公路填筑路基沉降影響因素及對策分析

羅滔

（四川公路橋梁建設集團有限公司機械化施工分公司，四川 成都 610000）

0 引言

隨著交通基礎設施網絡的發展完善，公路工程建設規模越來越大，建設步伐日益加快，對工程技術方面的要求也不斷提高。公路工程建設中，沿線可能遇到軟土地層等不良地質情況，如果加固措施選擇不合理或落實不到位，可能出現路基不均勻沉降等質量事故，影響工程建設工期，投入運營后影響行車安全和運營壽命。因此，研究公路填筑路基沉降影響因素，探討有效防范公路填筑路基沉降的有效方法，具有積極且重要的現實意義。

1 公路填筑路基沉降作用機理

路基沉降是路基出現不均勻下沉，會導致路面下陷、裂縫等現象。引起路基沉降的原因眾多，其中最主要的原因是填筑路基土層壓實度不夠，填筑路基施工質量不合格會埋下路基沉降隱患，可能在其他因素的影響下加快路基沉降速度。地下水的侵蝕作用可能引起土層結構遭到破壞，自然氣候條件惡化也可能使路基結構受損，比如因地下水開采引起含水層承壓能力降低，提高黏土層空隙水壓，形成含水層水頭梯度，使黏土層中水分由含水層排出，黏土結構遭到破壞，將引起路基不均勻沉降問題[1]。

引起路基沉降的因素眾多，且存在復雜的相互關系，往往是多種因素共同作用的結果。但在實際工程建設中，不同位置的路基沉降往往存在較為明確的原因。比如橋頭跳車現象可能是臺背位置施工環境狹窄導致機器操作不便，使得臺背位置回填質量不達標所引發的沉降現象；半填半挖段的沉降系數存在一定差異，投入運營后長期承受車輛荷載，會使沉降系數差距變大從而引發不均勻沉降；填挖結合段的挖深、填高較小，容易在長期承受車輛荷載的狀態下產生路基沉降問題；由于公路路基填方高度無法一致，公路工程投入運營后會出現高填方和低填方不均勻導致沉降的問題。

路基沉降現象的形成過程相對緩慢，具有持續時間長、影響范圍大、危害性大等特點。路基沉降會對公路質量造成嚴重破壞，均勻沉降的破壞性相對較低，會使路面變得不平、出現裂縫，影響行車舒適感和安全；不均勻沉降可能導致坍塌等嚴重事故，嚴重降低公路工程的使用壽命，甚至帶來重大的交通安全事故，危及過往車輛行人的生命財產安全。一旦出現路基沉降問題，就會導致公路抗災害能力大幅度下降，雨水會滲透路基內部，地質災害下路基路面更易遭到破壞，使用壽命大幅降低[2]。除對交通安全的影響外，路基沉降還可能對地下管線造成不良影響，使地下管線出現一定程度的彎曲變形，可能影響人們的正常生活，甚至引發嚴重的安全事故。因此，需要在公路工程建設中對路基沉降問題予以高度重視，采取有效的措施加以預防和控制，不僅要關注施工建設階段出現的路基沉降問題，還要嚴控質量關，盡量避免投入運營后在較短時間內出現路基沉降問題。

2 公路填筑路基沉降的影響因素分析

引起公路填筑路基沉降的影響因素復雜多樣，大體上可以劃分為環境因素、施工因素和運營因素三個方面。其中環境因素會對公路填筑路基施工及運營產生持續的影響；施工因素主要是路基施工中采用的工藝技術是否合理、施工操作是否規范，其對路基質量影響最為深遠；運營因素是公路工程投入運行后的維護管理工作是否得當，其會影響公路使用壽命。為了提升公路填筑路基建設質量，主要從環境和施工兩個方面對路基沉降影響因素展開分析。

2.1 環境方面的影響因素

路基沉降會受到地質條件、氣候條件、水文條件等環境因素的影響，其中地質條件的影響最大，水文條件和氣候條件的影響也不容忽視。

第一，地質條件是引起路基沉降的首要環境因素。路基沉降通常發生在軟土地層等特殊地質條件環境下，土層結構松散、柔軟，容易在重力、荷載作用下發生沉降[3]。我國地域遼闊，地形地貌情況復雜，公路工程建設往往要面對軟土地層等不良地質條件，土層承載力不足，如果加固措施效果不佳，發生路基沉降的概率較高。

第二，氣候條件對路基強度有著侵蝕作用。路基強度和穩定性會因溫度等氣候條件的變化而發生改變，在氣候季節明顯、冬季溫度過低的北方地區，路基會隨季節轉換發生交替性凍融現象，使路基強度不斷下降。在降雨量較大的南方地區，也會因暴雨洪水對路基結構造成損害，可能引起路基沉降現象[4]。

第三，水文條件也可能夠引起路基沉降。公路路基區域的地下水文情況對路基施工有著很大影響，如果地下水含水量大，容易使路基土質松軟，引發路基沉降。隨著地下水的變化路基土體內的含水量也會隨之變化，含水量時高時低，降低土體的強度和路基的穩定性[5]。在路基施工中，可能受地下水影響使得路基加固處理壓而不實，出現路基沉降、變形等問題。

2.2 施工方面的影響因素

施工方面引起公路填筑路基沉降的原因可以分為四類，分別是前期勘察工作不力、施工技術選用不當、施工過程不規范和沉降監測體系不完善，貫通公路工程建設的前中期，如果在地質勘察、設計、施工階段出現技術或管理方面的問題，可能影響路基施工質量，增加路基沉降的可能性。

第一，前期勘察工作不力。公路工程建設初期，需要勘察設計單位對項目沿線的地質條件、施工環境等進行詳細的勘察，確保全面掌握施工現場的地質結構等方面的準確資料[6]。然而在實際工作中，可能因對勘察工作不夠重視或勘察人員疏忽大意，采集的數據資料不夠詳實、準確，可能存在疏漏或錯誤信息，無法為工程建設提供可靠的數據支持。

第二，施工技術選用不當。在設計階段，設計人員需要結合公路工程建設目標和勘察情況，合理確定路基施工技術，制定詳細的工藝技術方案。而在工作中，可能在沒有測試原地基荷載承受能力的情況下進行直接填筑，沒有對技術方案的可行性進行測試和反復論證，采用的技術措施照搬其他工程，沒有考慮該項目的特殊情況，使得路基施工質量得不到保證。比如，未能針對半填半挖段設置合理的填筑工藝，導致填筑完成后出現不均勻沉降；路基填筑材料選用不當，直接就地取材，而沒有考慮材料強度、水穩定性等性能指標[7]。

第三，施工管理措施落實不到位。在施工過程中，科學合理地將設計方案落實到位是重中之重，然而在施工作業中可能因施工人員責任意識不強、專業水平不高，可能存在低價采購不符合要求的材料填筑路基的情況，或是未能嚴格按照技術規范作業，出現路基填料不均勻、壓實度不夠等問題[8]。施工過程中可能引起路基沉降的因素眾多，比如操作人員在填料配比中混入腐殖土等劣質土、未打碎的石頭等雜質，有些填料在雨水滲入后還會發生膨脹，都可能使路基填筑出現縫隙，容易因雨水滲入發生路基沉降。而在路基碾壓過程中，如果碾壓作業不規范，或是路基受施工條件影響水分蒸發過快，都可能引起碾壓不充分的問題，導致路基壓實度不夠。

第四，監測體系不完善。在施工建設過程中對路基沉降問題缺乏足夠重視，沒有建立完善的監測體系對路基沉降進行實時監測，或忽視了不確定性因素對沉降數據的影響，沒有及時更新沉降數據，過于依賴前期數據，導致監測數據與實際情況誤差過大，無法及時發現并處理路基沉降問題。

3 公路填筑路基沉降的防控對策

為了有效預防公路填筑路基沉降現象的發生，需要從項目建設初期開展做好地質勘察和資料收集工作，優化路基施工設計方案，在施工過程中加強管理，保證設計方案的有效落實，并做好路基沉降監測工作，具體分析如下。

3.1 做好施工前的勘察工作

地基下沉是路基沉降的主要原因之一，全方位勘察是預防公路填筑路基沉降的有效手段。在施工之前，勘察設計單位應做好公路施工現場及沿線情況的地質水文勘察，采用先進的儀器設備對地質水文情況進行調查分析，并全面搜集、整理歷史資料等公路工程建設有關的數據資料，為設計工作提供高質量的資料支持。

在勘察階段，要確?？辈旃ぷ鞯娜?、深入，避免存在疏漏，或僅停留在表面。要對可能影響公路工程建設的相關情況進行全面調查，并對數據資料的準確性、可靠性進行核對驗證，避免因個別人員工作疏漏出現數據錯誤的情況。

3.2 提高填筑路基設計質量

在勘察數據的支持下，設計人員應結合公路工程建設要求，科學分析可能引起路基沉降的因素，合理制定路基施工方案。地下水位下降是引起路基沉降的重要原因，應對地下水資源進行限采，并采用地下水回灌措施，避免因地下水位降低引起路基沉降。

公路路基沉降的處理工藝有很多，在選擇工藝時應堅持因地制宜的原則，考慮公路工程的自身特點，綜合各方面的因素。不僅要考慮施工現場的地質水文條件，還要考慮所在地區的氣候條件、施工現場交通情況等因素，選擇綜合效益最佳的工藝技術。應選擇強度高、易壓實、水穩定性好的填料，并對選擇的填料進行現場測試。對于公路填筑路基的不同位置，應選擇適合的工藝技術。比如橋頭部位臺背回填時應分層壓實，選擇透水性好的填料，控制分層厚度在200mm 左右，對于設備施工不方便的區域可進行人工壓實，以保證壓實度；半填半挖路基應清理填挖結合部的表土和松軟土質，開挖臺階寬度在2m 以上，并設置超過5%的內傾坡度，增加土工格柵，以增強路基的整體性；基底表面不平段高度差在150cm 內需要將基底推平再填筑施工，如果超過150cm 采用半挖半填的處理工藝。在初步選定適合的工藝后，應對工藝進行現場測試，以驗證工藝的可行性和實效性，科學確定填料配比和碾壓速度、次數等工藝參數，對施工技術進行完善和優化，使之完全滿足具體工程的實際需要。

3.3 加強填筑施工過程控制

在路基填筑時，應嚴格按照設計要求進行填料配置，杜絕使用腐殖質土、生活垃圾等用作填料，對填料質量性能進行檢測，確保達到使用要求。再按照設計規范使用有一定級配的碎石土、砂礫土等進行填筑，保證填筑路基的質量和穩定性。在填筑施工過程中，應按照分層填筑、分層碾壓、分層檢測的原則，按照布料、攤鋪、碾壓的順序規范施工，并嚴格控制攤鋪厚度、碾壓遍數等工藝參數，在檢測合格后方可進行后續作業。

高填路基填筑應在填筑4m 后進行強夯補強，確保路基穩固，以減少路基的沉降量。對于新老路基搭接部分，應嚴格按照工藝規范要求挖臺階處理，過縫碾壓，避免出現漏壓的情況。對于難以壓實的部分區域，可采用沖擊壓實、強力夯實等手段進行輔助施工，施工中不能存在疏漏環節，保證各區域壓實度均達到設計要求。在填筑施工階段，不能為了趕工期而不進行充足的碾壓作業，必須確保壓實度達到設計要求，以免受自然條件影響引起路基沉降。

為了減少雨水等對路基的侵蝕破壞作用，可在路基下坡腳外設護坡道，護坡道外設混凝土邊溝，根據護坡道高程調整邊溝溝底縱坡，采用反開槽施工，確保邊溝滿足路基排水要求。填方路段路面采用集中排水，需要做好急流槽施工，采用混凝土現澆方式，下設砂礫墊層，急流槽外露出邊坡面10cm，槽身下設防滑平臺，以確保易沉降段路面的排水能力。

3.4 完善路基沉降監測體系

在公路工程施工過程中，應安排專職人員對路基沉降情況進行實時監測，詳細記錄并及時更新沉降監測數據。要綜合考慮各方面因素對沉降數據的影響，對前期數據進行科學修正。為了避免人為失誤導致的誤差，應充分利用物聯網和計算機技術，借助先進的檢測儀器實施搜集精確的沉降數據，依靠計算機提升數據計算的效率和準確性，將沉降數據誤差控制在允許范圍內。

當發現路基沉降數據異常后，應及時上報。由施工、設計等相關人員共同分析路基沉降的原因，制定科學、可行的沉降控制措施，盡早控制路基沉降程度，避免路基沉降造成更大的危害，保證工程建設質量與工期。

4 結語

綜上所述，公路填筑路基沉降是影響公路工程建設質量、工期的常見病害，對工程建設安全與成本控制帶來一定的負面影響。在公路工程建設期間，勘察設計單位與施工單位應協同努力，加強前期勘察深度與廣度，提高設計深度與精度，強化施工管理力度，完善沉降監測體系，通過全過程管理手段對路基沉降進行有效預防與合理控制，從而確保公路工程建設的順利完工，以創造更大的經濟效益和社會效益。