公路路基路面沉降原因及施工控制要点研究

文/汤红

1 前言

在我国公路交通运行压力不断增大的背景下，项目建设施工质量控制要求也不断提升，但是由于技术层面影响，使得公路路基路面在长期运行中出现沉降现象，从而给交通运行安全带来较大隐患。路基沉降分为两类，第一类为自然固结沉降，第二类为施工过程控制不当造成，第一类沉降为自然现象不可避免，因此从施工层面落实控制措施，完善技术管理体系，尽量规避人为因素影响带来的质量问题，是公路工程建设开展的基本要求。

2 公路路基路面常见质量问题

2.1 公路路基常见质量问题

公路路基在实际运行中出现问题主要集中在下沉方面，在发现而不及时或处理不当的情形下，会对行车安全带来较为明显的负面影响。路基沉降现象多存在于路面两侧位置，由于受力不够均匀，使得路面整体断裂，影响公路交通的正常运行。同时，在公路工程建设较为复杂的区域，还存在有软土层地质结构，施工过程中如果处理不当，同样会在后续运行过程中出现问题。这些问题产生的原因，主要是由于施工技术应用不当或者养护措施不到位造成的[1]。

2.2 公路路面常见问题

公路路面常见问题较为复杂，通常情形下，有路面裂缝、路面沉降不平、路面隆起等多种现象。首先是路面开裂问题，路面开裂是公路路面运行过程中较为常见的问题，开裂时间、开裂程度和类型都存在明显不同，多数情形下，开裂现象多出现于高填方及开挖少的施工区域，对道路交通安全产生明显影响；其次是路面沉降问题，这主要是由于路面施工精细化程度不足、路基建设质量不当造成的，在沉降较为严重的区域，不仅会影响驾驶舒适性、造成通行缓慢等问题，还会使得安全隐患加大、事故增加；最后是路面隆起现象，这主要是由于施工技术选用不当、施工材料不合理或天气因素等造成的，同样会对交通运行安全造成影响。由此可以看出，公路路基路面沉降问题所带来的影响较为明显，是公路工程施工中需要重点控制的方面。

3 公路路基路面沉降机理

3.1 路基变形机理

公路路基变形多存在于沟壑地区，由于这种地质条件下的土壤结构相对较为松软、密度较低，在工程施工过程中，如果不能合理控制填料质量，或者在施工中对填料的压实不足，填料未能完全深入土壤结构中，那么在施工材料、压实度不足及土壤结构的共同影响下，就会使得路基负荷无法满足质量控制要求。而在实际运行中，重型车辆长期碾压作用较为明显，会直接造成路基的变形或下沉[2]。

3.2 路堤变形机理

路堤是路基顶面高于原地面的填方路基，也是公路施工质量控制的重要区域。在工程施工中，通常将普通的粘性土作为台背填料土。但是，在具体施工过程中，由于地质条件、施工环境温度、湿度等因素影响，普通粘性土的质量难以控制，在公路工程投入运行后，会明显受到外部因素影响而产生变形现象。同时，在工程施工中，由于填料选择不当或者压实不到位，也会造成路堤的变形，影响公路运行安全。

4 公路路基路面沉降现象产生的原因

4.1 设计因素影响

设计方案是施工组织和质量控制的基本依据，会对路基路面沉降产生直接影响。在设计方案中，如果没有完全依照相关规范执行，未能综合考虑施工现场环境中地质条件、温度等方面因素影响，将会使得施工过程存在偏差。同时，在高填方路基、软土地基等部位，设计人员还应当有针对性地设计，如果这方面设计不够合理，将会使得公路在实际运行中出现明显的沉降现象。另外，在设计方案中，设计人员应当针对不同路段地质情况做好施工工艺和材料配比方面的调整工作，以尽量避免公路路基路面出现沉降现象。

4.2 路堤部位地基处理不到位

路堤是公路运行过程中较为容易出现沉降的部位，其原因主要集中在如下方面：一是地面的土质较为疏松，没有严格依照质量控制要求进行压实处理，在原路面处理不当的情况下，就直接进行路堤填筑；二是在地面横坡比大于1∶5 的特殊路段中，没有对路面路基进行特殊处理，没有将路面进行台阶状改造，使得填料与原路面之间无法充分结合，最终造成位移现象，使得路基路面出现沉降；三是在施工开始前，对路基表面的处理不够规范，没有完全将杂质清理干净，由此使得路基路面在长期运行中受到破坏，出现不同程度的沉降现象。

4.3 材料选用问题

施工材料选用对施工质量具有直接影响，在工程施工中，常会由于两个方面问题，造成路堤填料与施工要求之间不够匹配。这方面问题产生主要有两个方面原因：一是在工程施工前，所选用的填料质量无法满足工程建设基本要求；二是在填料施工时，所选用的施工工艺匹配度不足，从而造成路面压实度不足，出现路基沉降现象。

4.4 压实不足

在施工过程中压实度控制不足是路基路面沉降产生的重要因素之一。多数情形下，施工人员都能够依照施工规范要求进行压实处理，但是在具体施工中，压实度受填料水分、施工温度、机械设备性能及压实厚度等多方面因素影响，压实度不足，进而使得地基土层中依然含有大量水分，整体上依然存在明显的松软现象，在道路流量较大或大型车辆碾压时，就会出现明显的路基沉降现象。

4.5 其他方面因素

公路工程施工工程建设类型和路基路面施工影响因素复杂。例如，在山区公路施工靠近山体一侧的公路路基中，基础较为沉稳，不会形成明显的沉降现象，而另一侧多是属于软土地质类型，土质较为松软，因此施工人员必须对地基进行台阶状处理，确保路基结合部施工质量满足实际运行要求，避免裂缝现象的存在。

5 公路路基路面沉降现象施工控制要点

5.1 制定科学的施工组织方案

科学组织施工方案，是确保公路工程建设质量的基本前提。在现场施工开始前，施工方要组织施工技术人员和管理人员深入学习设计方案，做好周边环境调查工作，明确地形、温度、湿度等方面的具体参数和变化情况，根据现场情况制定施工方案；针对施工过程中需要重点控制的环节，需要有针对性组织，确保施工方案更加严密，为工程施工现场管理奠定良好基础。另外，还要强化施工人员技能培训工作，对于新型施工技术应用，应当明确技术应用要点，避免由于人为因素造成施工质量控制不足。

5.2 强化前期准备工作

在公路工程施工开始前，除了要做好机械设备和人员方面的组织工作外，还应当重点强化路基处理工作。对于施工现场较为混杂，施工条件无法满足工程建设要求的情况，应当及时清除杂草、石块及其他影响施工质量的杂物。对于横坡比大于1∶5 的特殊路段，工作人员应当先进行台阶状处理，根据工程设计要求和现场情况，确定具体台阶处理方案。通常情形下，台阶设计宽度需要控制在1m 以上，以此才能够更好地确保台阶稳固性，尽量避免沉降现象发生。

5.3 强化材料质量控制

施工材料对公路路基路面沉降现象的产生具有直接影响，只有从填料质量方面入手，才能够从根本上提升路基路面抗沉降水平，确保公路运行安全。依照当前公路工程施工标准要求，路堤填料的液限指数应当控制在50 以下，而塑性指数则应当控制在26 以下，满足路基施工的基本要求。另外，在填料中不能出现淤泥、腐殖土、冻土等对路基质量有影响的土质类型。在进行施工浇筑时，相关设计人员应尽量避免复杂的结构层设计，将劣质土层铺设于下方，而优良土层铺设于上方位置，满足后续路面施工要求。

5.4 合理应用土工合成材料

在路基施工中，应当选择合适的土工合成材料，有效防止路基不均匀沉降现象的发生。以聚乙烯、聚氨酯等人工合成为原材料的土工合成材料，具有较强的抗拉伸性能、耐腐蚀性能，将其应用于软土路基施工中，能够提升路基表面的水平剪应力，避免堤身失稳现象发生，同时还能够使荷载分散，提升路基承载力。另外，土工合成材料在应用于路基土质边坡的防护时，可以采用拉伸网草皮、固定草种步和网格固定撒种等方式，能够有效防止水土流失，达到较好的施工效果。

5.5 强化对路基压实的处理

路基压实处理质量对路基路面沉降效果控制具有重要影响。在具体施工过程中，施工技术应用需满足如下方面要求：施工过程要严格依照国家和行业标准规范进行，确保施工流程组织有序进行，提升整体施工效率；根据技术要求和施工现场情况选择合适的机械设备，做好施工过程中填土的含水量和松铺厚度检测工作，及时调整压实方案，确保压实度达到设计要求和标准；强化施工质量监督管理，由专人对每天的施工结果进行检查，确保施工质量控制达到较高水平。

5.6 加强细节方面的控制力度

施工细节方面的控制，能够尽量避免工程后期运行中出现问题。特殊施工路段的路基处理是施工控制的重点方面，在填土作业时，必须保持结构的刚性要求，采用砂石桩法、预压法或超载预压法等措施，提升填土作业质量，降低路基沉降现象发生的概率。另外，在施工过程中，要同步建设对应的排水系统，在确保公路运行安全的前提下，尽量提升最大排水量上限，降低雨水聚集所带来的侵害程度，对公路路基形成良好的保护作用。

6 结语

在公路工程施工中，路基路面沉降不仅会对工程建设质量造成影响，还会给公路运行安全带来较大影响。因此，在建设工作开展中，应当从施工方案设计层面入手，构建完善的管理体系，强化基础处理、材料质量控制和特殊路段的质量控制，在有效提升工程建设水平的基础上，尽量减少沉降现象造成的影响，为工程建设和公路交通运行奠定良好基础，对社会经济发展起到应有的支撑作用。