浅析路基不均匀沉降的原因及控制措施

刘家强

【摘要】本文对公路路基不均匀沉降原因进行总结，并提出几点控制路基不均匀沉降的措施，可供同行技术借鉴。

【关键词】路基；不均匀沉降；原因分析；控制措施

1.路基不均匀沉降的成因

路基不均匀沉降是多方面因素综合作用的结果。归纳起来，路基不均匀沉降的成因主要有：工程地质与地形原因、水文与气候原因、施工方面原因及设计方面原因[1]。

1.1工程地质与地形

山区高速公路很多都是修筑在不良地基上的，若软弱夹层未清除，则填筑完成后，容易产生压缩下沉和挤压位移当路线经过沟谷时，往往沟谷中心填土高度大两侧逐渐减低，这种条件下将导致路基中线的沉降速率和沉降量将大于路肩两侧从而出现较大的差异沉降。

而在路基断面上，往往迎水面填土高度小于背水面填土高度填筑是出现路肩一侧高一侧低，这种条件下也在路基横断面上会出现差异沉降。山区陡坡地基上的路基是这种情况的典型例子。

1.2水文与气候

路基设计的一般要求为：具有足够的整体稳定性；具有足够的刚度；具有足够的水温稳定性。可见水文和气候条件对路基稳定性的影响是显著的。路基在地面水和地下水的作用下，其强度将显著降低。特别是在积极性冰冻地区，由于水温状况的变化，路基将发生周期性冻

融作用，使路基强度急剧下降。

路基和路面的损坏的一大原因是水的入浸和冲刷造成的损坏。如降雨过大、洪水过猛等，都可能使路基中的细颗粒流失，产生不均匀沉降。尤其在夏季，路面经常遭受强降雨的冲刷，雨水侵入路基造成路基浸水和软化，局部下沉塌陷；同时渗流也会带走一部分土颗粒，使填土的孔隙率增大，在荷载及自重的作用下压密，也会造成不均匀沉降。

1.3施工原因

1.3.1填料选择

施工中没有选择合适的填料，如在填土中混入种植土、泥沼土等，由于这类土抗水性差，强度低，路堤容易出现塑性破坏和沉降破坏，另外填土的鸡胚不均匀造成填土空隙率增大，在一定时期内可能造成局部明显下沉，从而产生差异沉降。

1.3.2施工工艺

施工工艺对路基沉降的影响比较大，主要表现为填筑顺序不当，分层压实厚度过大，土石混填不满足规范，施工中未按要求做好排水措施，压实不足，填挖交界未按设计要求设置台阶和布置土工格栅等。

1.4路基防护工程不同步和不完善

由于防护工程和路基施工的不同步，造成路基暴露，受雨水直接冲刷，将会出现边坡部分开裂，局部滑塌及路堤的不均匀沉降。

1.5设计方面原因

如验算和计算所需的地质条件、土工试验资料不能真实地反映现场实际情况时，就会造成设计不合理，从而产生路基病害。

2. 路基不均匀沉降的控制措施

2.1正确处理原有地基

原有地基的处理是正确进行路基施工的准备工作，也是保证路基施工质量的前提条件。对于原地地基的处理，首先要对原有地基进行详细的调查，确定原有地基上的类型。对于不良土质必须予以清除，然后换填符合设计要求的透水性材料。当路堤填筑高度不超过一米时，应将路基范围内的杂物、植被等全部挖除。如发现地洞、裂缝等，应进一步探明情况，采用符合条件的土进行回填压实。由于高速公路的建设大部分位于野外，原有地基也以耕植土居

多，因此一般采用清除表土30cm后进行换填。如有必要设置砂砾隔层，则应根据现场土质情况仔细处理，不留安全隐患。由于野外环境影响、特别是山区地段，地势起伏比较大，则对原有地基需要按规定要求挖成台阶状，台阶的尺寸根据原有地形和土质而不同，但一般宽度不宜小于1米，并且台阶顶面应挖成向内倾斜坡度，进行分层压实，同时做好检测工作。以此保证路基填料与原有地基的紧密结合，避免路基失稳而造成滑移。

2.2保证施工质量

保证施工质量是保证路基使用功能正常发挥的决定性条件，也是高速公路施工中的重点工序。保证路基施工质量，在施工阶段主要包含路基填料选取、含水量和压实度控制、排水处理三个方面。

对于路基填料，在保证级配比合理的情况下，应采用砂砾及塑性指数符合规范要求的土，不得使用耕植上、淤泥、有机土等不良土质。在特殊情况下使用特殊土质时，也应根据现场情况进行实验分析，控制最佳含水量。同时，选取的填料中透水性差的土，如填在下层时，其表面应做成双向横坡，以利于来自上层水份及时排出路基。由于不同土质具有不同的强度，在填料选层时，应保证强度大的上填筑上层，强度小的上填筑下层。

含水量和压实度控制是一个关键工序，没有一个完全统一的理论值，只有根据实验段结果和实际现场条件进行合理确定。根据以往经验，施工时含水量应高于最佳含水量1%左右，避免出现上体压实时含水量低于最佳含水量的现象，这将造成土粒间的润滑作用不足，土粒无法熟聚，也就难以达到最大密实度；相反，如果土体含水量过大，又会导致土粒被水膜包裹而间距较大，也不能达到最大密實度。从技术方面讲，高速公路路基压实度达不到要求是造成路面局部沉降和过早破坏的主要原有之一，对路基整体质量的好坏具有重要意义。而压实度又是比较难以掌握和达到的指标，受到路基含水量、下承层强度、碾压机械选择和碾压方法等多方面的影响。在现实施工条件下，一般可通过选择合理的压路机，试铺实验路段确定松铺厚度和碾压遍数等方式解决压实度问题。

路基的强度和稳定性与水的关系十分密切，水的作用是路基形成不均匀沉降的主要原因之一。因此，在路基施工中做好排水处理，对保证路基的稳定性具有重要作用。根据水源不同，影响路基稳定性的水流分为地面水和地下水。对于地面水，在设计和施工时，必须考虑将其排出和拦截在路基用地范围之外，并防止地面水漫流和下渗。对于地面水的排出，在路基施工时主要采用设置排水沟、截水沟、边沟、跌水和蒸发池等形式，并结合当地水文条件和道路等级等具体情况，就地取材，以防为主，稳固适用。对于地下水的排出，主要采用设置暗沟、渗沟和渗井等形式。在高速公路路基施工时，对于排水设施的选择，一般包括地面排水和地下排水设施的协调配合，同时兼顾与防护工程的相互配合，以及与沿线水利设施的合理衔接。既要保证将水排除在路基之外，又不能对沿线既有水利设施带来重大影响，是一个综合考虑的结果。

2.3路基的养护与管理

路基是一种土工构筑物，既要承受路面传下来的交通荷载，又要承受各种自然条件的影响，因此路基的养护与管理也具有一定的复杂性，是一个长期过程。为了使路基及其附属设施处于正常状态，保证交通的顺畅，对路基应进行日常检查和定期变形观测，将病害处理在初发阶段。以预防为主、治养并重为出发点，多做预防性工作。对于路面车辙、裂缝、排水沟堵塞等小病害，应立即进行处理，切不可放任不管，以致口后酿成大问题；对于滑坡、泥石流、岩石崩塌等大病害，则应进行详尽的勘探实验，合理组织施工，及时处理。路基的不均匀沉降与水具有密不可分的关系，因此，如何在日常养护中减少水对路基的影响就显得尤为重要。比如，养护人员应时常关注天气变化，特别是雨季时节。每年雨季前，应进行一次全面检查，保证排水设施的畅通。大雨期间加强巡逻，同时对雨量进行观测，同时做好路基的变形监测，时刻掌握路基变形状态。

3.结束语

路基沉降是影响路基路面强度和稳定胜的一个十分重要的问题，我们应从设计方法与施工两个方面着手，分析路基沉降造成的原因并采取切实有效的措施，以避兔及减小路基沉降的发生。

参考文献：

[1] 冯春成.公路路基沉降的成因与防治对策[J].黑龙江交通科技，2007，（08）：43-44.