高填方路基沉降預測與控制沉降施工技術分析

張際榮

（四川蜀通港口航道工程建設有限公司， 四川 南充 637000）

0 引言

近年來，隨著我國高速公路的快速發(fā)展，其建設已經(jīng)進入了一個全新的階段。而同時，高填方路基的出現(xiàn)，讓施工的難度大大增加，其穩(wěn)定沉降已成為一個待解決的難題。對高填方路基施工，可以提高道路的安全性、延長道路的使用壽命，從而能夠提高道路建設的經(jīng)濟性和可靠性。同時，其施工工期應盡量短，施工的品質(zhì)應盡量高，再結(jié)合其施工特點，制定施工方案。

1 高填方路基施工的技術管理及施工要點

1.1 技術管理

道路的填筑是高填方路基施工的主要特點，據(jù)此，對于路堤的支撐強度和穩(wěn)定性都有較高的要求，且填筑作為高填方路基的重點工程，很多不足也會在填筑的過程中產(chǎn)生，由此，填筑的要求就變得更高，其難度也在無形中被加大。此外，路堤本身也會給沉降帶來影響，所以考慮兩種因素的影響，沉降的達標就成為了一件難事。其實，路基工程對沉降的不利影響始終存在，可以說，鏟除這些不利影響是不可能的。在整個施工過程中，當路基填筑的工作完成后，對于地基的穩(wěn)定性依然有不利的影響，在等待一倍的時間之后，地基填土才能達到完全穩(wěn)定的狀態(tài)。

1.2 施工要點

（1）首先，需要在所要施工的路段上選取一段作為填筑工作的試驗路段，要求是長度最好在100m到200m之間。這樣，借助對試驗路段的填筑，可以得到一些關于材料等的準確數(shù)據(jù)，可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)對實際的施工方案進行優(yōu)化改進，以使工程能夠高效率的進行。

（2）其次，在進行填筑時對于壓實方法要進行仔細的研究。壓實是需要分層進行的工作，必須要在上一層的壓實程度達標后，才能進行下一層的填筑，這樣是為了使路堤的承受能力增強，必須達到能支撐整個填筑施工才行。因此，壓實的工作很重要，其功能也很重要，只有在選擇了合適的壓實方法的基礎上，再根據(jù)什么樣的壓實情況對工程最有利，來確定壓實的結(jié)果。所以選擇夜歌合適的壓實方法也很重要。對于壓實方法的選擇要注重順序。在路堤的均勻度已達標的基礎上，初次壓實宜選擇比較輕微的震動方式進行，而后可以選擇較強的震動方式進行，從而完成震動壓實。之后，對于路堤要進行沖擊式的壓實，以提高路堤的穩(wěn)定性。使用不同的方法對于同一層填土進行多次的壓實可以增強填土的穩(wěn)定性，可以加快其定型速度，并且可以提高地基對于外力的承受能力。

（3）在以上工序完成后，接下來需要處理高填方路基的頂層。這道工序是將厚度不超過100cm的碎石鋪在路基的上層，使內(nèi)層填土的穩(wěn)定性提高，同時會減小施工時外力對填土穩(wěn)定性帶來的不良影響，在一定程度上對于填土的穩(wěn)定性起到了保護作用，此外，也避免了施工時水的滲入對填土穩(wěn)定性的不利影響。要注意，有些路基是有坡度的，其坡度會對填土的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響，甚至破壞其穩(wěn)定性，所以，對于這個問題的處理，要著重避免雨水接觸到上破面的路基，從而降低填土穩(wěn)定性，由此，才能保護有坡度路基的穩(wěn)定性。

2 高填方路基沉降預測

高填方路基的沉降可以通過計算來預測，在當前的技術能力下，計算的方法可分為三種，分別是改進分層總和法、經(jīng)驗公式法、數(shù)值模擬計算法。其中，第一種和第三種是從理論分析的角度上看是合理且可行的，但如果需要對于高填方路基自身壓縮沉降和在附加荷載作用下的沉降量進行更好的評價，是不能不考慮與其對應的計算參數(shù)。通過在室內(nèi)進行試驗而總結(jié)出的參數(shù)通過計算會與實際的沉降量有差距，所以，要采用實際測量值來預測沉降變形量。這里介紹幾種方法：

（1）三點法。三點法是一種常用的方法，使用這種方法只需要對三個點的進行測量，雖然測量過程簡單，但是所選擇的點隨機性很大，每選擇不同的三個點都會有不同的沉降值，所以對于固結(jié)系數(shù)的確定也比較難。

（2）曲線擬合法（經(jīng)驗公式法）。這種方法，是根據(jù)實際測量的數(shù)據(jù)，畫沉降曲線，對沉降過程進行擬合，隨著時間，會得出預計的最終沉降量。可以使用不同的曲線對數(shù)據(jù)進行擬合，其中泊松曲線的趨勢是在前期增長趨勢弱，而到中部會快速增長，最終到結(jié)束時，幾乎不會再增長，這樣的曲線形狀與實際的沉降情況隨時間的變化比較符合。

（3）遺傳法。這種方法是不直接接觸參數(shù)，而是對參數(shù)的編碼進行處理，通過一個解群來控制一個點，這樣對于效率的提高有很大的幫助，對于得到全局最優(yōu)解也有利，而且對于解決高度的非線性問題也有優(yōu)勢。

（4）圖解法。這種方法在已退出的固結(jié)形變方程的基礎上，將測出的數(shù)據(jù)代入，反求出方程中的系數(shù)，然后用得出的系數(shù)建立方程進行估算。這樣的過程和所得到的結(jié)果還是很可靠的，但這樣的方法對于時間的以來過大，由于時間間隔的不同，得出的系數(shù)也有很大不同。

（5）灰色系統(tǒng)法。這種方法是在 1982年提出的，當缺少信息時，可以通過建立動態(tài)微分方程來進行分析，在分析過程中，可以自動完善信息。而且，已經(jīng)得到了驗證，這種方法得到的預測模型與實際更加接近。

3 高填方路基沉降防治措施

3.1 準備工作和填料選用

（1）對于準備工作，需要提前在施工現(xiàn)場進行測量，對施工對象進行全方位的考察，保證能充分了解其地質(zhì)情況，根據(jù)具體數(shù)據(jù)進行施工方案的制定。

（2）對于填料的選用，應保證能夠盡量就地取材，對于外來材料，必須要在對其有足夠的了解之下再考慮是否選用，最后還要對材料進行測試，通過后才能實際應用。

3.2 設計要求

（1）壓實時，一定要進行分層處理，前面已經(jīng)提到過，只在一層達到標準后才能進行下一層的壓實。

（2）在所要施工的路段中可能會存在一些非土質(zhì)移速，在施工前，都必須要將這些進行清除。

（3）當施工路段之下有水源時，首先要排出水源對施工的影響，及時地進行引流措施。

（4）在路堤的最下層，應使用耐性較好、透水性較強的材料，這樣可以防止地下水過度侵蝕路基。

（5）對于比較松軟的土質(zhì)，施工前一定要按要求進行操作，以確保有效地對上層填土進行壓實。

（6）對于排水系統(tǒng)，要做到好路基的防滲工作，且由于水滲透，路面會有縫隙，所以一定要及時地發(fā)現(xiàn)路面的縫隙，進行填縫處理。其中對于填縫材料，要注意材料的水稀釋性和填土密封性等。最好，能夠在路邊設置水處理層，這樣在雨季時，雨水對路基的侵蝕作用就會大大減弱。此外填筑材料也要選擇具有防水滲透作用較強的材料。

3.3 使用新工藝

對于下沉這樣的情況時，在可控范圍內(nèi)，可以及時地使用一些新工藝對問題進行處理，可以通過使用與固化劑類似的物質(zhì)提高路基土質(zhì)的固結(jié)尤其是坡度路段上的填土的穩(wěn)定性 。

4 結(jié)束語

總的來說，高填方路基的建設非常重要，這對于公路能否正常通車起到?jīng)Q定性作用。所以，對于施工的每一道工序都要嚴格遵守標準，其中填筑是應把握的重點，填筑的材料選擇、填土的壓實，都是關乎路基施工能否成功的因素。隨著我國公路項目的不斷發(fā)展，高填方路及的施工質(zhì)量也逐漸變成控制重點，更應注重的是對其沉降的控制，采取合理的措施和技術對存在的問題進行處理，如此，才能提高高填方路基施工的整體水平。

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