高填方路基沉降变形预测及控制标准分析

郑明强 高建平

摘要： 社会在进步，我国高速公路的建设随之不断发展，延伸范围越来越大，与此同时，也因为地势的不同选用了高填方路基的方法。实际施工中，高填方路基也凸显出了诸多的问题，尤其是在沉降变形预测与控制标准方面。建筑企业结合实际的情况，审视了工作的每一个环节，找到施工中的优缺点，根据高填方路基沉降的影响因素及时做出准确的预测，严格按照控制标准操作，提升整体的建筑质量，满足社会多样化的需求。

关键词：高填方;沉降变形预测;控制标准;分析探究

一、前言

经济发展的前提下，公路这一基础建设给人们的工作与生活带来了便利，其施工质量直接关系人们出行的安全。我国的部分公路施工中，受到地形起伏等因素限制，开始运用高填方路基的方式，以节约土地资源、避免了环境的破坏[1]。但是，高填方路基施工中经常出现沉降变形的情况，影响公路的质量，需要建筑企业合理运用先进的技术对其分析、计算，实施有效的控制，才能保证解决安全问题，提升施工水平。企业要根据施工地区的实际情况，将时间与空间结合，做好沉降变形的预测，保证了施工的质量，满足的人们的需求也提升了安全性。

二、高填方路基沉降变形机理

建筑企业在公路施工中，地基受到工程基础荷载影响而产生内部的变形，随之出现沉降的现象，也就是所谓的基础沉降[2]。天然土壤的结构是众多的矿物质颗粒组成的，其中有许多的缝隙，也充满了水、气，形成了一个完整的体系。当土壤颗粒与水组合，加上颗粒之间有胶结物，而构成了土骨架。施工时，土体受到了外界荷载的作用，开始发生连锁的反应，首先天然土体系中水承受住一定的荷载，然后剩余的荷载则被土骨架分担。在荷载持续不断的作用下，孔隙间体积逐渐变小、土颗粒开始重新排列，导致整体的骨架开始错动不稳，出现了高填方路基沉降变形的情况。

此外，土壤中部分黏性土的厚度大，水开始渗出，孔隙间的水压逐渐降低，不断在土层结构的内部传递，形成了不稳定性[3]。土体结构受力为后，开始出现不同程度的变形，主要是体现在形状、体积这两方面。其中，形状变形是指土体结构承受了剪应力，当超过其所能接受的最大限度时，整体结构开始崩塌，严重损坏。体积变形是土体结构受到了正应力，使体积被压迫而变小，但不會损坏到整体的结构。实际施工中，沉降量较大说明土体容易被压缩，同时，荷载小，那么沉降情况就不明显。

三、高填方路基沉降变形预测

基于对高填方路基沉降变形机理的了解，建筑企业要根据施工路段的实际情况及工作环节进行合理的分析，做到全方位的预测，以提升项目的整体质量。

（一）施工路段监测点的合理设计

建筑企业在进行路基沉降变形预测时，需要在施工路段设立多个观测断面，保证了解整条线路所在的土体结构，才能得出准确的数据。工作人员沿路纵向设置监测点，将分层标、地面沉降板等埋在路基中央[4]。此路段两侧的边坡应埋设分层沉降板，同时将水平位移边桩设置在路基坡处。在做好这些准备后，在建筑施工前后设立监测点，了解周围的环境，最后开始进行沉降量的预测，以保证得出准确数据，给企业提供科学的依据，从而找到有效的处理办法。

（二）探究高填方路基沉降的特点

根据路基的沉降特点，建筑企业采用了与之相符的预测办法。高填方路基施工中，根据沉降的规律，企业发现随着建筑高度的增加，变形的现象会更加严重。施工中的荷载量给土体结构带来了一定的压力，也使路基出现了沉降的情况，同时分层路基中的厚度大，那么沉降量也随之变大[5]。路基在施工受到持续的压力，加上原路基的影响，使沉降量不断变化，需要企业注意观察与预测。如果原路基是软土结构，那么沉降情况会更加明显，随着土体被压缩变形，那么离路基中线越近，沉降现象越严重。这时，两侧的沉降量虽然较小，但是在土质不均匀的路段中，土质软的区域变形也会明显。因为沉降量与土结构的密度等有着关系，那么，加强下层路基的压实度，在一定程度上加快沉降速度，建筑企业对其进行有效的处理，提升了路基的稳定与安全性。

（三）实施监测施工情况

建筑企业在施工时，将天然路基进行了换填，根据之前设置的地面沉降板的观测，得到了在不同高度时沉降变形的数据[6]。企业根据施工的要求，结合变化的沉降量，通过观测留意沉降速度是否在每晚1.0 cm这个范围内。路基两侧边坡的分层沉降板也开始了不断的变化，企业以此为依据了解到了此路段的分层沉降数据。分层沉降板的变化下，建筑企业得到了土体纵向的沉降量，以预测施工时可能出现的变形情况，做好相应的准备与处理措施。土体断面皮脚的水平位移柱可以完成相应的监测工作，以得到坡角的水平位移速度（如图1所示），看此数值是否小于0.5 cm/昼夜。通过实时的监测，如果每天的水平位移速度超过了这个规定的数值，那么必段停止施工[7]。在预测时，建筑企业对于埋设的设备等，都要做到初始数值的记录，每一个施工环节完成后，都要进行监测，直到整个工程的完成。在施工中，如果遇到了特殊原因而停止施工，那么每3天对沉降板进行一次监测，保证数据的连续性，以提升后期施工的质量。

四、高填方路基沉降控制标准分析

（一）规范天然地基处理标准

施工时，建筑企业除了要对沉降变形进行预测之外，还要严格按照沉降进行相应的操作与处理，才能保证高填方路基的整体质量。在对天然路基进行处理时，要根据土体的结构，选用合理的办法，尤其是软土地，要特别注意。天然土体在处理后，企业要对其强度、稳定性、变形现象等方面进行检测，同时注意与水结合后的情况，保证满足沉降标准[8]。实际处理中，建筑企业会遇到不同情况的路段，就应选用最恰当的处理方法，例如，要考虑到地区的气候、环境、地质条件、施工材料、设备等。根据多方面的分析，建筑企业可以结合实际情况，运用表层处理法，控制施工时变形的情况，有利于提升土体的抗滑能力，保证了施工的稳定性。沉降控制的办法中，还有固结排水、凝固、反压护道等多种方法，需要企业根据施工与土体的情况进行选择，提升高填方路基的质量。

（二）压实度与填料的控制标准

压实度这一方面，建筑企业根据公路的承载力及其强度来操作，同时还要结合施工的进程与速度，才能符合沉降控制标准。建筑企业在进行分层施工时，对前一层进行压实（如图2所示），然后待其强度、深度满足了标准后，再开始叠加第二层，做到逐层操作。对每一层都要进行压实处理，建筑企业要注意每个环节的操作，使其强度过到控制标准，提升施工的水平与质量。压实度有所保证，建筑高度增加时，也能有效的控制沉降量，保证了高填方路基的稳定性，满足了人们对安全的需求。建筑企业在控制压实度时，对于分层施工的填料属性、密度、含水量等都要有一个彻底的了解，选用在标准范围内的材料。建筑企业填料的选择上要严格按照沉降变形控制标准操作。在进行填料的选择时，要提前做相应的实验，例如，液限、击实、承载等，保证其能满足建筑的需求，减少沉降情况的发生，提升施工的质量[9]。建筑企业要优先选用CBR值较高的填料，同时要求其中的碎石量要达到50%左右，施工要注意均匀。建筑企业要严格把关，避免使沼泽土、生活或建筑垃圾进行填充，而且当液限超过40%、塑性超过25的填料也不能使用。

（三）路基施工程序的标准分析

实际施工中，建筑企业要根据对沉降情况的监测，选用多样化的办法计算出为相应的总沉降量，例如，系统分析、地基参数反演、曲线拟合等。在这些科学的测算方法下，建筑企业结合施工要求等内容，得出了工程完结全的沉降量。为了保证高填方路基的稳定性，根据相关规定，建筑企业要在施工完成后，将桥头堤沉降量控制在10 cm以内，长路段在30 cm內等。但是，对于部分路基沉降量进行监测与计算时，可能出现数据的误差等情况，降低了准确性。

在这种情况下，建筑企业要根据实际沉降的情况，控制分层施工等环节的速度，例如，柔性路面基层的处理中，应做到三个月内沉降度不超过5 mm/d。施工中，建筑企业要做到上下行车道的半幅施工，保证另一侧车辆的正常通行，也可以选用全幅的方式，但是要在路侧布设临时通道。建筑企业要根据填料位置、稀疏程度等，设计好车辆的形式与路线，避免施工荷载对路基上层的扰动。

五、结束语

建筑企业高填方路基施工中，经常会遇到土体持续受到荷载作用而出现沉降与变形的情况，使公路的安全与稳定性下降。面对这种情况，建筑企业开始重视沉降变形的预测工作，对施工路段的土壤、环境等做了详细的勘察、分析，结合工程要求，得出沉降量的准确数据。建筑企业以此为依据，注意观察每一个施工环节中的沉降量情况，严格按照控制标准，以保证高填方路基的施工质量，满足人们出行的需求，提升了安全性，促进了经济的进步。

参考文献：

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[8]步艳洁，刘红艳，万志辉.基于灰色理论的黄土高填方地基沉降变形预测研究[J].辽宁工业大学学报（自然科学版）， 2015，35（05）：328-331+343.

[9]万志辉，刘红艳，步艳洁.基于灰色理论的黄土高填方地基沉降变形预测研究[J].路基工程， 2015（04）：194-198.