试析高速公路路基沉降的原因与预防方法
摘要：路基沉降是影响路基路面强度和稳定性的一个十分重要的问题，而且形成路基沉降一般是多因素叠加造成。

施工时应全面分析治理，并采取切实有效的措施，以减小路基沉降的发生。

关键词：高速公路；路基沉降；原因；预防
中图分类号：u213.1
高速公路对地基要求甚高，为了实现其“安全、舒适、高速”的服务目的，在使用年限内不应出现较大的工后沉降，同时还应避免不均匀沉降的发生。

1路基沉降的原因
1.1 路基自身的沉降
1.1.1《公路路基施工技术规范》要求压实度一般为93%～96%范围，施工过程中实际达到的压实度基本也就在范围附近，这也就是说在标准击实功下，路基填料存在着4%～6%的空隙率，理论造成路基自身还有4%～6%的沉降空间。

这部分沉降是路基在满足规范要求的压实度前提下产生的沉降，即合格路基产生的沉降。

1.1.2 填方土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和，也就是说当标准击实的击实功小于土体自重应力和各种附加应力之和时，则在此荷载作用下就会发生二次沉降变形。

这些附加应力主要来自以下几个方面：车载，尤其超载情况；含水量变化造成土体容重的改变；地下水位升降而导致浮力作用改变；土体饱和度改变引起的负孔隙水压力改变。

这些附加应力引起土体中有效应力
改变，从而导致土体发生压缩变形。

1.1.3路基沉降时不仅会发生竖向变形，而且还会发生侧向变形。

目前采用的地基沉降计算方法是假定侧向完全受限，仅有竖向变形，实际路基土中存在有侧向变形，这种侧向变形会促进路基沉降的发生。

1.2地基承载力引起的路基沉降
1.2.1当地基承载力不足时，在路基荷载作用下，会发生塑性变形，引起路基沉降。

现《公路路基施工技术规范》只对路基基底填前地表处理的压实度，做了明确规定，要求不小于90%，而未对路基基底承载力做明确要求。

一般做法，若基底有软基出现，则挖除换填，或采取其他措施，若非软基地段，则仅要求基底压实度满足规范要求即可。

但在实际施工时，对于软基的界定并没有一个明确的标准，容易引起实施上的分岐，或过度处理，或处理不彻底而留下质量隐患。

1.2.2 地基承载力满足要求造成的路基沉降。

一般认为只要地基承载力满足要求，路基就不会沉降。

根据物体只要受力就会产生形变的原理推断，即使地基承载力满足要求，路基仍然会发生沉降，这时产生的沉降理论上为弹塑性变形，但由于是长期荷载，这种沉降也是长期的不可恢复的，只是这种沉降相对于总沉降量较小而已。

2设计方面的预防措施
2.1做好地质勘探调查
2.2确保路基最小填筑高度
路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性。

2.3明确路基填料质量标准要求
在各级公路工程施工图设计中，必须明确不同填高内路基填料的cbr值（最小强度）及最大粒径要求。

种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土，严禁直接用于填筑路基。

砾（角砾）类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。

2.4积极采用路基综合防护形式
积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式，在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。

岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎（砾）石土的挖方边坡以及受水流侵蚀、植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施，沿河路基、受冰侵害和冲刷路段采用挡土墙、砌石护坡、石笼抛石等直接防护措施。

3施工中的预防措施
3.1路基压实工艺及质量检测
3.1.1影响路基压实的因素分析
1）填筑路基的材料，由于不同填料的性质存在较大的差异，须根据要求因地制宜地选择。

填筑材料的含水量是影响路基压实的重要因素。

在填筑材料中，除填石及含石量大于的土石混填料外，其它各种材料均与含水量有密切的关系，只有在最佳含水量时压实，
方可得到最大密实度。

2）狭窄面积和一些特殊部位的压实。

所谓“特殊部位”是指施工段的交界处，构筑物的台背、墙背，施工机具不可达到的薄弱环节。

在施工中一定要引起重视，在填筑时，要选择适宜填料。

一般采用小型设备进行碾压，如平板振动夯实机、手扶双轮压路机等，压实时严格控制含水量。

3）碾压机具和方法是保证压实质量的重要因素。

必须根据填料性质和要求达到的密实度，选用和配置碾压机具。

然后根据机具性能，确定适宜的松铺厚度。

3.1.2土方路堤的压实和质量控制
施工时每填料做一次重型击实试验，准确掌握最佳含水量及最大干容重等控制参数。

采用灌砂法检测压实度，当压实度检测合格，并经监理工程师验收后，方可进行下一层的填筑。

3.1.3石方及土石混填路堤的压实和质量控制
石方及土方混合料填筑时，必须严格控制石料的最大粒径及松铺厚度。

要用推土机和平地机整出一个较密实平整工作面。

所有填石孔隙要用小石料和石屑人工填满铺平，填料不得离析。

压路机碾过程中，继续用小石料或石屑填隙，一直进行到重轮下，石料不出现松动，表面均匀平整为止，一般需碾压一遍即可。

压实质量控制，采用压沉值来确定。

压沉值即相邻两遍碾压所产生的相对沉降量。

压沉值测试方法：在测点上设置个直径钢球，用压路机将其压入路堤，使钢球顶面与路堤表面平顺。

用精密水准仪测出钢球顶面标
高，用总压实力的振动压路机碾压一遍后，再次测出钢球顶面标高，从而求出相邻两遍各点的相对沉降量，即为压沉值。

3.2路桥过渡段施工控制
3.2.1预设处理的技术措施
预设过渡段路面，过渡型路面可采用水泥混凝土六棱块、条石铺砌，半刚性过渡层或沥青过渡层等类型。

当发生大的沉降出现跳车现象时可及时铺砌新的路面，确保行车顺畅。

3.2.2减少刚度差的技术措施
桥头搭板，用钢筋水泥混凝土制成的搭板将桥台与路堤衔接处进行刚柔缓和过渡，从而消除桥头跳车。

柔性桥台，柔性桥台类似于加筋土挡墙，能使路基与桥台衔接处刚度差缩小，固结沉降均匀过渡。

3.2.3减少土体蠕变的技术措施
台背采用模量较大，易于压实，排水性能好的砂砾石填筑，减少路基自身的压缩变形量。

挤密型桩，采用石灰碎石桩，使土体形成复合土体从而提高了整体密实度。

使用土工格栅，利用隔栅的张拉作用，使土体部分应力得到扩散和转移提高土体抗变形能力。

用水泥、粉煤灰和粗骨料填筑台背，利用其自身重量成型，固结后减轻沉降。

3.2.4减少地基沉降的技术措施
地基承载力不足引起的沉降，是路基发生沉降的主要原因。

一定要从加强地基处理和承载力检测入手，确保地基承载力满足要求。

在施工前，应分别对不同路基填土高度合理确定其对应的地基承载力，使地基处理有标准可依。

承载力可通过动力触探仪、承载板、弯沉等多种指标进行地基承载力检测。

施工过程中，为操作方便多采用动力触探仪进行承载力检测，但应采用承载板进行验证。

地基弯沉检测是也是一种可靠、方便的检测方法，在施工过程中可以和动力触探仪同步采用，互相验证。

对于承载力不足路段，处理一定要果断彻底，一般对于3米以内的软基可通过砂砾换填，大于3米的软基应通过增加碎石桩、水泥搅拌桩等方式进行加固处理。

3结语
高速公路路基沉降直接影响了高速公路的交通安全，造成路基沉降是多方面原因，为了保证高速公路的使用安全，必须做好高速公路路基的设计、施工、后期使用养护的多方面的工作。