公路填筑路基沉降监测与施工控制技术

高久众

(桐柏县公路管理局，河南 南阳 474750)

0 引言

公路路基是带状构造物，以公路线路位置为基准，借助相应的施工技术，经过施工修筑后作为路面基础，对公路起到保护作用，是公路建设的基础。土或石料是路基的常用材料，在建设公路路基时，须与当地的地质、水文、气候等条件相互结合，对施工材料进行详细挑选，进行准确的设计之后，保证后续施工过程的顺利进行。路基主要分为3种，即土路基、石路基和土石路基。对于路基沉降的控制，必须采取最佳方式，严格把控施工效果。

1 公路路基沉降概述

公路路基浅层和深层分别为土石结构和承重力较弱的松软泥土层，为了提升最终的荷载能力，需要填埋大量的岩石，以增强整体的硬度和强度。在公路运营过程中，路面行驶的车辆，会对路面进行施压，减小了土石之间的空隙，不均匀的沉降随即出现在路面，带来不同程度的病害现象。在较长时间的承压下，填埋的岩石空隙之中会进入泥土，路面坍塌加剧，给车辆通行带来了不便，影响其安全性与便捷性。

一般来说，公路路基沉降受到自然因素和人为因素的影响较大。自然因素是温度、空气、湿度、雨水等，会对自然形成的土石结构造成影响，加上路基自身含水量较高，在冲刷、风化、物化作用下，容易出现沉降。人为因素指的是在施工中，由于施工人员技术不达标、态度不重视、机械性能不足等原因导致路基承力能力较弱，与设计的应力要求误差较大，难以满足施工需求，最终使得路基质量大大降低。

2 公路填筑路基沉降监测方法

2.1 沉降板

沉降板监测需要用到的工具主要有3种，分别是底板、金属测杆和保护套。在需要进行沉降观测的路基中埋设沉降板，完成路基的一层施工后，再次进行开挖，到达原层表面即可停止。通常来讲，1 m×1 m为开孔尺寸，将第1块沉降板进行埋设，借助性能合规的水准仪，对沉降管的垂直度变化进行有效控制。完成埋设施工后，使用碎石填料，回填挖孔直到原高程，以填筑路面为基准，沉降管的顶端应高出一定距离，为了避免破坏沉降管，可以使用钢盖，直接保护沉降管的顶端，之后在填筑每层路基的时候，逐步套接沉降管。

2.2 测斜管

利用测斜管，在固定位置，土体结构的倾斜程度能够被准确反映出来。如果路基出现沉降，路基变形会导致测斜管随着变形，倾斜角度将产生于管道内部，测量前后变化测斜管两端的水平位移差，使路基沉降变化状况得到有效展现，以便于准确控制。

2.3 全断面沉降管

将柔性导管埋设在路基中，对地面的不均匀沉降变化状况进行观测，在导管内使用拉弦控制探头，通过水平运动，获得各个测点和基准点之间的位移变化，通过对应的数据，判断和计算沉降变化情况。埋设测线的时候，应准确定位测线位置，50 cm和60 cm分别为开沟的宽度和深度，放置好沉降管后，回填沙土并进行压实。路基沉降观测的基准点应距离沉降管较近，同时不受路基沉降影响，选择大直径的高压水管为沉降管，保持沉降管的形状稳固，不出现变形。

2.4 边桩

以填筑路基的坡脚位置为基准点，布设边桩的时候，应保持一定的间距，一般为2 m，找准路中线，确定为垂直方向的左右两侧。测量设备选择为经纬仪，保持边桩的连贯性，使其处在一条直线上，预制边桩采用混凝土材料，将侧头预先埋设在桩顶位置，深度为地表以下1.2 m，桩顶漏出地面的高度小于10 cm。借助测量设备，对相邻边桩之间的高差变化进行控制，得到相应数值，在整合分析的基础上，评价路基的整体沉降状况。

3 公路填筑路基沉降控制措施

3.1 强夯法处理路基沉降

强夯法在加固路基中应用较多，在短时间内，能够将巨大的冲击能量作用到路基土体上，这种方法产生的效果比较快速，路基土体会受到冲击产生的不同的波型能量波，从而对土体进行加固，达到一定的密实性。夯击产生的波主要分为2种：体波和面波。路基在冲击荷载下，在规定范围内，会出现动力响应，改变了土体的特性，路基最终被加固。在实际控制的过程中，需要选择合适的夯击设备，对其类型和性能进行检测，保证能够符合施工要求，提高施工效率。与实际工程相互结合，6～7次为对单点的夯击次数，保持夯沉量的稳定。这对保证施工质量和提高施工效率有着重要的意义。

3.2 土工格栅处理路基沉降

为了提高路基的整体强度，可以铺设土工格栅以此来控制路基的不均匀沉降。在旧路加宽中的新老路基搭接或者处理填挖结合部位路基的时候，使用这种方法，不仅能够加筋，还能使路基变形减少。因为土工材料的抗拉伸能力较好，能够阻挡路基的变形，保持土体的稳定性，加上内部格子空隙，可以对路基中较大粒径碎石进行固定，在施工过程中不同施工层会处于相对稳定的状态，防止发生剪切变形的现象。

3.3 水泥搅拌桩法

在加固软土地基中，水泥搅拌桩应用较为广泛，能够有效控制沉降路基。主要机理是：在水泥的水化热作用下，路基土发生一定的化学反应，形成复合地基，强度较高，能够对桩体加固，使周围土体强度得到提高，路基的承载力明显增强，提升了稳定性，沉降现象得到有效控制。实际施工中，喷浆法和喷粉法常常用到，将桩体打到路基土上，强制性搅拌软土和固化剂，发挥出加固的效果。结合工程情况，采用湿法加固性更强，添加的水泥剂量能够得到更强、更好、更灵活地控制，能够得到更高的搅拌均匀性，实现良好的成桩质量。

3.4 预压施工

在填筑路基的时候，需要选择型号规格合适的大型压实机械，有效预压路基，经过全面碾压，完成路面施工后，能够防止出现明显的沉降现象。实际施工应注意一些要点，比如控制沉降量和预压时间，将这2项指标控制在规定范围内，使路基填筑质量达标，加快施工速度，提高施工效率。通常使用的是胶轮301型压路机，来回反复压实路面，控制合适的时间，根据工程实际情况进行确定，时间不足，压实度会受到影响；时间过长，施工成本会增加，只有在最佳时间内，才能以合理的成本实现最理想的压实效果。

3.5 控制沉降精度和沉降发生率

要尽量缩小填基当中存在的空隙，降低土石的水分含量，使其达到最大密实度。对公路路基沉降的控制，应重视沉降量和沉降发生频率，在准确预测的基础上，将沉降发生频率控制在最小范围内。一般来说，沉降量与精度呈反比关系，即精度随沉降量的缩小而升高，因此在填筑路基的时候，应控制土量填压厚度在5 mm范围内。随着路基厚度的增加，越来越小的沉降量会带来更加精准正确的观测精度，最终控制路基沉降量小于40%。施工后期，应进行水位测量，选择1～2 mm的路基厚度，将各项数据进行整合，绘制出最终的水位曲线图。竣工时候，间隔7-10 d观测1次每层土的状况，预测出对应的沉降量，实现理想的控制效果。

4 结语

对于公路来讲，保持路基稳定至关重要，不仅决定着道路的使用寿命，还影响着车辆的运行质量。沉降问题在路基中很常见，会使内部结构遭到破坏，降低其坚固性，不利于车辆的舒适通行。因此，必须加强检测工作，对各个部分的性能进行研究，在全面分析的基础上，采取针对性的质量控制措施，将沉降控制在最小范围内。还须加强各方面资源的整合，全面提高路面质量，达到理想的施工效果，满足社会对交通的舒适、安全、便捷的需求。