探討高填方路基沉降原因與控制措施

徐衛康

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在公路工程項目生產建設中，高填方路基的界定具有一定的相對性，如公路邊坡高度、軟土地基填料等構成因素不同，高填方路基的界定也存在差異。由于路基在公路中占據著重要地位，并且承受著靜力荷載與動力荷載的雙重作用，因此，路基病害的發生既會使路基穩定性受損，也會間接引發安全事故。從當前高填方路基病害發生情況看，主要集中于路基沉降，以及路基沉降不明顯時的縱向開裂等方面。

1 高填方路基沉降原因分析

造成高填方路基沉降的原因包括客觀原因與主觀原因。分述如下：

（1）客觀原因。從客觀原因方面分析，導致高填方路基沉降的原因主要包括天氣、地質、地形、排水、結構物差異。具體而言，高填方路基施工過程中若受到連續降雨（30mm/h），層路基因雨水浸泡會造成壓實度不夠。當高填方路基存在軟土地基時，土壤密度、積水、淤泥、軟土層等處理不到位，即會在后續承載力下降后引發局部沉降。若高填方路基地處溝谷時，橫斷面背水面與迎水面填筑高度存在差異，易造成沉降。尤其是高填方路基往往位于地表水與地下水的影響環境之下，極易因排水不暢引發穩定性下降后的邊坡坍塌，間接導致沉降問題。加上現階段公路里程長，需要“過山開洞，遇水架橋”，當相鄰橋梁路基柔性體與橋臺臺背剛性體之間發生結構差異后，易引發路橋過渡段出臺背沉降問題[1]。

（2）主觀原因。與客觀原因相比，主觀原因多由路基設計不合理、施工工藝選擇不當造成。以路基設計為例，在高挖、高填區域，客觀條件復雜，而主觀設計方面，會因勘察資料不全、數據分析結果偏差等導致高填方路基設計方面的問題。此類問題通常會在施工過程，或者竣工后投入運營階段，逐漸顯現出來。因而路基設計不合理造成的高填方路基沉降問題多具有隱性特征，而且以先局部沉降、再整體沉降居多。而在施工工藝選擇方面，填料的選擇與質量檢驗及施工中的土壤混入等，均可能使填料的性能弱化，并在結構層面引發沉降病害。目前，填筑工藝與壓實工藝應用中配套實施了專項管理與質量控制方案，然而，在高填方路基填筑、壓實方面，分層填筑與壓實的細化程度較高，施工中又存在臺階搭接、碾壓壓實等重復性操作。當現場檢測不到位或忽略重復檢測后，容易形成累計性的沉降變形與不均勻性沉降。

2 高填方路基沉降控制措施

在當前的高填方路基沉降控制方面，大多數公路工程中采用了防治結合原則，并且提出了系統性控制與配套性控制相強合的控制理念，較好地推進了綜合性措施與專項措施的配套應用。

（1）系統性控制。在系統性控制方面，主要將按照導致高填方路基沉降發生的客觀原因與主觀原因分析。以具體的高填方路基施工項目為準，將施工前的現場勘察、路基設計、施工建設進行了統籌管理。比如，在現場勘察方面，主要是利用實地勘測數據、BIM建模計算等，預先對其路基設計中的合理性進行評估。并借助BIM技術優化路基結構設計，匹配性的設置施工方案，將施工工藝的選擇與具體的施工環節進行了對應關聯。從而保障了高填方路基施工生產建設要素與施工生產管理指標之間的一致，有利于高填方路基施工中對沉降進行有效管控[2]。

（2）配套性控制。系統性控制側重于管理控制，而配套性控制則將重點放在具體的防治措施方面。具體而言，針對軟土地基、路基沉降病害，可以在軟土地基處理施工中采用換填土法，也可以在病害發生后，先挖除病害部分，再應用換填土法。當前填料加填、碾壓壓實處理中，主要采用“臺階狀開挖補回填”方法，層層換填、逐層整平碾壓。從病害處理經驗看，壓實度應該高于原來的2%到1%。

若路基沉降深度與面積均較大，則采用灌漿法進行處理?，F階段使用的灌漿法操作工序相對復雜，主要是按照“布孔——鉆孔——下注漿管——注漿”的工序進行作業操作。具體應用中，要求對灌漿壓力與漿液擴散能力進行精準控制?？梢韵冉Y合路基勘察獲得的各項參數（如強度、密實度），進行灌漿壓力參數設置。再根據現場操作中的鉆孔深度、灌漿位置進行實際操作。一般操作中要求先進行現場試驗再進行施工作業。另外，灌漿法使用中存在滲流注漿（通常壓力控制在1.5MPa到0.5MPa）、脹裂式灌漿（通常壓力控制在4.0MPa到1.5MPa），要求根據紊流條件、單位時間注漿量做好壓力范圍控制。

除以上兩種具體措施之外，針對沉降不明顯的高填方路基，則可以采用布設土工格柵法。比如，針對未沉降而發生了縱向開裂的高填方路基病害，則可以采用該方法，按照切割路面——布設土工格柵——恢復路面的順序進行操作[3]。

3 結束語

總之，高填方路基路段的增多與其病害的發生，會給公路安全性造成實質性影響。結合以上初步分析可以看出，導致高填方路基沉降的原因相對較多，包括了路基設計不合理、施工工藝的選擇不當，也與天氣因素、地質條件、地形地貌、筑材、排水、結構物差異等存在密切關聯。因而，在實際的高填方路基沉降問題處理方面，一方面，應該在控制管理方案設計時，選擇系統性控制與配套性控制相結合的辦法。另一方面，應該區分施工過程中的沉降控制、沉降病害發生后的控制，推進防治結合原則的應用及養護管理。