高速公路路基沉降及施工控制技术

杨磊鑫

（甘肃顺达路桥建设有限公司，甘肃 兰州 730000）

高速公路是现代化交通基础设施的重要组成部分，不仅对促进经济社会发展，也对提高国民经济整体竞争力具有重要意义。高速公路规划受地理环境和区位因素影响较大，所以高速公路路基沉降问题对高速公路安全运营影响最大。高速公路路基沉降不仅会影响道路的平整度和行车的舒适度，还会导致路面龟裂、沥青层剥离等严重的路面病害。所以为了保障高速公路的安全、舒适和可靠运营，必须采取有效的措施控制高速公路路基沉降问题。

1 高速公路路基沉降的主要特点以及原因

1.1 高速公路路基沉降的主要特点

（1）渐进性沉降。高速公路路基沉降运动发展十分缓慢。这是因为路基下的地基土层在受到荷载后，会逐渐发生压缩和变形，导致路基下沉。随着时间的推移，地基土层的压缩和变形会不断加深，从而导致路基下沉的程度逐渐加深。所以高速公路路基沉降是一个渐进性的过程。

（2）空间分布不均。高速公路路基沉降通常是空间分布不均的，不同位置路基下沉的程度不同。这是因为高速公路路段在不同位置承受的荷载大小和类型不同。如跨越桥梁、路基陡坡等地方荷载较大，路基下沉的程度也相对较大；而在平坦路段荷载较小，路基下沉的程度也较小。因此不同位置路基下沉的程度不同，导致高速公路路基沉降的空间分布不均。

（3）形变影响。高速公路路基沉降导致地形形变，影响到路面结构，对行车舒适性和安全性造成极大威胁。而形变方式多数是垂直形变、横向形变和纵向形变。垂直形变指路面沿垂直方向的变形，一般表现为路面的凹陷或隆起；横向形变指路面沿横向方向的变形，通常表现为路面的横向裂缝和边沟的变形；纵向形变指路面沿纵向方向的变形，表现为路面的纵向裂缝和车辙的变形。路面形变对车辆的行驶安全造成极大威胁，进而造成车祸的发生。所以高速公路路基沉降的形变影响是需要注意和处理的问题。

（4）建设和使用阶段的不同。高速公路路基沉降在施工不同阶段表现不同。在建设阶段，路基沉降通常是因为施工质量不佳或者基础设计不合理等原因导致。如在填筑路基时未经过充分压实、基础设计不满足实际承载需求等都会导致路基沉降。在使用阶段，路基沉降通常是因为长期使用和荷载过重等原因导致。如频繁的重型车辆通行、路面设计不合理等都会导致路基沉降。因此在高速公路建设和使用的不同阶段，需要针对不同的原因进行路基沉降的处理和预防。

（5）对交通影响较大。高速公路路基沉降对交通安全和效率影响较大。一旦路基沉降，会导致路面的变形、路面高低不平、车辆行驶不稳定等问题，从而增加交通事故的发生率。在公路建设过程中，由于地基沉降会使道路的承载力下降，造成道路的破坏。这些问题的出现，将给城市道路带来很大的影响，严重时将造成城市道路的拥堵。因此，在施工过程中，必须对路基沉降进行监测，以保证道路的安全、畅通。

1.2 高速公路路基沉降的原因

（1）土质条件不良。土质条件不同对路基的稳定性影响也不同。例如在河岸、湖泊等水域附近的高速公路，由于土层通常较松散，土质中含水量较高，易受水土流失和沉积影响，因此容易发生路基沉降。

（2）填筑土压实不足。在建设过程汇中，高速公路的路基土壤必须压实，才能保证路基的稳固。如果压不实路基下沉概率就会上升。这种情况通常出现在填土材料质量不好、填土厚度不足、压实方式不当等情况下。

（3）荷载过重。路面承载车辆行驶的荷载，也会造成路基沉降。大型货车和客车等对路基荷载的影响比小型汽车大得多，长时间的重载和超载会引起路基沉降。路段的坡度和弯曲度等也会影响车辆的速度和荷载，从而影响路基的稳定性。路基在车辆的行驶中受到压力，土壤缩塌引起路基沉降问题。

（4）外界自然环境的影响。外界环境也会影响高速公路的建设过程，从而引起路基沉降。如气候的变化，如雨水过多或过少、温度变化等都会对路基产生影响，尤其是在雨季和雪季，路面容易出现坑洼和积水。地震等自然灾害也会对路基产生影响，引起路基的沉降和变形。

（5）施工质量不良。在高速公路建设过程中，如果施工质量不良，也会导致路基沉降。如路基填土材料没有经过筛选、土质不均匀、压实不到位等都会影响路基的稳定性。如果施工人员的技术水平不高，工艺操作不当，也会影响路基的稳定性。在建设过程中，还要考虑周边环境对施工的影响，如河流、山坡、道路等都会对施工过程造成影响，如果不加以处理，也会导致路基沉降的发生。

2 高速公路路基沉降的施工技术控制

2.1 控制沉降的观测技术

高速公路是国家重要的交通基础设施之一，路基的稳定性是保证高速公路正常运营的基础。然而高速公路路基沉降是一个普遍存在的问题，如果不能及时发现和控制，就会导致路基的沉降过度，给交通带来严重的影响，甚至危及交通安全。路基沉降的过程控制在高速公路的施工和后续维护中是相当重要的。

路基沉降的关键控制技术就是路基观测。观测技术的主要任务是及时发现路基沉降的情况，对沉降进行实时监测和控制。在观测时，必须选择正确的观测时间点，并且对观测设备的要求也较高。观测点应该位于路基中心线附近，且离路面较远的位置，以避免路面荷载对观测结果的影响。观测设备可以采用测水准仪、倾斜仪、应变计等，具体设备的选择需要根据路段的特点和需要观测的参数来进行选择。对观测中使用的设备也必须符合相关技术要求。

观测后的数据整理是路基沉降预防的关键。观测数据需要进行及时、准确的处理。观测数据可以通过电脑进行处理，得出沉降的数值。在高速公路路基沉降的施工过程中，观测技术是至关重要的一环，可及时掌握沉降情况，采取措施进行控制。沉降观测点的设置应采用钢管法或电液测量法，观测频率要根据施工进度和地质条件等因素确定。同时，在数据处理和分析过程中，需要考虑到观测误差的影响，对数据进行平滑处理，得出真实的沉降数据。控制沉降的观测技术对高速公路的建设和运营具有极其重要的意义。

2.2 控制沉降的地基技术

在高速公路的建设中，控制路基沉降是至关重要的。因为如果路基沉降超过了一定程度，将会导致路面破裂、损坏、塌陷等严重问题，严重影响交通安全和道路使用寿命。为了保证高速公路的安全和正常运行，需要采用适当的地基技术来控制路基沉降。

（1）地基加固技术。地基加固技术是控制路基沉降的有效手段。它主要是通过加强路基下的土层，增加土体的承载力和抗沉降能力，来控制路基的沉降。目前，常用的地基加固技术有增强土壤地基、加筋土壤地基和钢板桩加固地基等。

（2）地基改良技术。地基改良技术是通过改变土体的物理和化学性质，使其具有较高的承载力和抗沉降能力，从而达到控制路基沉降的目的。常用的地基改良技术包括灰浆注浆、碎石压实、混凝土浇筑等。

（3）地基排水技术。地基排水技术是通过在路基下设置排水设施，将地下水及时排走，减少土壤的水分含量，提高土体的承载能力和抗沉降能力。常用的地基排水技术包括排水沟、排水管、泄水孔等。

（4）路基预压技术。路基预压技术是在路基施工时，通过设置预压装置对路基进行预压，增加路基的初始应力，从而减小路基的沉降。常用的预压装置有压路机、重锤等。

控制沉降的地基技术是高速公路建设中非常重要的一环。通过采用适当的地基加固、改良、排水和预压技术，可以有效控制路基沉降，保证高速公路的安全和正常运行。

2.3 加强特殊段的施工

（1）地质勘察和设计。在高速公路建设过程中，对于地质条件复杂或地形险峻的路段，需要进行详细的地质勘察和分析，以了解地质条件和地形特点，为后续施工提供依据。在勘察和分析的基础上，需要制定出适合特殊路段的路基结构方案，包括路基的高度、坡度、路基宽度等。为了减少路基沉降的风险，设计方案需要满足路基的承载能力和稳定性要求。路基结构需要进行仿真分析，以确保其稳定性和安全性。这样的措施可以有效提高路基的可靠性和耐久性，从而降低后期维护成本。

（2）土工材料的选择。对于特殊路段，需要选择适合的土工材料来增强路基结构，提高路基的承载能力和稳定性。常用的土工材料包括土工合成材料、地面加筋网和地下水位控制系统等。这些措施将有助于提高路基的可靠性和耐久性，并降低后期维护成本。还需要根据特殊路段的实际情况，选择合适的土工材料，并根据施工工艺要求进行正确的材料使用和施工管理，以确保土工材料的作用发挥到最大限度。

（3）加强施工质量管理。建立科学的施工管理制度是保证施工质量的基础。这需要制定科学、合理的施工管理制度，包括施工方案、工程量清单、进度计划、质量控制计划、安全生产计划等，以确保施工过程中各项工作的有序进行；严格按照设计要求施工也是保证施工质量的重要措施。在施工过程中，必须严格按照设计要求进行施工，确保每一个工艺环节都符合设计标准。同时，对施工人员进行技术培训和考核，提高工作质量和效率。只有建立科学的施工管理制度，严格按照设计要求施工，加强施工现场管理，采用高科技手段和建立健全的质量监督体系，才能确保高速公路建设和运营的顺利进行，降低路基沉降的风险，提高高速公路的安全性和可靠性。

（4）加强路基养护管理。在高速公路建成后，需要进行定期的路基养护管理。养护管理包括路面状况检查、路基稳定性检测、排水系统检查、土工材料检测等等。通过对路基的定期检测和养护，可以及时发现路基沉降、路面损坏等问题，采取相应的措施进行修复和加固，避免事故的发生。还需要注意排水系统的养护，保证排水畅通，避免水分渗透导致路基失稳。还应注意要定期更换路面标志、路灯等设施，确保高速公路设施的完好性和使用效果。

2.4 降低路基施工处的地下水位

在进行路基填方施工前，需要对施工区域的地下水位进行勘探和分析，确定地下水位的高度和变化规律。根据地下水位的高度和变化规律，制定相应的地下水位降低方案，选择合适的降水技术和设备。其次，进行地下水位降低施工时，需要采取措施保证施工区域的排水畅通，避免地下水位下降后形成积水。为了有效控制高速公路路基沉降，需要采取措施加强地下水位的管理。一般来说，可采用泵站设置和挖掘排水沟渠等方式控制地下水位。同时，需要关注施工区域周围地下水位的变化，这对路基沉降有较大的影响。因此，在施工过程中，应密切关注地下水位的变化，并及时采取相应的措施。

2.5 加强路基压实度

（1）施工材料的选择。一般来说，需要选择具有良好承载能力和稳定性的材料，如高强度混凝土、大块石料等。此外，还需要根据施工条件和设计要求，选择适当的材料。同时，在选择材料时还需注意材料的质量问题。材料质量差会导致施工质量低下，从而增加路基沉降的风险。因此，在选材过程中，需要重视材料的质量监控和质量检验，确保所选材料符合相关标准和要求。

（2）压实设备的选择。在高速公路路基沉降的施工过程中，压实设备的选择也是至关重要的。压实设备的选用直接影响到路基的压实效果和稳定性。通常采用的压实设备有压路机、振动压实机等。在选择压实设备时，需要考虑施工区域的地形和土质情况，选择适合的压实设备。例如，对于路基较硬的区域，可以采用大型压路机进行压实；对于路基较松软的区域，可以采用振动压实机进行压实。

（3）压实工艺的控制。在施工过程中，应根据路基材料的性质、路基厚度和路基用途等因素，合理地选择压路机的类型、轮胎的压力和轮辋间距等参数，以及压实的层数、次数和速度等工艺参数，进行适当调整和控制。在压实过程中，还应及时对路基的压实效果进行检查和评价，并根据检查结果进行调整。

（4）压实质量的检验。压实质量的检验是保证路基稳定性和耐久性的重要环节。在施工中，需要采用合适的压实设备和方法，以确保路基达到预定的密实度要求。压实质量的检验包括密实度测试、样品采集等。实度测试是利用密实度试验仪对路基进行测试，检测路基的密实度是否达到设计要求。密实度试验仪可以实时记录密实度值和压实次数，以及每次压实的厚度和压实面积，为压实质量的检验提供数据支持。

（5）养护管理的加强。在养护管理方面，对于已经建成的高速公路，需要对路基进行定期的检查和维护，及时发现和处理路基沉降等问题。对于新建的高速公路，还需要在施工完成后进行养护管理，以确保路基沉降得到控制。常见的养护措施包括水土保持、排水设施的维护和清理、防止车辆荷载过重等。通过加强养护管理，可以有效减少路基沉降问题的发生，延长路基使用寿命。

3 结束语

在高速公路建设中，控制路基沉降是保障道路安全和可持续运营的重要措施。通过采用合适的地基技术，加强施工质量管理和实施科学的沉降观测技术，可以有效控制路基沉降的风险，提高路基的稳定性和承载能力。同时，路基的建设也需要考虑地质环境和气候等因素，采取相应的措施，避免地下水位和其他因素对路基沉降的影响。通过科学的施工技术和严格的质量管理，可以确保高速公路路基的安全和可靠运营，促进交通事业的发展。