富水砂層地質條件下公路路基沉降處理技術研究

中圖分類號U416.1 文獻標識碼A文章編號2096-8949（2025）08-0056-03

0 引言

公路路基作為支撐路面的關鍵結構，其高度受開挖與填筑作業影響，而邊坡坡度則依據地質條件與橫斷面設計確定。路基施工涉及土方開挖、壓實及鋪筑等多個復雜環節，需要依據路面狀態進行維護與病害治理。在富水砂層這類地質復雜的環境中，路基沉降問題尤為突出，給施工帶來巨大挑戰。基于此，針對富水砂層地質條件下的公路路基沉降處理技術顯得尤為重要。為了確保公路運營安全，延長公路使用壽命，通過及時修復沉降維持路面綜合性能，該文旨在應用適用于富水砂層地質條件的公路路基沉降處理技術，以解決因富水砂層地質特征而引發的路基沉降和變形等問題。

1富水砂層路基地質特征分析

富水砂層地質條件下，公路路基沉降是一個需要特別關注的問題。由于富水砂層的顆粒間連接較弱，容易受到外力擠壓而發生變形，高含水量也會使得砂層在受到荷載時使孔隙水壓力容易失衡，導致土體失穩和沉降[1]。孔隙度大意味著砂層中存在大量的空間，這些空間在受到外力作用時容易壓縮，極易導致沉降。滲透性強使得地下水容易在砂層中流動，從而影響土體的穩定性和承載力。富水砂層地質條件下的公路路基，由于富水砂層的地基承載力相對較低，當公路荷載超過其承載力時便會導致路基發生沉降。因為地下水位的升降和流動會改變土體的有效應力狀態，從而影響路基的穩定性，特別是當地下水位上升時，更會增加土體的重量和孔隙水壓力，也會導致路基的變形或沉降。

2富水砂層公路路基沉降處理措施

針對富水砂層公路路基沉降問題，可以采取排水固結法、注漿加固法、土工合成材料加固法以及預壓加載法等方法進行處理。為了預防富水砂層公路路基沉降問題的發生，在施工前應進行詳細的地質勘察，了解地基土體的性質、分布和厚度等信息，根據地質勘察結果和公路荷載要求，合理設計路基的斷面尺寸、排水設施和加固措施等[2]。在施工過程中嚴格控制填土速度、壓實度等關鍵參數，確保施工質量符合設計要求。

2.1排水固結法

排水固結法是通過在軟土地基中設置排水系統（如砂井、排水板等），在地基上施加荷載（如堆載預壓、真空預壓等），通過設置豎向排水結構（如砂井、塑料排水板等）和水平排水結構，使地基土體中的孔隙水逐漸排出，使土體發生固結變形，通過排水固結，地基土的強度逐漸增長，從而提高地基的承載力和穩定性[3]。在富水砂層地質條件下，排水固結法可以有效加速地基的固結過程，縮短預壓工程的預壓期，使沉降提前完成并提高地基的承載力。排水固結法施工工藝流程包括鋪設水平排水結構、設置豎向排水結構以及施加荷載等步驟，鋪設水平排水結構和設置豎向排水結構是改善地基排水條件的關鍵步驟，施加荷載則是使土體中的孔隙水排出的動力來源[4。因此，對于富水砂層公路路基沉降問題，排水固結法是一種值得推薦的處理方法。

2.2注漿加固法

注漿加固法是通過向地基中注入漿液，槳液在地基中擴散、滲透并與地基土體發生物理和化學作用，形成新的膠結體。注漿材料的選擇應根據地基土的性質和注漿目的來確定，常用的注漿材料有水泥漿、水泥-水玻璃漿等。在實施注槳加固法過程中，要求注槳孔的布置應合理，確保漿液能夠均勻地滲透到地基土中，要根據地基土的滲透性和注漿材料的流動性來確定合適的注漿參數[5]。注漿過程中，還要實時監測注漿效果，如地基沉降、注漿壓力等，以便及時調整注漿方案。注槳加固法能很好地解決富水砂層公路路基沉降問題，特別適用于富水砂層等軟土地基，能有效地填充地基中的空隙，增強地基的密實度和穩定性。

2.3 土工合成材料加固法

土工合成材料，如土工格柵，具有抗拉強度大、延伸率低、蠕變小等特點，它對土體具有較強的嵌鎖、咬合作用，可以有效地約束土體的側向位移，克服土體的不均勻沉降，增強地基的承載能力。土工合成材料加固法特別適用于富水砂層等軟土地基，它能有效地對軟土地基進行處理，減少地基的總沉降，適應路堤的快速填筑。土工合成材料加固法主要通過在公路路基中鋪設土工合成材料（如土工格柵、土工布、土工膜等），利用材料的拉力、抗剪強度和抗滲性能，約束土壤顆粒的移動，通過分散荷載，減小土壤變形，土工合成材料通常鋪設在路基的底層或中層，以形成一層或多層加固體系[。根據路基的沉降情況、土壤性質、荷載要求等因素，將土工合成材料按設計要求鋪設在路基上，并用專用固定件或土壤壓實設備將其固定，確保材料之間的搭接寬度和重疊方式符合設計要求。針對富水砂層公路路基沉降問題，土工合成材料加固法在解決富水砂層公路路基沉降問題方面具有顯著優勢。

2.4 預壓加載法

預壓加載法是在建筑物的軟土地基上，預先堆放足夠的堆石或堆土等重物，通過預先在軟土地基上施加荷載，使地基土在荷載作用下逐漸固結和密實，從而提高地基的承載力和穩定性，減少構造物建成后的沉降量。在地基上堆放重物（水、土、砂、石等）進行預壓，再通過在地基中設置排水砂井并鋪設不透氣的薄膜，利用真空泵抽出薄膜下的空氣，形成負壓，加速地基土的排水固結[。預壓加載法特別適用于淤泥質黏土、淤泥與人工沖填土以及富水砂層等軟弱地基。堆載預壓時應分級加載，逐級增加荷載，避免地基土因荷載過大而失穩。真空預壓時，需要確保薄膜密封良好，防止漏氣影響預壓效果。預壓加載法能夠有效地提高地基的承載力和穩定性，減少公路路基的沉降量，為公路的安全運營提供保障。針對富水砂層公路路基沉降問題，預壓加載法是一種有效的解決策略。

2.5邊坡削坡與臺階開挖措施

為提高路基的壓實度和穩定性，需要將路基邊坡表層的植被土和軟弱土層進行清除。首先進行邊坡削坡與臺階開挖施工，按照設計坡度要求挖成臺階狀，其高度與水平距離比按設計坡度要求開挖，再進行削坡，確保邊坡的坡度和平整度符合設計要求。在削坡與開挖過程中，要計算邊坡樁身截面的受力情況以及樁側摩擦力的分布（考慮摩擦力平均值、總摩擦力值與微段樁直徑的關系），更精確地掌握邊坡在開挖過程中的受力狀態，防止邊坡塌方。邊坡削坡可增加地基水平位移，設置拼接臺階，使其與臺階開挖尺寸適配。邊坡削坡施工現場如圖1所示。

由圖1可知，通過清除邊坡上的危巖、松土等潛在隱患，可防止滑坡崩塌。針對富水砂層等復雜地質條件，采用機械與人工相結合的削坡方法，對難以機械作業的堅硬區域進行爆破處理，再使用人工技術進行修整。施工前要充分完成現場勘察、方案設計、材料準備、設備調配等工作，安排設計人員對邊坡進行測量，確定削坡的坡度和高度。削坡完成后應及時對邊坡進行防護處理，如設置護腳矮墻、排水溝等，減少對周邊生態環境的破壞。削坡處理后應進行臺階開挖，采取等高線開挖法設置開挖進深，臺階寬度和高度應根據邊坡的坡度、土質和開挖設備等因素確定。開挖過程中，要根據實際情況控制開挖深度和速度，降低邊坡擾動風險，還需要進行邊坡支護，設置錨桿、噴漿等，提高邊坡的穩定性。

2.6路基土工格室加筋處理

為進一步提高路基的承載能力和穩定性，在邊坡削坡與臺階開挖后還應進行路基土工格室的加筋處理。土工格室可提高填料的綜合性能，在設置土工格室時，要基于路基土體的物理力學性質（如黏聚力、抗剪強度等），通過計算穩定性系數來評估路基的穩定性。結合參數設置有效的沉降處理錨桿，通過調整支護剪力來應對路基的沉降傾向。同時，土工格室的加筋處理還提供了側向約束力，增強了路基的承載能力。在路基填筑過程中，需要將土工格室鋪設在基底和路床底部等關鍵位置，根據路基填高的不同調整土工格室的鋪設層數和位置，達到最佳的加固效果，進一步提高了地基的承載能力和穩定性。土工格室加筋施工現場如圖2所示。

3 實例論證分析

3.1 工程概況及準備

根據公路路基沉降處理實例分析要求，該文選取X工程作為實例展開分析。某工程位于四川省成都市中心位置，與主干線存在相交關系。其中，路基寬度設定為 2 6 m ，以適應八車道的通行需求，并輔以雙側加寬措施。行車道寬度為 2 m×4 m×3 . 7 5 m ，左右兩側各設有 0 . 7 5 m 的路緣帶，以提供安全駕駛環境。受承載運輸量變化影響，其路基路面損壞較為嚴重。針對該路段出現的路基沉降問題，尤其是為防止因不均勻沉降導致的橋頭跳車現象，工程中決定采用濕噴法進行加固處理，并在后續進行了加鋪改造工作。為精準監測路基的沉降情況，在施工現場布設沉降觀測點，利用沉降板進行實時觀測，為后續的沉降處理提供可靠數據支持。沉降板布設如圖3所示。

由圖3可知，具體的觀測斷面需要根據實際情況而定，并設置合理的舊路基分隔帶。每填筑層設置一個觀測帶，并進行輔助加測。試驗沉降板規格為 4 0 0 m m× 2 0 m m 鋼板，每一截長度均為 1 8 c m ，通過絲口進行連接，降低填料的下沉落管風險。沉降板應始終布設在 1 ～ 2 層壓實土的水平層中，預先開挖 3 0 c m 基坑，調整測管頂面間距，設置合理的安全距離。待上述步驟完畢后，調整搭接距離并及時完成鋪筑與填土，以此為基礎開展施工效果分析。

3.2 施工效果與討論

結合上述試驗準備，可進行公路路基沉降處理實例分析，即在選取的目標工程中設置若干個有效的路基沉降點設置有效的點位編號，使用該文設計的富水砂層地質條件下公路路基沉降處理技術進行處理，利用MK5654雙軸傾角沉降傳感器進行監測，并將監測結果與施工允許標準對比，得到的實例分析結果如表1所示。

由表1可知，在富水砂層地質條件下，針對公路路基沉降問題，該文設計的沉降處理技術顯著有效，各監測點位（G101-G102 ～ G109-G111）的沉降值均遠低于施工允許沉降值，且沉降值穩定，波動范圍在 之間，不受監測點位與中心基點距離增加的影響。這表明該技術不僅有效控制了路基沉降，還展現了良好的穩定性和適用性，可以滿足工程建設標準和質量要求。

4結語

綜上所述，富水砂層地質條件下公路路基沉降問題是路基施工中的關鍵問題。文章通過分析富水砂層的地質特點及其對路基沉降的影響，采取了針對性的處理技術和預防措施，可以有效地控制路基沉降問題的發生和發展，也有效地解決了富水砂層地質條件下公路路基的變形和沉降問題。實例分析結果表明：設計的公路路基沉降處理技術的處理效果較好，處理后的路基沉降值符合施工標準，具有較高的工程實用價值。

參考文獻

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