高填方路基沉降原因與防治技術研究

陳 云

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

某高速公路一段高路堤填方長度為186 m，三級邊坡，邊坡最大高度是20.8 m，填方總量15.27萬方，邊坡坡面采用拱形骨架護坡進行防護，邊坡坡腳設置梯形排水溝，此段填方段落設置1-4X4的蓋板涵。相關設計要求各填筑層，在結束每層填筑后，應該進行一次沉降觀測，針對災害天氣條件下，需要實施加密觀測，如果沉降值低于每天1 cm，則證明地基較為穩定，停止填土，各月的沉降值累計低于5 mm條件下，才可以實施路面施工。

2 施工工藝

2.1 地質分析

高填方路基的基底需要承受高填方自重荷載，為了有效控制路堤沉降問題，確保填方基地的承載力能自穩，根據實地踏勘并結合設計地勘資料，查閱相關技術文件，能夠初步得到以下信息：第一，路基表層大概是厚度在4～5 mm的強風化泥巖，中層狀結構，節理裂隙發育，下臥風化泥巖，在3.1 m深度左右，地基承載力為310 KPA。第二，在原地貌中，表層水系較為發達，部分淤泥深度超出3 m。第三，無不良地質。

2.2 軟基處理

結合靜力觸探試驗，在承載力低于200 KPa的地方，可以分層設置石塊，石塊平均粒徑是40 cm，選擇石塊加碎石的方法填充空隙，實施換填處理，換填平均深度為2.8 cm。在結束換填施工后，應該立刻進行強夯處理，直到表面沉降差小于5 mm為止。

2.3 沉降觀測

結合設置檢測孔措施實施觀測處理，并在沉降盤底座上層焊接套管，鋼管和套管隨著換填土整體高度的不斷提升，進行逐節焊接。套管在地表露出應該超出150 cm，鋼管從套管頂部外露超出50 cm。在各層填筑中，應該進行一次觀測，相關觀測點，可以按照30 m作為標準，設置一個斷面，各個斷面在左、右和中間分別設置觀測點，沉降值低于每天1 cm，不然便需要停止換填，等待沉降徹底穩定后，繼續施工。

在初期填筑結束后，相關沉降值分別是第1 d1.5 cm、第2 d1.4 cm，第3 d1.2 cm，第4 d1.1 cm。在填筑至41層后，相關沉降速率進一步提升，在放置4 d后，沉降平均速率小于每天1 cm。4 d之內沉降量累計達到8.1 cm，在沉降操作中并沒有產生縱橫向裂開問題。

2.4 原因分析

路基沉降通?？梢詮膬煞N形式表現出來，分別是整體下沉和不均勻沉降。其中第41層的路基在結束填筑后出現整體沉降問題，而3 d中平均沉降最大速率是每天3.9 cm，而平均沉降最低速率是每天1.2 cm，相關設計沉降速率低于每天1 cm條件下，便可以開始下層施工，導致4 d內無法實施土方施工，聯系工程實際要求，分析相關原因主要包括以下幾點：第一是，部分軟基換填工作如果不合格，或換填后沒有實施強夯作業，便會減少地基承載力，但在路基填土層相關自重附加應力條件下，地基出現擠壓位移變形和壓縮沉降問題，從而使路基整體沉降。

路基填筑施工中，因為現場管理不足，現場施工人員責任心較差，盲目追求施工速度，導致壓實度不足，層厚超標，基于重復荷載以及填料自重作用下，會形成大量沉降變形和累積問題。臺背回填操作中，沒有挖掘臺階，粒徑和層厚超標，壓實度不足。

臺背回填操作中，沒有挖掘臺階，導致粒徑和層厚超標，出現壓實度不足的問題。第四，在雨季降雨量較大條件下，沒有在兩側及時修筑排水溝，蓋板涵施工較為緩慢，無法發揮出排水效果，基底出現長時間泡水問題，基底始終呈現為軟彈狀態，促進沉降問題出現。第五，施工中的填筑材料主要是含有礫低液限土，某些填料內存在遇水變軟的泥巖材料。

2.5 方案選比

通過上述原因分析，發現填料累積變形、壓實度不足、地基承載力差是導致出現較大沉降問題和較高沉降速度的主要原因。為了進一步縮小路基各層施工周期，避免出現整體性不均勻或沉降問題，保障施工質量，應該選擇換填+強夯方法進行處理。

3 地基沉降防治措施

3.1 填前碾壓

為了確保基底沉降量和壓實度滿足標準要求，需要在填前實施碾壓處理，相關施工步驟主要包括以下幾點內容：第一，在清表結束后，應該進行平整回填，原地面不能出現坑洼問題。第二，選擇重型壓路機進行碾壓。第三，重型壓路機的碾壓工藝，結合路基碾壓長度差異，合理設置壓實度檢測斷面和沉降檢測斷面。如果沖擊碾壓長度是100 m，而以20 m為間隔合理設置檢測斷面，各個沉降檢測斷面中應該設置三點，在路基右、中和左三點分別設置檢測點。第四，在結束碾壓后，路基表面需要進行重新平整，同時選擇強夯措施進行處理，隨后才能開始填土施工。

3.2 過程控制

材料決定施工質量，為此需要做好材料的質量控制，填筑材料應該確保良好的透水性、穩定性、粘聚力以及摩擦角，如此能夠有效控制路堤沉積，提升路基抗剪強度，像是碎石土或礫石，而輕重黏土、中粗砂土以及粉土等通常不會直接應用到高填方路基當中進行填筑處理。在應用填土材料前，應該先實施有效的顆粒分、CBR值檢測以及擊實處理各種土工試驗。

過程控制中，需要根據試驗要求，合理進行分層填筑，確保合理的分層厚度，在含水率滿足基礎條件情況下進行充分壓實，隨后提升各層壓實度檢測次數，各層壓實工作中都應該滿足相應的標準要求，進一步控制填料壓縮變形問題。于地面縱橫陡坡、臺背回填以及交界等區域的填挖處理中應該根據相關要求建設臺階，按照橫坡設計基礎，提升1%進行有效控制，預防填筑層長期浸泡問題。

3.3 強夯補強

施工中可以選擇三邊形雙輪自行式沖擊壓路機，其沖擊勢能是32 kJ，型號是YCT32。針對被壓土體實施沖擊、揉搓等操作，能夠有效擴大壓實面下方深層土石密度。在沖擊碾壓補強后，不會再次出現整體沉降問題，能夠保障路面和路基施工質量。

3.4 鋪設土工格柵

為了進一步控制路基中的不均勻沉降問題，提升路基穩定性，可以根據相應的設計要求，在和路床頂部相距1.2 m和0.3 m位置，分別設置兩個土工格柵，從而提升路面穩定性，延長道路應用壽命。在臺階區域，可以通過U形釘在臺階中固定土工格柵，相關搭接寬度是30 cm，自由段應該按照200 cm進行反折，方便錨固處理，而在反折處理后，外端最遠距離和邊坡之間距離為1 m。結束路基施工后，路床頂面并沒有產生開裂現象和不均勻沉降問題，該路段路基實現順利交驗。

3.5 排水防護

高填方路基如果遇到雨季，或降雨量較大的條件下，基底容易出現積水泡軟問題，為了進一步提升地基承載力，保障邊坡良好穩定性，需要在施工中，加強排水設施建設，做好路基工程防護，后期施工中沒有產生邊坡塌陷和基底泡水等問題，避免路基沉降。

4 結 語

綜上所述，高填方路基施工前，應該對施工現場地質狀況進行認真分析，科學處理特殊路基部分，同時在填方前，需要實施有效的碾壓處理，滿足地基承載的基礎要求。在確保合理料源基礎上，強化質量控制和過程管理，做好防護設施與排水設施，選擇土工格柵以及碾壓補強相關工藝措施，能夠避免路基沉降。