高速公路路基沉降的因素与防治措施研究

张健

（安徽省公路工程建设监理有限责任公司 安徽合肥 230051）

高速公路作为我国交通运输的基础设施，在我国占有举足轻重的地位，更是作为我国的基础设施之一。且高速公路在我国四通八达，几乎随处可见，因此，其安全性一直是国家考虑的重点问题。而路基的存在使高速公路的安全性得到大幅度提高，但是当路基发生沉降的时候，会对高速公路带来更大的危害，因此，专业人员需要更多的收集相关数据，加强研究。

1 高速公路路基沉降的危害

1.1 缩短高速公路寿命

当路基没有被破坏的时候，高速公路上的车流量以及承载重量在合理的范围内时，其路基是可以承受的，受力比较稳定。但是当路基发生沉降之后，其内部的受力就开始发生变化，高速公路的路面在路基内部受力不平衡的影响下，应力发生变化，主要在路基沉降的地方，使路面的强度与平整度发生变化，减少高速公路的使用寿命。一旦下沉比较严重，则就需要对高速公路进行保养与维修，增加费用。

1.2 降低行车安全性

当路基发生沉降的时候，会在结构物和两端顺接路堤之间形成沉降差，最后形成桥头跳车，会使行车速度下降，发生交通安全事故。同时，行驶过程中的汽车会在桥头产生瞬间冲击，对路面和伸缩装置造成破坏。在高速公路上，规定的行车速度是在80～120km/h之内，且不可以低于100km/h，这样的速度行驶的车辆惯性会很大，汽车一旦发生跳车，就会非常容易造成交通事故。

1.3 加大高速公路施工难度

在高速公路施工期间，会有大量的重型机械参与到作业里来，导致在那个时间段，地面的受力比较大，易发生地基的沉降。特别是在南方施工，遇到梅雨季节的时候，路基脱空的地区比较容易形成严重的积水区，导致排水功能受到阻碍。在这样的情况下，就必须要借助于排水囊才可以减少路基的排水量，这就会使施工难度加大，使施工进度延长。

2 影响高速公路路基沉降的因素

2.1 地理位置

高速公路在设计的时候，会将沿线地形、地貌与海拔高度都考虑进去。在一般情况下，平原地区地下水位是偏高的，比较容易积水，且很难排水，在选择路面结构层的原料时，一般会要求水的稳定性比较好。而丘陵地区地势是有很大起伏的，填土量比较多，路基稳定性不好。

2.2 地质条件

就地质因素来说，影响地基的因素有很多，即岩土的内部结构、节理裂隙的发育程度、风化程度、物理力学性质和岩层的产状等。比如，当遇到没办法满足承受力的深层软弱土层的时候，需要进行振冲置换，对于埋藏比较深的破碎风化的岩层边坡使用锚网喷的办法处置。

2.3 水文气候

对于水文气候影响地基的因素也很多，比如温度与湿度、降雨量、每天太阳的找热量和水汽的蒸发量、冰冻的深度、风向风力、河流洪水的水位、地面积水的情况与地下水的活跃程度等。在冬季，温度一般比较低，水分不容易被蒸发，就比较容易形成硬冰层；在春季，温度不高也不低，水分既没办法蒸发，也没办法形成，就只能以水的形式聚集在地基中，没有办法渗透到路基下面，这会影响路基的稳定性。对于地下水比较丰富的地区，应该重视渗流水力的坡度以及临界水力的坡度，这就需要相关部门对动水压力产生的泥沙与机械潜饰防护好，避免在基坑底部发生流动的情况或者土层内部形成管状空洞的现象。同时，在裂隙水比较丰富的区域，应该关注裂隙水与岩溶水的发育情况与排布的规律，做好预防措施。

2.4 设计及施工方案

在对高速公路的路基进行设计的时候，需要考虑的因素有很多，这么多因素都会影响路基的沉降。当设计的路基断面尺寸不合适时，边坡的坡度不具有合理性，应对降水与排水的措施不充分，进行路基施工的施工工艺不佳，高填方路堤未展开稳定性的计算等，都会在一定程度上影响路基沉降。同时在进行填料工作的时候，填料材料的选择与填料含水量的管控也是很重要的。当遇到粘性土质的时候，主要是由液限含水量与塑性含水性来决定其稳定性；但是对于粗粒土与巨粒土来说，稳定性是与级配情况影响的。同时在进行路基的压实工作、施工的降排水、进行路基的防护工作都是维持路基稳定性的关键因素。

3 路基沉陷防治措施

3.1 灌浆法

在进行灌浆的时候，钻孔的位置要求很严格，需要严格对准相应的位置，位置的偏差不可以大于25cm，且钻孔的斜率偏差不能超过0.3%。当找到进行灌浆的区域的时候，需要根据间隔距离来确定梅花形钻孔的位置，在路面上，可以布置双排空隙，沿着路边缘的地方设置单排孔隙，然后从路的边缘逐渐向着路堤那一边以2.5m为间距进行排布。选择的钻孔大部分应该是垂直的，直径应该在15～85mm之内为最合适的，然后根据设计标准当钻孔装置钻到预计的深度的时候，可以插进25mm为直径的PVC管材。之后在插入的塑料管壁内钻一个小孔，上端大约为2.0m作为无孔管系。然后使用泥浆封闭处理管隙，并且保证封孔的深度在1.45～1.65范围内。等待一段时间，确保泥浆凝固之后，就可以开始灌浆。

在进行灌浆的时候，需要做好准备工作，其中最主要的就是对使用的装置、仪器、管路、原料与水的监测工作。在进行灌浆的时候，需要持续进行操作，一般需要选择单管灌浆模式。当在灌浆的时候，出现了跑浆的状况，就必须马上停止操作，然后等一段时间，当灌注的泥浆完全团结之后，再接着开始工作。对于在此灌浆的行为，在进行第二次灌浆之前，必须要对泥浆进行调整，以保证与第一次使用的泥浆调配相同，一旦不一样，就会比较容易出现裂缝的现象。

3.2 换土复填法

在进行填土工作的时候，发现填筑的土质不符合标准，在这样的情况下，路基已经出现了沉降，但是沉降范围小且比较浅的时候，可以直接进行换土复填的方法。也就是将之前不符合标准的土质全部清理掉，然后选取符合标准的土质进行填筑。一般情况下，使用的是等级配比相对较高的砂砾土、塑性指数能够完全符合标准的亚黏土等。在采用这种施工方法的时候，需要逐渐增加回填土的挖补面积，且应该采取逐层挖掘的方式形成台阶样式，从下边到上边，一层一层的开展填筑工作，并且严格处理压紧工作，其标准需要大于之前路基压实标准的1.5%。

4 结束语

综上所述，当高速公路的路基发生沉降的现象的时候，其造成的危害是很大的，不仅会影响高速公路的使用时间，而且比较容易造成严重的交通事故。因此，相关部门应该重视起来，在充分了解具体情况之后，采取预防措施。