路基路面沉降段病害分析及施工技術探討

曾凡金，孟凡明，曾凡文，曹 文

(湖南發通路橋集團有限公司，湖南 郴州 423000)

1 路基路面沉降段的成因

1.1 路基填料質量參差不齊或壓實不達標

合適的路基填料有助于提升路基的壓實度，在施工過程中出于對成本的考慮，路基填料主要以就地取材為主，但我國幅員遼闊，土質類別眾多、交叉分布，同一區域有著不同的土質類別，不同的土質有著不同的最大干密度，對此施工和壓實工藝也有差異。填土材料受長期荷載的影響會出現蠕變現象，不同的填筑材料產生蠕變現象的速度和程度不一樣，容易引發路基路面形成不均勻沉降，從而形成路基路面的沉降段[1]。同時，相同的路基填料如果填土厚度不一、分層壓實不到位或局部位置壓實不到位也會出現不均勻沉降現象，從而產生路基路面沉降段。

1.2 橋頭引道軟基處理不到位

橋頭引道是路基與橋梁的連接和過渡段，使路基和橋梁連接成為一個整體，在目前的施工設計中主要采取橋頭搭板進行連接。在公路工程設計階段，橋梁主要設計在河湖及山塘地段，橋梁的地基基礎一般較差，需要進行有效的軟基處理。軟基處理的方法有很多，具體有置換法、預壓法、降水法、電滲法四種，根據不良土質的物理性質和力學性質不同所采取的處理方法也不一樣。在目前的施工設計中，置換法在橋臺軟基處理中較為常用，如拋石擠淤，清淤換填都是常見的軟基處理辦法。有些設計單位在設計過程中由于對橋頭引道地質的勘探不詳細，對橋臺不良地質的物理性質和力學性質把握不準確，造成所設計的橋臺軟基處理辦法不合理，從而使得許多橋頭引道的軟基處理不到位。同時，許多施工單位施工質量意識淡薄，對一些關鍵部位的隱蔽工程質量控制管理不到位等也造成許多橋頭引道的軟基處理質量不佳。例如有些施工人員在橋頭引道施工前不進行觸控試驗，直接憑施工經驗和觀察對不良地質的深度、寬度、長度進行判斷和處理，從而造成了對其軟基處理的深度、寬度、長度不夠；甚至在施工中不按設計要求進行處理，不按施工工序操作等，造成了軟基處理不到位。

1.3 臺背回填材料不合格或壓實不達標

臺背回填材料應選擇板體性好、可壓縮性小、壓實快、透水性強的材料，如卵礫石、碎石土及砂礫土等，并要求填料級配適當，橋臺后選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等。許多施工單位為降低施工成本就地取材，采取一些可壓縮性大、透水性差的材料進行臺背回填，從而造成臺背回填的質量不達標。臺背回填的壓實采用振動壓路機碾壓，第一遍應無振動靜壓，然后先慢后快，由弱振至強振，振動壓路機一般重疊0.4～0.5 m，碾壓由兩邊向中間進行。距臺背20 cm處改用平板振動加人工夯實，應達到無漏壓、無死角、碾壓均勻。基礎頂面以下壓實度應≥94%，基礎頂面以上壓實度應≥96%。

2 路基路面沉降的危害

2.1 縮減路基路面使用年限

在長期自重以及荷載的作用下，路基路面往往會出現蠕變現象，事實上其自身的蠕變速度較慢，因此不會對道路部分的質量造成影響，但就整個路基路面而言，其最為重要的部分是橋梁與道路的連接段，受剛度差異性的影響，橋梁部分并不會發生任何蠕變現象，因此，原本足夠平坦的路面則產生了差異性沉降，伴隨著差異性沉降的持續發生，當車輛在該區域行駛時極容易出現跳車問題，在原路面受到長期的動荷載沖擊力影響下，這種不均勻沉降現象將會逐步嚴重，進而縮短了路基路面的使用年限[2]。

2.2 增大交通事故發生概率

道路交通運輸中車輛跳車現象尤為普遍，其主要發生在路基路面沉降段。高速公路車輛的運行速度較快，即便是極小的沉降差也容易引發交通事故。經大量案例分析得知，如果橋梁與道路接觸面的沉降差超過15 mm，那么車輛在行駛過程中將會產生較為明顯的跳車現象，此時車輛的正常運行受到影響，交通事故的發生概率將會達到60%甚至更高。

3 路基路面沉降段施工技術

3.1 進行沉降段首件工程施工總結

軟基施工過程中，施工人員不僅形成了一套較為完善的施工組織設計，而且明確了合理配置機械設備的方式。不僅如此，施工人員從實踐中總結出了一套具有可行性的質量控制方案。具體來說，質量控制可根據合同文件的技術和質量標準等條件進行。為確保施工達到技術質量標準，施工人員通過首件施工收集相關數據，以用于指導后續施工。通過首件工程，總結出一整套對相應地質條件下的施工工藝流程，為后續施工做好技術準備，使后續保質保量地完成相應的施工計劃。首件工程施工由該工程負責人負責對工程進展進行記錄并整理，待該首件工程完成并檢驗合格后完成施工總結，以提高后續施工的工程質量。

3.2 軟基處理施工

要從根本上解決橋頭跳車問題，對路基軟基處理施工必須到位。施工開始前，相關技術人員需仔細審查圖紙、土工試驗成果并到現場核對。同時，開工前的技術交底工作對整個軟基處理施工也非常重要。為更好地指導施工過程，相關技術人員應仔細研究相關的文件和設計，既要明確設計意圖，又要熟悉規范標準[3]。利用雙橋靜力觸探檢測儀對現場放樣區域進行檢測，檢測得到的曲線是施工人員判斷此處是否為軟土及軟土深度的依據。正式施工前，需進一步確認施工設計圖，特殊情況下可能需要適當變更。計算完平面放樣數據后，施工人員到達現場放樣，并明確標出處理界限。在需要需進行軟基處理的地區設置左右邊樁和控制樁。其中，每個左右邊樁的間距為10 m。控制樁上標有明確的挖深標識，且位于外邊線一定安全距離處。

為了更好地挖除不良土，同時減少積水對基坑的影響，施工人員應在軟基處理前做好排水溝或集水坑的挖掘，確保地表水已排除。施工人員采用挖掘機對軟土及淤泥進行挖除，且挖除過程中應嚴格按照放線標記操作。為避免塌方，施工人員應在正式開挖前先挖設臨時截水溝。開挖過程中按設計坡度從上而下進行挖掘。挖掘產生的土石方通過運輸車運送到棄土場內。當兩側邊坡>1：5時，在軟土挖除時堅實巖土一側分臺階開挖，臺階寬度≥2 m，臺階面內傾4%。開挖基底在縱坡>1：5地段同樣設置臺階，臺階寬度≥2 m，臺階面內傾4%。在完成基底徹底清理后報業主代表、監理工程師進行現場收方，確定實際換填面積、深度及換填方量。換填段每填筑一層均采用全站儀坐標放樣法，逐樁放出換填路段的中、邊樁及內加樁，每個橫斷面至少放樣3個樁進行控制，并用水準儀測量控制高程，便于較精確地控制每層填筑松鋪厚度及壓實系數[4]。

3.3 碾壓施工

碾壓過程中，施工人員按先靜壓再強振的順序進行。應在充分了解現場平整度的情況下進行靜壓，靜壓結束后開始振壓。整個碾壓過程從弱到強、從慢到快，最大時速不超過4 km。靜壓超過4遍后施工人員需對路基表面進行觀察，確保表面無輪跡。在整個碾壓過程中對壓路機保持高度關注，并及時做好相關數據的記載。上述操作完成后架設水準儀，同時，沿著豎直方向每隔20 m取一個斷面并在其上方布設3個點。布設完成后施工人員還需將該點位置用石灰線打出，同時對該點的高程進行測量和記錄。接著進行振壓，振壓完畢后再次對各點的高程進行測量，隨后將兩次的測量結果相比較。經檢查對比，各點在振動前后的高程差平均值在3 mm以內即為合格。

3.4 臺背回填施工

施工質量與施工材料的選擇有一定聯系。應選擇透水性好、摩擦角大、壓實快的礫石、巖渣等作為填料。路基的壓實性與填料的內摩擦角有關，較大的內摩擦角能改善路基的壓實性能，從而提高路基的密實度[5]。

1)隱蔽工程驗收合格后施工人員方可進行基坑回填。臺背回填過程中應保證待構造物強度≥設計強度的75%；

2)施工人員應根據設計要求做好過渡段和橫、縱向防排水系統；

3)臺背回填時，應同時做好路床和路堤的填筑；

4)施工人員應同時做好橋臺背和錐坡的回填施工，確保施工結果與設計要求相符；

5)洞身兩側的回填壓實應保持對稱，并分層進行；

6)對兩側及頂面進行填土時，施工人員應盡量避免施工對涵洞產生不利影響；

7)配備合理的碾壓機械，壓路機達不到的地方使用小型機動夯具。

3.5 路基路面沉降監測

現場實時監測都是必不可少的環節，它能夠直接反映出工程的實際情況[6]。就軟土地基施工而言，其監測數據應達到如下標準：路堤中心沉降率需控制在設計值范圍內；路堤側向位移速率也需要控制在規范值之內。此外，基于沉降監測值能夠明確工程的進展情況。就軟土地基施工而言，沉降監測是必不可少的環節，當填筑高度未達到相關標準時需要加強監測頻率。通常來說，連續進行2～3個月的觀測工作，其產生的沉降量應≤6 mm；除此之外，工后沉降也應得到合理的控制。對此，本文在某軟土地基路堤中心設置了3個監測點，關于其具體分布情況如圖1所示。基于對圖1的分析得知，1號與3號點達到了工程相關標準，但就2號點而言前2個月的沉降值都>6 mm，因此需要對其做以相應的處理。

圖1 某公路3個測點沉降監測值

3.6 設置排水設施

排水設施能夠避免路基沉降段出現差異性沉降問題，在多雨水地區而言尤為關鍵。如果設置的排水措施不當則會致使路堤長期被雨水浸泡，此時土體將達到過飽和狀態，其整體強度受到影響，路堤坍塌現象頻發，路面出現持續性開裂問題，橋頭與路基之間出現“高低斷帶”現象，對人們的生命財產造成威脅。對此，應提升排水設施的合理性，設置合適的盲溝以及排水管。

4 結束語

受路基路面不均勻沉降的影響，將會對車輛的運行安全造成威脅。對此，本文則圍繞沉降段展開探討，分析其產生的原因和危害并提出可行的施工措施，為后續的施工提供借鑒和參考。

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