高速公路路基沉降的因素與防治措施研究

張健

（安徽省公路工程建設監(jiān)理有限責任公司 安徽合肥 230051）

高速公路作為我國交通運輸?shù)幕A設施，在我國占有舉足輕重的地位，更是作為我國的基礎設施之一。且高速公路在我國四通八達，幾乎隨處可見，因此，其安全性一直是國家考慮的重點問題。而路基的存在使高速公路的安全性得到大幅度提高，但是當路基發(fā)生沉降的時候，會對高速公路帶來更大的危害，因此，專業(yè)人員需要更多的收集相關數(shù)據(jù)，加強研究。

1 高速公路路基沉降的危害

1.1 縮短高速公路壽命

當路基沒有被破壞的時候，高速公路上的車流量以及承載重量在合理的范圍內時，其路基是可以承受的，受力比較穩(wěn)定。但是當路基發(fā)生沉降之后，其內部的受力就開始發(fā)生變化，高速公路的路面在路基內部受力不平衡的影響下，應力發(fā)生變化，主要在路基沉降的地方，使路面的強度與平整度發(fā)生變化，減少高速公路的使用壽命。一旦下沉比較嚴重，則就需要對高速公路進行保養(yǎng)與維修，增加費用。

1.2 降低行車安全性

當路基發(fā)生沉降的時候，會在結構物和兩端順接路堤之間形成沉降差，最后形成橋頭跳車，會使行車速度下降，發(fā)生交通安全事故。同時，行駛過程中的汽車會在橋頭產生瞬間沖擊，對路面和伸縮裝置造成破壞。在高速公路上，規(guī)定的行車速度是在80～120km/h之內，且不可以低于100km/h，這樣的速度行駛的車輛慣性會很大，汽車一旦發(fā)生跳車，就會非常容易造成交通事故。

1.3 加大高速公路施工難度

在高速公路施工期間，會有大量的重型機械參與到作業(yè)里來，導致在那個時間段，地面的受力比較大，易發(fā)生地基的沉降。特別是在南方施工，遇到梅雨季節(jié)的時候，路基脫空的地區(qū)比較容易形成嚴重的積水區(qū)，導致排水功能受到阻礙。在這樣的情況下，就必須要借助于排水囊才可以減少路基的排水量，這就會使施工難度加大，使施工進度延長。

2 影響高速公路路基沉降的因素

2.1 地理位置

高速公路在設計的時候，會將沿線地形、地貌與海拔高度都考慮進去。在一般情況下，平原地區(qū)地下水位是偏高的，比較容易積水，且很難排水，在選擇路面結構層的原料時，一般會要求水的穩(wěn)定性比較好。而丘陵地區(qū)地勢是有很大起伏的，填土量比較多，路基穩(wěn)定性不好。

2.2 地質條件

就地質因素來說，影響地基的因素有很多，即巖土的內部結構、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度、風化程度、物理力學性質和巖層的產狀等。比如，當遇到沒辦法滿足承受力的深層軟弱土層的時候，需要進行振沖置換，對于埋藏比較深的破碎風化的巖層邊坡使用錨網(wǎng)噴的辦法處置。

2.3 水文氣候

對于水文氣候影響地基的因素也很多，比如溫度與濕度、降雨量、每天太陽的找熱量和水汽的蒸發(fā)量、冰凍的深度、風向風力、河流洪水的水位、地面積水的情況與地下水的活躍程度等。在冬季，溫度一般比較低，水分不容易被蒸發(fā)，就比較容易形成硬冰層；在春季，溫度不高也不低，水分既沒辦法蒸發(fā)，也沒辦法形成，就只能以水的形式聚集在地基中，沒有辦法滲透到路基下面，這會影響路基的穩(wěn)定性。對于地下水比較豐富的地區(qū)，應該重視滲流水力的坡度以及臨界水力的坡度，這就需要相關部門對動水壓力產生的泥沙與機械潛飾防護好，避免在基坑底部發(fā)生流動的情況或者土層內部形成管狀空洞的現(xiàn)象。同時，在裂隙水比較豐富的區(qū)域，應該關注裂隙水與巖溶水的發(fā)育情況與排布的規(guī)律，做好預防措施。

2.4 設計及施工方案

在對高速公路的路基進行設計的時候，需要考慮的因素有很多，這么多因素都會影響路基的沉降。當設計的路基斷面尺寸不合適時，邊坡的坡度不具有合理性，應對降水與排水的措施不充分，進行路基施工的施工工藝不佳，高填方路堤未展開穩(wěn)定性的計算等，都會在一定程度上影響路基沉降。同時在進行填料工作的時候，填料材料的選擇與填料含水量的管控也是很重要的。當遇到粘性土質的時候，主要是由液限含水量與塑性含水性來決定其穩(wěn)定性；但是對于粗粒土與巨粒土來說，穩(wěn)定性是與級配情況影響的。同時在進行路基的壓實工作、施工的降排水、進行路基的防護工作都是維持路基穩(wěn)定性的關鍵因素。

3 路基沉陷防治措施

3.1 灌漿法

在進行灌漿的時候，鉆孔的位置要求很嚴格，需要嚴格對準相應的位置，位置的偏差不可以大于25cm，且鉆孔的斜率偏差不能超過0.3%。當找到進行灌漿的區(qū)域的時候，需要根據(jù)間隔距離來確定梅花形鉆孔的位置，在路面上，可以布置雙排空隙，沿著路邊緣的地方設置單排孔隙，然后從路的邊緣逐漸向著路堤那一邊以2.5m為間距進行排布。選擇的鉆孔大部分應該是垂直的，直徑應該在15～85mm之內為最合適的，然后根據(jù)設計標準當鉆孔裝置鉆到預計的深度的時候，可以插進25mm為直徑的PVC管材。之后在插入的塑料管壁內鉆一個小孔，上端大約為2.0m作為無孔管系。然后使用泥漿封閉處理管隙，并且保證封孔的深度在1.45～1.65范圍內。等待一段時間，確保泥漿凝固之后，就可以開始灌漿。

在進行灌漿的時候，需要做好準備工作，其中最主要的就是對使用的裝置、儀器、管路、原料與水的監(jiān)測工作。在進行灌漿的時候，需要持續(xù)進行操作，一般需要選擇單管灌漿模式。當在灌漿的時候，出現(xiàn)了跑漿的狀況，就必須馬上停止操作，然后等一段時間，當灌注的泥漿完全團結之后，再接著開始工作。對于在此灌漿的行為，在進行第二次灌漿之前，必須要對泥漿進行調整，以保證與第一次使用的泥漿調配相同，一旦不一樣，就會比較容易出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。

3.2 換土復填法

在進行填土工作的時候，發(fā)現(xiàn)填筑的土質不符合標準，在這樣的情況下，路基已經出現(xiàn)了沉降，但是沉降范圍小且比較淺的時候，可以直接進行換土復填的方法。也就是將之前不符合標準的土質全部清理掉，然后選取符合標準的土質進行填筑。一般情況下，使用的是等級配比相對較高的砂礫土、塑性指數(shù)能夠完全符合標準的亞黏土等。在采用這種施工方法的時候，需要逐漸增加回填土的挖補面積，且應該采取逐層挖掘的方式形成臺階樣式，從下邊到上邊，一層一層的開展填筑工作，并且嚴格處理壓緊工作，其標準需要大于之前路基壓實標準的1.5%。

4 結束語

綜上所述，當高速公路的路基發(fā)生沉降的現(xiàn)象的時候，其造成的危害是很大的，不僅會影響高速公路的使用時間，而且比較容易造成嚴重的交通事故。因此，相關部門應該重視起來，在充分了解具體情況之后，采取預防措施。