沉降危害，采取有效措施进行防治与处理。

1 公路路基沉降原因及危害

公路路基的沉降主要是在高频率的行车密度下，在车荷载和自身填料自重的作用下发生路面下降的现象。分析其引发路基沉降原因，主要包括以下几方面：

（1）公路在修建过程中，在施工阶段所使用的路基填筑材料存在问题，如填筑材料的强度等级不符合要求、掺加剂的使用等。

（2）施工过程中路基填料的施工方法不正确，各层的填料的压实质量控制的不好，压实度不够等问题。在实际的现场实施过程中，机械设备未能按照施工组织设计中的碾压次数以及碾压标准来落实，局部需要特殊处理的地方未能够按照临时工程要求来处理，比如说在路基与桥梁的过渡处，机械可能不容易压实，如果不对路基段做特殊处理并多次碾压，就会引发施工完成后乃至运营阶段的变形沉降。

（3）由于强降雨等外界的环境因素造成路基表面雨水浸泡，而且不能及时排出水，这样路基含水量就会增大，其自身强度就会降低，在上部车辆荷载的作用下就会发生不同程度的下降或开裂。

（4）公路设计阶段，没能够很好的对工程项目所在地区的地质资料进行勘察，导致在设计沉降计算系数时，数据可信度不高，这样设计出来的工程在投入运营后会发生一定的问题，所以说设计上的不足，导致施工方案等缺陷，都会造成路基的沉降。

（5）公路工程施工中遇到软弱土层路基，为了有效满足结构物通航与线性顺直通畅与抗洪排涝的要求，通常需要填筑具有一定高度的路堤，而路堤本身的自重荷载作用下，软土地基土层中的应力状态被改变而导致地基发生变形，进而出现了地基沉降的问题。公路网络规划中对高等级公路的路堤稳定性有较高要求，另外也有很高的工后沉降要求，传统以稳定控制来要求软土路基路堤设计已然不能满足现在对软基路堤的要求，对路基的变形控制成为高速公路软土地基路堤设计的重点。而路基的变形沉降会导致严重的桥头跳车现象与路面平整度差等状况，不仅重新整修需要耗费更大的经济损失，而且为工程施工安全埋下极大隐患。

2 沉降观测的目的与意义

公路路基由于在建设过程中可能会沿用既有的一些道路，有的区段可能是纯粹的新筑起来的，这样新旧层叠以及新旧过渡的地段，其路基的竖向刚度就会发生或大或小的突变，这样除了使路基发生竖向沉降变形外，还会发生横向的不均匀沉降变形。这种竖向加横向的变形就会引起道路路面结构产生附加应力，一旦超过路面材料的抗拉强度，这样不仅仅发生路基的沉降病害，还会发生面层的开裂病害。

如果在高速公路施工过程中对路基的沉降变形及时观测，对路基的稳定性做出实时的评价，掌握其路基的动态变化，就可以很好的控制每一层填料的变形，进而控制路基的整体变形，保证其路基的强度和稳定性。并且动态的掌握其路基的沉降变形，又可以为后续的完工后的沉降预测和控制做好信息资料的准备，所以说及时的沉降观测是正确对路基做出客观性评价的基础和依据。

做好高速公路的沉降观测工作，可以及时的发现在施工过程中存在的安全问题，并采取有效的措施将其消除，以免引发后续的一系列安全问题和质量问题。另外，及时的观测路基的沉降工作可以在实施的过程中对既有的方案进行优化和完善，真正使工程项目的每一个环节都统一起来，在前进的同时积累经验，为今后高速公路的建设提供理论支持。

3 沉降观测设置的方式

沉降观测的任务主要分两点，即对高填土路基自身沉降的观测与对路基填土重力等作用下高填土路基基底沉降的观察，其中高填土路基自身沉降包括压实区域与填土高度不同的路基自身沉降。对沉降观测的设置为：将下端设置砼底座且直径60毫米的钢管制导管分别竖直埋入不同的观察位置，将一根外径20毫米的自由导杆竖直放入导管内，使其下端连接导管下端砼底座并与观察位置平齐，综合结合填土高度等实际情况考虑，导杆与导管的加长方式选用逐节连接来实现。而为了工程竣工后的跟踪观察更加便利，导管与导杆的上端应探出路面的适当高度。然后依据观察点地质情况与路基填筑高度等情况的不同，并基于上述设置方式分别对各观察点进行设置，然后对1#点、2#点及3#点的三个点位置所设置观察点分别进行编号。

4 观察方法与要求

沉降观测主要有对安装或接杆过程的观察及对定期沉降的观测，具体为：要在导管与导杆安装或接杆完成后的，进行导杆顶的水准观察；具体施工期间，按照施工设计要求的周期对沉降情况进行定期观测，若是不再施工期内，则可根据实际情况定期进行观测。观测要求专门负责人到现场安排设置与观测的具体进行；为便于长期观测，在沉降观测点周围设置水准点，对观测点的观测要求设专人进行实时的数据记录与收集，并及时进行归纳整理，确保记录数据详尽、准确；为确保观察数据的真实、准确，要在每次进行观测检查时，对观测设备与仪器等进行校核检查。

5 观察数据分析和结论

可以忽略路基填方本身极不明显的压缩沉降，而地基沉降就为路基的沉降，而地基沉降会受到填土高度与地质条件的影响与制约，即沉降随填筑高度越低而地质条件越好就越小，反之则异然。而通过对三个观察点的观测可知，不同观测点的地基沉降值也有所差异，其中沉降值最大的为2#点，因为该观测点的地质条件最差，不仅路基填筑高度较大，而且地基承载力也较小，砂砾垫层的处理对于改善地质条件的效果并不明显。而1#点虽然地质条件也较差，但强夯处理达到改善了该位置点的地质条件，进而提高了地基承载力，也就降低了地基沉降值。至于3#观测点，本身具有地质条件较好的优势，再加上一定的地基处理，该处地基沉降值也就相对小一点。

由上述各观测点的沉降观测分析可知，路基填筑初始阶段的路基沉降相对较慢，而随着路基填筑高度的不断增长，路基沉降也就越来越增加，而沉降情况在路基填筑后期又恢复缓慢增趋势至完全稳定。主要是因为路基填筑初期，原地基承载力可以承担填土自重压力，但超过其容许承载力范围后，地基沉降会以弹性变化的形式发生改变至原地基承载力的极限，而此时继续填筑的话，进入强化阶段的原地基土体结构已遭破坏，地基土体颗粒在外力作用下形成新的承载结构，进而增强了地基承载力，所以此时段内的地基沉降状况又有所改善。当填土增加到一定高度时，即土方填筑产生的压力等于地基承载力时，地基受力处于极限状态。当填筑高度继续增加，地基承载力进入强化阶段，原地基土体结构被破坏，地基土颗粒在外力作用下重新排列形成新的结构，使地基承载力得到增强。地基土结构的变化，是该阶段地基发生明显沉降的根本原因。

[1]公路路基沉降与稳定观测技术.郑长安.人民交通出版社.2012.10.

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1007-6344（2015）09-0326-01