浅析高速公路路基沉降及施工控制技术

孙守望

摘要：路基是公路的重要组成部分，对公路安全和使用寿命有着至关重要的影响。在公路路基施工中，路基沉降是一个常见问题，会造成路面裂缝、塌陷等问题，影响高速公路的正常使用。本文就对高速公路路基沉降原因进行分析，并探讨相应的施工控制技术，为高速公路建设施工提供参考，有效保障高速公路的安全。

关键词：高速公路；路基沉降；施工控制技术

近些年来，人们生活水平不断提高，出行需求日益增加，对高速公路建设和使用提出了更高要求，高速公路安全成为人们关心的重要问题。在高速公路安全中，路基沉降是一个重要影响因素，加强对高速公路沉降的认识，采取合适的施工控制技术，预防路基沉降问题的发生，是人们出行安全的重要保障，有着十分重要的现实意义。

一、高速公路路基沉降发生原因

（一）人为方面因素

人为方面因素主要是指在高速公路路基施工过程中，施工人员作业过程存在不当之处，导致路基施工质量未能达到相应要求，最终引起路基沉降。

首先，在路基的处理环节中，没有准确预测沉降速率，选用的填筑材料不合理等，都会埋下安全隐患，引发路基沉降问题。

其次，在路基的碾压过程中，选用的碾压设备不当、碾压方法不正确以及质量检查控制不严格等，都可能导致路基的密实度没有达到设计要求，在部分位置出现变形。

此外，高速公路的使用问题也是人为因素的一种，如果高速公路承受了过多设计范围外的汽车动载，路基作为路面结构中的承载力的承受主体，会导致实际负荷超出路基承载能力范围，从而导致路基发生下沉[1]。

（二）自然方面因素

自然方面因素是指高速公路所处的自然环境条件的影响，主要包括地质因素、水文因素、气候因素以及植被因素等。

首先，地质因素。在不同的地区中，其地质条件有所不同，会对路基产生不同程度的影响，比如南方多为红土，其粘性较大，内部水分不容易渗出，土壤土粒孔隙较大，容易发生变形，引起路基沉降。

其次，水文因素。在不同地区当中，水文条件也有所差异，当遇到地下水较为丰富的情况时，地下水容易渗透到路基当中，给路基含水率产生不良影响，从而引发沉降。

第三，气候因素。气候因素主要是指外部环境温度与路基内部温度之间存在相互作用，在热胀冷缩的原理下，路基稳定性会受到一定程度影响，最终产生沉降。

第四，植被因素。植被因素主要体现在植被对土地的固结作用方面，在平原地带，由于植被覆盖率较高，在植被固结作用下，路基更加稳定，能够减小路基沉降问题的发生。

二、高速公路路基沉降施工控制技术

（一）高速公路工程概况

以湖北沪蓉西（宜昌至恩施）高速公路工程为例，第26合同段位于崔家坝镇，全长14.258公里，属于山岭重丘区，路基工程8848m。

（二）高速公路路基沉降施工控制技术

1.加强地面沉降量的观测控制

在路基软土处理过程中，需要对土层的沉降情况进行严密观察，来确定路基的沉降情况。在沉降量的观察中，借助的设备是沉降板、S3科学观测仪，通过感应式水平推测技术，来预测路基地表路基的沉降趋势，计算出相应土层承重量。

在沉降的观测方法中，可分为土层内部分层沉降和深层沉降观测两种，前者是通过利用分层沉降标，可以得到软土层各层次的压缩情况，后者是通过使用深层标，来了解软土层在某一层位的土体压缩情况。通过地面沉降量的观测，可以采取适当的措施来控制，在路基施工前将沉降量降至最低，避免对路基沉降产生不良影响。

2.做好施工中路基沉降的控制

在施工过程中的路基沉降需要从两个方面入手，一是沉降量控制，二是沉降发生频率控制，具体控制要点包括：

首先，沉降量控制的要点。沉降量大小会对沉降量观测精度产生直接影响，沉降量越大，沉降观测精度也会降低，为保证沉降观测精度，需要做好沉降量控制，具体方法是：在填筑路基环节，施工标准为沉降量<40%、填筑土体厚度<5m，在路基增高后，沉降量会不断下降，观测精度得到提升。在施工后期，选取1-2m的填筑路基测量二等水位，得到水位曲线图，确定路基沉降过程。在竣工阶段，以每周一次的频率，对每层土进行观测，准确预测沉降量，来使沉降量发生控制到最小[2]。

其次，沉降发生频率控制的要点。在沉降发生频率的测定上，采取的是分析黏度较小路基软土层土质的方法，根据沉降规律的原理，分别实测和估算路基的沉降发生频率，两者间的差距反映的就是沉降频率，差值与沉降频率成正相关关系，差值越小，沉降频率也会相应降低。

3.路基填筑环节的沉降控制施工

路基填筑时路基施工过程中的一个最重要的环节，与路基沉降之间有着密切联系，做好此环节沉降控制十分必要，具体的措施主要有：

首先，路基填筑施工沉降的要求。在软土地段路基填筑施工中，需要满足一些基本的要求，具体包括：（1）在地表沉降观测过程中，采用的观测设备要合格，沉降杆要保持竖直稳定，确保施工中沉降数据的准确可靠；（2）在沉降的观测中，尽量采用相同或同一台设备，观测人员尽量固定，以免工作条件或环境发生改变影响数据准确性；（3）在填筑施工前，需要再次对土层埋设的设备、原件进行复核，将复核得到的数据作为初始数据标准，有效控制施工沉降误差；（4）根据分层沉降的方法，对地表依次进行分层施工、施压与注水等处理，并把沉降结果进行汇总，为施工沉降控制提供有效数据支持。

其次，路基施工过程沉降量控制。在路基填筑施工过程中，为确保高速公路沉降量在安全范围之内，需要最大程度的提高沉降量计算结果的精确度，具体方式为：以不同加载强度下的地基固结数据为基础，通过合并同类项的方式处理得到的沉降量数据，来计算出结果仿真情况，提高结算结果可靠性。在计算过程中，还需要考虑众多的影响因素，包括土工试验、钻探孔径质量和大小、数据处理分析方法和参数的选取等等。在此基础上，来模拟演示路基填土的施工过程和效果，通过沉降速率值的AME控制，有效将施工沉降量控制在正常范围之中，预防路基沉降问题的发生。

第三，路基填土预压时间的控制。填土预压时间是影响路基稳定性的重要因素，也是路基沉降发生的重要原因之一，所以，做好路基填筑预压时间控制也十分必要。在路基填筑预压时间计算中，需要在确定路基稳定的沉降速率条件下，通过荷载稳定控制，采取动态控制、镜像指导的方法，来得到准确的预压时间，为预压施工提供指导[3]。

在高速公路的实际施工中，设计阶段是允许施工后有少许沉降量的，将其作为选择地基时考虑的因素，并以其作为指导，来预测预压时间计算之前会出现的沉降量，为预压时间测算提供有效依据。因此，路基填土预压时间与施工工期之间有紧密联系，我国高速公路预压时间长短确定主要取决于软基处理施工队伍的建议。

结语：

综上所述，路基作为路面结构的基础所在，路基的稳定和质量是整个公路安全的根本，是高速公路施工中应当重视的内容。在高速公路实际施工中，路基沉降问题较为常见，既有人为方面的因素，也有自然方面的因素，在了解路基沉降发生原因的基础上，做好施工技术的控制，可以有效降低路基沉降发生的可能，提高高速公路的安全，为人们生命财产安全提供有力保障。

参考文献：

[1]王輝军.试析高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J].江西建材，2015，08：131-132.

[2]杨江峰，张丽云.高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015，07：94.

[3]吕岩松.浅析高速公路路基沉降原因分析及控制措施[J].黑龙江交通科技，2012，06：42.