高填路基下沉原因分析與防治

【摘 要】高填路基下沉是目前高速公路建設當中遇到的質量通病之一，由于這種病害的存在，不僅給高速公路路基工程建設留下了質量隱患，而且也導致了路面開裂病害的產生，造成路面的早期破壞，降低了高速公路的使用功能，縮短了高速公路的使用壽命，還給高速公路的行車安全造成很大的威脅，本文通過對高填路基下沉的主要原因進行分析，就路基施工對高填路基下沉的治理提出了一些建設性的措施，值得借鑒。

【關鍵詞】高填路基；下沉；分析；防治

1 導語

十一五以來，我國高速公路建設隨著交通運輸業的飛速發展，得到了日新月異的蓬勃發展，為國民經濟的發展起到了不可估量的積極作用。而在高速公路的建設過程中，由于高填路段的不斷增加，一個極其突出的問題就是路基的整體沉降和局部沉降。山嶺重丘區的高速公路出現高填方不必說，就是在平原地區修建高速公路，往往為了減少平交性的交通干擾和方便緊鄰高速公路周邊居民和工礦企業的交通，在高速公路上設置橫穿于高速公路之下的通道等設施，這樣勢必要采取提高高速公路路基的填土高度來達到其要求，致使一些高速公路的路基填土高度都達到4m-5m，有的甚至達到8m-10m。這樣，高速公路的高填方路段就會出現路堤的整體沉降或者局部沉降，最后導致路面的早期破壞，既大大降低了高速公路的使用性能，又在社會上造成不良影響。為此，本人結合高速公路施工的實際，對高填方路基的下沉原因進行了專題分析，并提出了一些建設性的治理措施。

2 高填方路基下沉的原因分析

高速公路高填方路基下沉的主要原因概括起來主要有如下幾個方面，第一，軟土地基處理不當造成路基下沉；第二，路基填筑未按設計要求的鋪筑厚度和壓實度進行有效控制造成路基的不均勻沉降；第三，橋端伸縮縫因出現跳車的作用力而造成路基的沉降；第四，橋涵臺背回填不規范造成沉降；第五，排水系統不完善而導致積水下滲造成路基的沉降等等。

2.1 軟土地基沉陷造成路基的下沉

在路基工程施工中，常常會遇到壓縮性較大的軟土或軟濕地基，必須在路基填土施工作業前進行特殊的處理。如未進行特殊處理，路基成型后，地基就會在路基填土自重的作用下產生沉陷而造成路基的沉降；或者雖然進行了特殊處理，但處理方法不當或處理不到位、地基的自然沉降時間不足，地基仍然會繼續沉陷，也必然會導致路基的下沉、路面的損毀。

2.2 填筑材料不均勻和填筑工藝控制不嚴造成的路基下沉

路基擔負著整個路面結構承載重任，其出現不均勻沉降的原因也是多方面的，經過研究分析，其主要原因有以下幾個方面：①由于施工人員把關不嚴，雖然進行了分層填筑，但有層次填筑厚度超過規范要求控制的厚度，壓實度沒有達到設計要求，導致

路基填土的回彈模量降低和路面承載能力的不足。②對路基填筑材料控制不嚴，采用譬如腐殖土、工業或建筑垃圾、濕陷性黃土等作為填筑材料，填筑后的路基出現不均勻沉降在所難免；③橋涵等構筑物的兩側臺背回填、半填半挖結合部位處理不當，壓實度就很難達到設計要求，結合部位就很容易出現裂縫和沉降。

2.3 橋端伸縮縫在跳車作用力影響下的路基下沉

在橋端設置橋梁伸縮縫，極易造成跳車的現象，在跳車作用力的影響下，路基會出現局部的下沉，路面會出現推移等病害。

2.4 橋涵臺背回填不規范造成的路基下沉

橋涵臺背回填質量的好壞，直接影響路基的穩定與否。因臺背回填問題造成的路基沉降的主要原因有：①用于臺背回填的填筑材料與原路基的填筑料出現很大差異，填筑后的路基就容易出現不均勻的沉降；②在臺背回填過程中，由于場地的狹小，有的施工單位采取一次性回填的辦法，而不是按照規范尤其分層填筑和碾壓，尤其在其下部壓路機無法到達，又不采取其它夯實措施，致使下部出現虛填的現象，在這種情況下，就會出現路基的壓縮沉降；③臺背回填所采用的填筑材料雖經分層填筑和壓實，但其剛度與臺身的差別較大，也宜出現不均勻沉降；④在橋涵與路基的結合部位容易出現較小的裂縫，當雨水滲入后，使路基填土軟化，壓縮性增大，導致沉降。

2.5 排水系統不完善造成路基沉降

水害是造成路基病害的主要根源之一。一方面，如果路基邊坡防護措施較差，路基因雨水的長期沖刷而產生路基的坍塌，其路面必受其害；另一方面，如果路面排水系統不完善，路面平整度又很差，雨水得不到很好的排泄，因排水不暢造成路面積水，當積水滲透到路面以下的結構后，就會出現翻漿現象，使路面出現涌包、推移、坑洞等病害，長時間下去，就會導致路基的不均勻沉降。

3 路基下沉的防治措施

3.1 基底處理

3.1.1 凡是需要填筑的路段，無論填筑高度多少，都要徹底進行清表處理，包括伐樹挖根、清除雜草，對路床范圍內的腐殖土、種植土要清除干凈。

3.1.2 對清表后的原地面要進行碾壓，壓實密度要達到85%以上，經現場檢測，壓實度得不到此標準的，不得進行填筑作業。

3.2 特殊地基處理

3.2.1 拋石擠淤：對于常年積水的洼地，排水施工困難，表土呈流動狀態，厚度較薄，片石能沉達底部的泥沼或厚度小于3.0m的軟土路基，尤其適用于石料豐富、運距較近的地區適宜采用拋石擠淤的處理方法。片石粒徑宜大于300mm，且小于300mm粒徑含量不得超過20%，拋填時從路堤中部開始，中部向前突進后再逐次向兩側擴展，以使淤泥向兩旁擠出。

3.2.2 強夯、重夯擊實：對于路床基底屬于濕陷性黃土的路段，且填前碾壓達不到85%的壓實度時，應采用強夯、重夯擊實的辦法進行處理。夯錘重量不得小于8t，提夯高度不得小于4m，每個夯位的打擊次數不得少于5次。

3.3 填料選擇

3.3.1 一般情況下，路基填筑要選用粘結性較強的黏土，只要條件允許，盡量不要采用濕陷性黃土、粉質土、建筑垃圾、工業垃圾和風化巖作為路基的填筑材料。

3.3.2 如果在路基填筑時需要更換不同性質填筑材料時，要在實施填筑前對填筑材料進行分析實驗，要充分掌握填筑材料的干密度和含水量。

3.4 不同填土的施工控制要點

3.4.1 填料為細粒砂性土路基的施工控制要點

施工實踐和試驗結果表明，細粒砂性土的含水量較低且水分散發較快，碾壓成型比較困難。所以，在路基填筑時主要要進行含水量及碾壓這兩個方面的控制：一是填料及壓實控制。用細粒砂性土鋪筑路床，首先填料要保持足夠的含水量，碾壓時要及時灑水，確保碾壓作業面的濕潤，一般以17左右的含水量為宜。為確保路基壓實度，鋪筑厚度不得大于30cm。壓路機的碾壓遍數應根據試驗段總結的結果來確定，一般應在6-10遍之間。先靜壓2-3遍，再用振動壓路機振動壓實4-6遍。碾壓時輪跡重疊50%。

3.4.2 填料為粘性土路基的施工控制要點

較之細粒砂性土來講，粘性土的塑性和黏聚性要好得多。控制粘性土的含水量并在接近最佳含水量時實施碾壓是相當重要的。一般先用推土機推開并排壓2遍以后，用平地機將工作面刮平，用光輪壓路機碾壓3遍，最后用振動壓路機碾壓2遍即可。壓實厚度一般不得超過25cm。如果填筑料的含水量比最佳含水量高出許多，最好用摻加石灰的方法進行穩定。

4 橋涵臺背高填土下沉的防治措施

4.1 地基處理

首先要將回填地段的雜物清理干凈，在回填前要對地表進行填前碾壓，使之具有足夠的承載力。如果壓實機具不能進入回填地段進行壓實，必須用打夯機將地基夯實。

4.2 填料選擇：臺背回填宜采用半剛性的填筑材料，使路基、回填實體和臺身形成比較平緩的漸變過渡。一般以水泥穩定碎石、石灰穩定碎石、石灰穩定土等為填料效果最好。

4.3 臺背回填時與路基銜接部位要設置臺階，逐層填筑時的壓實厚度不得超過15cm，填筑時要避免雨水的侵入，如出現地下滲水，最好設置橫向盲溝。

5 結論

防止高填路基下沉涉及與工程有關的方方面面，但最重要的環節是施工環節，只要嚴格按照設計要求和施工規范來加以控制，路基下沉的問題是完全可以解決的。