高速公路路基沉降及施工控制技術

楊磊鑫

（甘肅順達路橋建設有限公司，甘肅 蘭州 730000）

高速公路是現代化交通基礎設施的重要組成部分，不僅對促進經濟社會發展，也對提高國民經濟整體競爭力具有重要意義。高速公路規劃受地理環境和區位因素影響較大，所以高速公路路基沉降問題對高速公路安全運營影響最大。高速公路路基沉降不僅會影響道路的平整度和行車的舒適度，還會導致路面龜裂、瀝青層剝離等嚴重的路面病害。所以為了保障高速公路的安全、舒適和可靠運營，必須采取有效的措施控制高速公路路基沉降問題。

1 高速公路路基沉降的主要特點以及原因

1.1 高速公路路基沉降的主要特點

（1）漸進性沉降。高速公路路基沉降運動發展十分緩慢。這是因為路基下的地基土層在受到荷載后，會逐漸發生壓縮和變形，導致路基下沉。隨著時間的推移，地基土層的壓縮和變形會不斷加深，從而導致路基下沉的程度逐漸加深。所以高速公路路基沉降是一個漸進性的過程。

（2）空間分布不均。高速公路路基沉降通常是空間分布不均的，不同位置路基下沉的程度不同。這是因為高速公路路段在不同位置承受的荷載大小和類型不同。如跨越橋梁、路基陡坡等地方荷載較大，路基下沉的程度也相對較大；而在平坦路段荷載較小，路基下沉的程度也較小。因此不同位置路基下沉的程度不同，導致高速公路路基沉降的空間分布不均。

（3）形變影響。高速公路路基沉降導致地形形變，影響到路面結構，對行車舒適性和安全性造成極大威脅。而形變方式多數是垂直形變、橫向形變和縱向形變。垂直形變指路面沿垂直方向的變形，一般表現為路面的凹陷或隆起；橫向形變指路面沿橫向方向的變形，通常表現為路面的橫向裂縫和邊溝的變形；縱向形變指路面沿縱向方向的變形，表現為路面的縱向裂縫和車轍的變形。路面形變對車輛的行駛安全造成極大威脅，進而造成車禍的發生。所以高速公路路基沉降的形變影響是需要注意和處理的問題。

（4）建設和使用階段的不同。高速公路路基沉降在施工不同階段表現不同。在建設階段，路基沉降通常是因為施工質量不佳或者基礎設計不合理等原因導致。如在填筑路基時未經過充分壓實、基礎設計不滿足實際承載需求等都會導致路基沉降。在使用階段，路基沉降通常是因為長期使用和荷載過重等原因導致。如頻繁的重型車輛通行、路面設計不合理等都會導致路基沉降。因此在高速公路建設和使用的不同階段，需要針對不同的原因進行路基沉降的處理和預防。

（5）對交通影響較大。高速公路路基沉降對交通安全和效率影響較大。一旦路基沉降，會導致路面的變形、路面高低不平、車輛行駛不穩定等問題，從而增加交通事故的發生率。在公路建設過程中，由于地基沉降會使道路的承載力下降，造成道路的破壞。這些問題的出現，將給城市道路帶來很大的影響，嚴重時將造成城市道路的擁堵。因此，在施工過程中，必須對路基沉降進行監測，以保證道路的安全、暢通。

1.2 高速公路路基沉降的原因

（1）土質條件不良。土質條件不同對路基的穩定性影響也不同。例如在河岸、湖泊等水域附近的高速公路，由于土層通常較松散，土質中含水量較高，易受水土流失和沉積影響，因此容易發生路基沉降。

（2）填筑土壓實不足。在建設過程匯中，高速公路的路基土壤必須壓實，才能保證路基的穩固。如果壓不實路基下沉概率就會上升。這種情況通常出現在填土材料質量不好、填土厚度不足、壓實方式不當等情況下。

（3）荷載過重。路面承載車輛行駛的荷載，也會造成路基沉降。大型貨車和客車等對路基荷載的影響比小型汽車大得多，長時間的重載和超載會引起路基沉降。路段的坡度和彎曲度等也會影響車輛的速度和荷載，從而影響路基的穩定性。路基在車輛的行駛中受到壓力，土壤縮塌引起路基沉降問題。

（4）外界自然環境的影響。外界環境也會影響高速公路的建設過程，從而引起路基沉降。如氣候的變化，如雨水過多或過少、溫度變化等都會對路基產生影響，尤其是在雨季和雪季，路面容易出現坑洼和積水。地震等自然災害也會對路基產生影響，引起路基的沉降和變形。

（5）施工質量不良。在高速公路建設過程中，如果施工質量不良，也會導致路基沉降。如路基填土材料沒有經過篩選、土質不均勻、壓實不到位等都會影響路基的穩定性。如果施工人員的技術水平不高，工藝操作不當，也會影響路基的穩定性。在建設過程中，還要考慮周邊環境對施工的影響，如河流、山坡、道路等都會對施工過程造成影響，如果不加以處理，也會導致路基沉降的發生。

2 高速公路路基沉降的施工技術控制

2.1 控制沉降的觀測技術

高速公路是國家重要的交通基礎設施之一，路基的穩定性是保證高速公路正常運營的基礎。然而高速公路路基沉降是一個普遍存在的問題，如果不能及時發現和控制，就會導致路基的沉降過度，給交通帶來嚴重的影響，甚至危及交通安全。路基沉降的過程控制在高速公路的施工和后續維護中是相當重要的。

路基沉降的關鍵控制技術就是路基觀測。觀測技術的主要任務是及時發現路基沉降的情況，對沉降進行實時監測和控制。在觀測時，必須選擇正確的觀測時間點，并且對觀測設備的要求也較高。觀測點應該位于路基中心線附近，且離路面較遠的位置，以避免路面荷載對觀測結果的影響。觀測設備可以采用測水準儀、傾斜儀、應變計等，具體設備的選擇需要根據路段的特點和需要觀測的參數來進行選擇。對觀測中使用的設備也必須符合相關技術要求。

觀測后的數據整理是路基沉降預防的關鍵。觀測數據需要進行及時、準確的處理。觀測數據可以通過電腦進行處理，得出沉降的數值。在高速公路路基沉降的施工過程中，觀測技術是至關重要的一環，可及時掌握沉降情況，采取措施進行控制。沉降觀測點的設置應采用鋼管法或電液測量法，觀測頻率要根據施工進度和地質條件等因素確定。同時，在數據處理和分析過程中，需要考慮到觀測誤差的影響，對數據進行平滑處理，得出真實的沉降數據?？刂瞥两档挠^測技術對高速公路的建設和運營具有極其重要的意義。

2.2 控制沉降的地基技術

在高速公路的建設中，控制路基沉降是至關重要的。因為如果路基沉降超過了一定程度，將會導致路面破裂、損壞、塌陷等嚴重問題，嚴重影響交通安全和道路使用壽命。為了保證高速公路的安全和正常運行，需要采用適當的地基技術來控制路基沉降。

（1）地基加固技術。地基加固技術是控制路基沉降的有效手段。它主要是通過加強路基下的土層，增加土體的承載力和抗沉降能力，來控制路基的沉降。目前，常用的地基加固技術有增強土壤地基、加筋土壤地基和鋼板樁加固地基等。

（2）地基改良技術。地基改良技術是通過改變土體的物理和化學性質，使其具有較高的承載力和抗沉降能力，從而達到控制路基沉降的目的。常用的地基改良技術包括灰漿注漿、碎石壓實、混凝土澆筑等。

（3）地基排水技術。地基排水技術是通過在路基下設置排水設施，將地下水及時排走，減少土壤的水分含量，提高土體的承載能力和抗沉降能力。常用的地基排水技術包括排水溝、排水管、泄水孔等。

（4）路基預壓技術。路基預壓技術是在路基施工時，通過設置預壓裝置對路基進行預壓，增加路基的初始應力，從而減小路基的沉降。常用的預壓裝置有壓路機、重錘等。

控制沉降的地基技術是高速公路建設中非常重要的一環。通過采用適當的地基加固、改良、排水和預壓技術，可以有效控制路基沉降，保證高速公路的安全和正常運行。

2.3 加強特殊段的施工

（1）地質勘察和設計。在高速公路建設過程中，對于地質條件復雜或地形險峻的路段，需要進行詳細的地質勘察和分析，以了解地質條件和地形特點，為后續施工提供依據。在勘察和分析的基礎上，需要制定出適合特殊路段的路基結構方案，包括路基的高度、坡度、路基寬度等。為了減少路基沉降的風險，設計方案需要滿足路基的承載能力和穩定性要求。路基結構需要進行仿真分析，以確保其穩定性和安全性。這樣的措施可以有效提高路基的可靠性和耐久性，從而降低后期維護成本。

（2）土工材料的選擇。對于特殊路段，需要選擇適合的土工材料來增強路基結構，提高路基的承載能力和穩定性。常用的土工材料包括土工合成材料、地面加筋網和地下水位控制系統等。這些措施將有助于提高路基的可靠性和耐久性，并降低后期維護成本。還需要根據特殊路段的實際情況，選擇合適的土工材料，并根據施工工藝要求進行正確的材料使用和施工管理，以確保土工材料的作用發揮到最大限度。

（3）加強施工質量管理。建立科學的施工管理制度是保證施工質量的基礎。這需要制定科學、合理的施工管理制度，包括施工方案、工程量清單、進度計劃、質量控制計劃、安全生產計劃等，以確保施工過程中各項工作的有序進行；嚴格按照設計要求施工也是保證施工質量的重要措施。在施工過程中，必須嚴格按照設計要求進行施工，確保每一個工藝環節都符合設計標準。同時，對施工人員進行技術培訓和考核，提高工作質量和效率。只有建立科學的施工管理制度，嚴格按照設計要求施工，加強施工現場管理，采用高科技手段和建立健全的質量監督體系，才能確保高速公路建設和運營的順利進行，降低路基沉降的風險，提高高速公路的安全性和可靠性。

（4）加強路基養護管理。在高速公路建成后，需要進行定期的路基養護管理。養護管理包括路面狀況檢查、路基穩定性檢測、排水系統檢查、土工材料檢測等等。通過對路基的定期檢測和養護，可以及時發現路基沉降、路面損壞等問題，采取相應的措施進行修復和加固，避免事故的發生。還需要注意排水系統的養護，保證排水暢通，避免水分滲透導致路基失穩。還應注意要定期更換路面標志、路燈等設施，確保高速公路設施的完好性和使用效果。

2.4 降低路基施工處的地下水位

在進行路基填方施工前，需要對施工區域的地下水位進行勘探和分析，確定地下水位的高度和變化規律。根據地下水位的高度和變化規律，制定相應的地下水位降低方案，選擇合適的降水技術和設備。其次，進行地下水位降低施工時，需要采取措施保證施工區域的排水暢通，避免地下水位下降后形成積水。為了有效控制高速公路路基沉降，需要采取措施加強地下水位的管理。一般來說，可采用泵站設置和挖掘排水溝渠等方式控制地下水位。同時，需要關注施工區域周圍地下水位的變化，這對路基沉降有較大的影響。因此，在施工過程中，應密切關注地下水位的變化，并及時采取相應的措施。

2.5 加強路基壓實度

（1）施工材料的選擇。一般來說，需要選擇具有良好承載能力和穩定性的材料，如高強度混凝土、大塊石料等。此外，還需要根據施工條件和設計要求，選擇適當的材料。同時，在選擇材料時還需注意材料的質量問題。材料質量差會導致施工質量低下，從而增加路基沉降的風險。因此，在選材過程中，需要重視材料的質量監控和質量檢驗，確保所選材料符合相關標準和要求。

（2）壓實設備的選擇。在高速公路路基沉降的施工過程中，壓實設備的選擇也是至關重要的。壓實設備的選用直接影響到路基的壓實效果和穩定性。通常采用的壓實設備有壓路機、振動壓實機等。在選擇壓實設備時，需要考慮施工區域的地形和土質情況，選擇適合的壓實設備。例如，對于路基較硬的區域，可以采用大型壓路機進行壓實；對于路基較松軟的區域，可以采用振動壓實機進行壓實。

（3）壓實工藝的控制。在施工過程中，應根據路基材料的性質、路基厚度和路基用途等因素，合理地選擇壓路機的類型、輪胎的壓力和輪輞間距等參數，以及壓實的層數、次數和速度等工藝參數，進行適當調整和控制。在壓實過程中，還應及時對路基的壓實效果進行檢查和評價，并根據檢查結果進行調整。

（4）壓實質量的檢驗。壓實質量的檢驗是保證路基穩定性和耐久性的重要環節。在施工中，需要采用合適的壓實設備和方法，以確保路基達到預定的密實度要求。壓實質量的檢驗包括密實度測試、樣品采集等。實度測試是利用密實度試驗儀對路基進行測試，檢測路基的密實度是否達到設計要求。密實度試驗儀可以實時記錄密實度值和壓實次數，以及每次壓實的厚度和壓實面積，為壓實質量的檢驗提供數據支持。

（5）養護管理的加強。在養護管理方面，對于已經建成的高速公路，需要對路基進行定期的檢查和維護，及時發現和處理路基沉降等問題。對于新建的高速公路，還需要在施工完成后進行養護管理，以確保路基沉降得到控制。常見的養護措施包括水土保持、排水設施的維護和清理、防止車輛荷載過重等。通過加強養護管理，可以有效減少路基沉降問題的發生，延長路基使用壽命。

3 結束語

在高速公路建設中，控制路基沉降是保障道路安全和可持續運營的重要措施。通過采用合適的地基技術，加強施工質量管理和實施科學的沉降觀測技術，可以有效控制路基沉降的風險，提高路基的穩定性和承載能力。同時，路基的建設也需要考慮地質環境和氣候等因素，采取相應的措施，避免地下水位和其他因素對路基沉降的影響。通過科學的施工技術和嚴格的質量管理，可以確保高速公路路基的安全和可靠運營，促進交通事業的發展。