摘 要 控制路基沉降對(duì)于高速公路建設(shè)施工而言具有較高的技術(shù)難度，若存在沉降不均勻或過大等情況將對(duì)施工及運(yùn)營產(chǎn)生重要影響。本文基于對(duì)路基沉降成因的初步探討，并論證了影響路基沉降因素，對(duì)于提高高速公路建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。

關(guān)鍵詞 高速公路；路基沉降因素；軟土路基

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0157-01

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，迎來了交通等基礎(chǔ)設(shè)施的高速建設(shè)期，特別是高速公路建設(shè)更是取得了突出成就。截至目前，我國高速公路里程已位居世界第二，但因人口龐大，地域比較遼闊，高速公路還難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際需要，為此全國各地還在大力開展高速公路建設(shè)。隨著不斷增長的高速公路里程，相繼出現(xiàn)了很多問題，特別是路基問題。路基沉降及其穩(wěn)定性是衡量高速公路建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵，特別是沉降問題更為明顯。若處理不當(dāng)沉降問題，施工過程中比較容易發(fā)生路堤滑塌等嚴(yán)重事故，對(duì)施工工期產(chǎn)生不利影響，在公路運(yùn)營過程中對(duì)其質(zhì)量產(chǎn)生一定的安全隱患，不均勻沉降容易造成路面沉陷，橋頭產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，輕者對(duì)其使用或美觀產(chǎn)生不利影響，重者將產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。

1 路基沉降成因

一直以來，地基處理方法與施工技術(shù)在高速公路建設(shè)中日益成熟，但以處理其穩(wěn)定性后，深厚軟土地基的長期變形問題還沒有得到徹底解決，主要是工后產(chǎn)生過大沉降，造成公路路面具有較差的平整度差，橋頭產(chǎn)生嚴(yán)重跳車現(xiàn)象，通常保持時(shí)間較短就需對(duì)路面進(jìn)行重修，造成的經(jīng)濟(jì)損失比較嚴(yán)重。研究地基沉降對(duì)于提高高速公路建設(shè)質(zhì)量、運(yùn)營及延長使用壽命都具有重要作用，高速公路竣工后，應(yīng)對(duì)特殊路段地基處治引起足夠重視，而計(jì)算地基沉降是對(duì)路基處理進(jìn)行判斷的主要依據(jù)。

在觀測地基沉降變形與穩(wěn)定的過程中，通常應(yīng)分析沉降異常路段對(duì)路堤施工填筑進(jìn)行指導(dǎo)，分析對(duì)地基沉降產(chǎn)生影響的因素就比較重要，對(duì)地基沉降的影響因素較多，主要有以下幾方面原因，一是因填土速度過快，對(duì)路基和填土達(dá)到臨界高度時(shí)觀測路基沉降也不夠重視，造成軟土地基與臨界狀態(tài)具有相近強(qiáng)度，若重視程度不夠，地基承載力不夠引起基層失穩(wěn)，發(fā)生沉陷或縱向開裂；二是沒有嚴(yán)格控制對(duì)沉降的觀測，只依靠沉降計(jì)算數(shù)據(jù)控制施工，實(shí)際沉降的相關(guān)數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行嚴(yán)格分析、預(yù)測，造成工后還具有較大沉降量與沉降速率；三是地質(zhì)資料有待于完善，不清楚影響路基穩(wěn)定地質(zhì)中存在的暗塘暗溝等結(jié)構(gòu)，造成施工過程中路基產(chǎn)生較大沉降等問題；四是沒有嚴(yán)格控制路基填土壓實(shí)，造成路基施工后部分填土產(chǎn)生變形，特別是填土路基具有較大高度時(shí)，因不斷增加的塑性變形，使路面發(fā)生沉陷，對(duì)行車舒適性產(chǎn)生不利影響。

2 路基沉降計(jì)算分析

很多不良地基問題都會(huì)在高速公路建設(shè)中發(fā)生，軟土地基具有較低的承載力，較強(qiáng)的壓縮性，受外荷載作用影響將使變形較大。路基填石或土石混填都具有較大的自重，易產(chǎn)生較大沉降。沉降或沉降差過大對(duì)于公路平流順暢、路面平整度及路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有一定影響，根據(jù)路基沉降形成機(jī)理分為以下三部分。

2.1 軟土地基沉降變形機(jī)理

修筑于軟土區(qū)域的結(jié)構(gòu)，一定會(huì)使地基發(fā)生下沉。一般認(rèn)為在荷載作用下，飽和軟土路基沉降經(jīng)歷瞬時(shí)、固結(jié)、次固結(jié)三個(gè)不同階段的沉降，總沉降使上述三個(gè)階段沉降之和。其中，瞬時(shí)沉降是加載外部荷載的瞬間，孔隙水在飽和土中無法及時(shí)排出時(shí)而產(chǎn)生的沉降。固結(jié)沉降是在路基土后將荷載置于其上，荷載隨時(shí)間不發(fā)生變化而路基中孔隙水排出時(shí)產(chǎn)生的沉降。是因外荷載引起受壓力作用超孔隙水促使水排出土體，將應(yīng)力增量向土體骨架轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的沉降，它與時(shí)間具有密切關(guān)系并在體積上產(chǎn)生變化。次固結(jié)沉降是在外荷載作用下不便條件下，地基土中超靜孔隙水壓力全部消散，土體在主固結(jié)變形后還將發(fā)生沉降變形。瞬時(shí)沉降與加載速率、方式都具有重要關(guān)系。另外，在以上變形分析中只針對(duì)法向力作用下的受形進(jìn)行了考慮，尤其是分析固結(jié)與次固結(jié)變形，在實(shí)際上對(duì)因剪應(yīng)力產(chǎn)生的變形有所忽略。

2.2 軟土地基工后沉降結(jié)構(gòu)分析

軟土地基沉降主要分為受到消散的孔隙水壓力而引起主固結(jié)沉降與受土骨架蠕變發(fā)生的次固結(jié)沉降。軟土地基沉降計(jì)算是對(duì)施工期路堤進(jìn)行預(yù)估，因地基沉降使土方量增加，以及路堤邊坡與寬度發(fā)生變化的情況；對(duì)時(shí)間與沉降量之間的關(guān)系進(jìn)行推算，作為加固地基的重要依據(jù)；對(duì)沉降量進(jìn)行預(yù)估，對(duì)預(yù)壓期與各層面施工時(shí)間進(jìn)行合理確定。一般常用e～p曲線法與e～lgp曲線兩種方法計(jì)算沉降，國內(nèi)一般都是采用基于e～p壓縮曲線的單向分層總和法，該方法將地基分為若干薄層，對(duì)每分層壓縮量進(jìn)行計(jì)算，然后疊加各分層壓縮量。對(duì)于正常固結(jié)的黏性土，國內(nèi)外有關(guān)測量資料說明采用沉降值該方法計(jì)算通常低于實(shí)測值。針對(duì)超固結(jié)黏性地基，計(jì)算值通常高于實(shí)測值。理論計(jì)算值與實(shí)測值之比在0.8～1.4之間，為使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確，應(yīng)結(jié)合實(shí)際觀測資料進(jìn)行匯總分析，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)系數(shù)修正該方法計(jì)算數(shù)值，修正系數(shù)變化可實(shí)現(xiàn)對(duì)土體非線性特性、應(yīng)力歷史和側(cè)向變形影響沉降程度的反映。

3 填石路基壓實(shí)的影響因素及常見問題

在公路建設(shè)中根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件采用不同路基，在具有江河的區(qū)域，路基填筑一般采用的材料透水性及水穩(wěn)性都較好。石料因其工程力學(xué)特性良好，在工程建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛。土石混合料特性與其結(jié)構(gòu)，材料力學(xué)性能及其相對(duì)位置具有比較密切的關(guān)系，當(dāng)構(gòu)成土石混合料的各因素變化時(shí)，混合料特性也將產(chǎn)生相應(yīng)變化。振動(dòng)壓實(shí)填石路基時(shí)，填石材料間摩擦力的消除，碾壓過程中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力和壓力對(duì)其壓實(shí)效果具有決定性作用，石料級(jí)配、填筑材料、壓實(shí)能量、碾壓速度與遍數(shù)等都是影響填石路基壓實(shí)的主要因素。此外，高速公路土石混填路基也具有值得關(guān)注的一些問題，諸如壓實(shí)機(jī)理只對(duì)部分土石路基壓實(shí)情況進(jìn)行解釋，無法對(duì)工程實(shí)際進(jìn)行指導(dǎo)。壓實(shí)度檢測方法主要在于控制土質(zhì)地基壓實(shí)情況，對(duì)土石混填路基檢測也具有一定的局限性。

4 總結(jié)

綜上所述，開展路基工后沉降的相關(guān)研究，對(duì)于提高高速公路建設(shè)質(zhì)量、運(yùn)營及延長使用壽命都具有非常重要的作用。為使高速公路竣工后保證路面施工質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)處置特殊路段地基，路基處理需要結(jié)合地基沉降程度進(jìn)行確定。上述針對(duì)路基沉降及其影響的分析，表明對(duì)填石路基壓實(shí)具有很多的影響因素，因此對(duì)影響填石路基壓實(shí)的這些因素的深入研究，對(duì)于其在高速公路建設(shè)中應(yīng)用具有重要意義。

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作者簡介

李東華（1976-），男，本科，研究方向：道路、橋梁、路基、路面施工，項(xiàng)目管理。endprint