浅谈路基不均匀沉降防治措施

摘要： 本人一直从事公路与城市道路建设，根据多年在一线的实践，本文总结了部分防治路基不均匀沉降的经验。希望能为其它项目公路与城市道路建设提供一定的参考价值。

关键词：道路工程；不均匀沉降；防治措施；公路病害

Abstract：I have engaged in building speedway for some years. I have got the experience about differential settlement of subgrade and this thesis bases on the practice of my profession career.I expect for my experience can been bring into worthiness on other highways.

Key words：road engineering  differential settlement of subgrade  the steps on prevention and cure   road disease

一、前言

路基的不均匀沉降，会引起桥涵处跳车。这一病害严重影响着道路营运期人们对出行“平稳、舒适、安全”的要求，也会降低了事公路与城市道路的使用寿命，损耗了大量国家建设资金，也损害了行业的社会形象。在公路与城市道路的建设中，不均匀沉降引起的质量危害经常发生。如何更好的防治路基不均匀沉降已经成为了公路与城市道路建设者们急切关注的难题。

二、不均匀沉降病害出现的成因

桥涵沉降与路基沉降的不均衡很容易导致桥涵与路基接头部位跳车现象。桥涵为刚性结构，它对地基的承载力要求较高，桥涵的沉降量小且缓慢；填方路基为土质的柔性结构，沉降量较大。随着时间的推移，在通车一段时间后造成桥涵与其两边路基沉降不一、形成路面错台或者产生裂缝，出现跳车现象。

在山区地形复杂的高长填方段，由于其路基填筑的高度、土质不同，路基不均匀沉降量，同样会形成路基起伏变化，甚至跳车现象；也能造成路面过早损坏、汽车行驶颠簸、养护加大等恶果。

由上可知，克服不均匀沉降病害的本质是要使不同材质构建的路基，路基与桥涵构筑物的沉降趋于一致或基本平衡状态，形成连续沉降状态。刚柔过渡路段的修筑是解决这一问题行之有效的办法。

三、不均匀沉降的治理原则及措施

防治路基不均匀沉降应遵循“因地制宜，合理选择，预防为主，治养结合”的综合治理原则。即：在设计和施工中合理选择处治方案、材料及施工工艺；在路基施工中提前预见，采用有经验的技术措施进行防治处理；最后还需在运营养护中及时发现补救。严格按规范及设计施工是减少路基不均匀沉降的首要前提条件。

路堤应于结构物施工前填筑，并不应小于6个月，路基先预压稳定后再开挖桥台作业面。桥涵台地基处理的范围至少应宽出基础之外0.5m。 若桥涵台背回填，应尽可能使用砂类土或渗水性土质，因为这类土质在浸水时不产生膨胀且较易压实、沉降量小等，在路基使用过程中不易发生跳车现象。台背填土的分层厚度宜为0.1～0.2m。主干道路填土压实度标准应从基地到路床顶面均为95%，其他公路为93%[2]。

在路堤填筑施工过程中首先应严格按照分层法进行施工，即分层“铺筑→碾压→检测”的程序进行。路基填筑的松铺、压实厚度因土质、机具、遍数而不同，但最大松铺厚度不宜超过设计及规范要求。如过厚，路基压实将不均匀且难以控制。每层填筑后应严格用平地机或推土机配合人工整平，确保压实均衡，应具有2.5%～4.0%的横坡。此外，每层填料应严格用同一种土质填筑。不同土质填筑路堤易引起土质路基不均衡沉降，水囊现象和不稳定的滑动面。因此，不同土质不得混填，每种填料层累计总厚也不应低于设计及规范要求。

分层碾压时应尽可能采用同一种碾压工艺，按照合理的碾压方法、遍数能得到均衡的压实度。用于路基填筑土质的含水量应均匀，保证土质含水量在最佳含水量±2%[1]之内，以求得到均衡的压实度，这对减小路基不均匀沉降十分重要。

此外，填挖结合部及半填半挖路基结合部要严格按照设计及规范开挖台阶，开挖台阶是保证路基土体稳定和结合良好的有效手段。台阶宽度不宜小于1m且应用小型夯实机加以夯实，台阶应平顺，以保证压实机具能碾压到位。分层碾压厚度控制在15cm为宜[1]。

四、常用的几种措施

（1）换填砂砾或灰土

砂砾及灰土具有水稳性好，易压实，压实后沉降量小等特点。因此，用其作为桥涵台背填料可以起到过渡作用，使桥涵沉降与路基沉降呈现连续性，从而可以避免桥头跳车病害的发生。此外，砂砾或灰土用于不良地质路段基底处理，其效果也十分明显。

（2）铺设高强度塑料土工格栅

高强度塑料土工格栅是一种新型土工材料，它具有强度高，尺寸稳定性好、耐腐蚀、适应温度范围广、优异的老化性能等特点。

高强度塑料土工格栅有连续加工成型的菱形、六角形、方形等多种网孔形状，其抗拉强度可达250N以上[3]，因此其具有抗拉强度高、耐冲击性、尺寸稳定性好的特点；高强度塑料土工格栅还具有耐酸碱、耐盐等的抗腐蚀能力对大气、土壤微生物呈惰性，能抵抗所有菌类的侵蚀，并不受老鼠虫咬，可以适应任何土质；新型塑料土工格栅在常温状态下性能稳定，即使在较高温度下其尺寸变化率也很小。因此，它可以适应任何地区的路基施工；新型塑料土工格栅在生产过程中添加了抗氧化剂，它在日光暴晒下也不受影响，在露天情况下可使用15年以上，地下寿命可超过25年[3]。它还有重量轻、搬运方便，易于安装等特点。

由于新型塑料土工格栅所具有的以上特点，在路基填筑过程中将其分布于路基之内，可以防止地基的不均匀沉降，确保路基稳定。其主要原理就是塑料格栅夹铺在路基土中，有外力的作用下，网孔中的土柱形成嵌锁闭合又互相影响的群体[4]，这种单元区域限制阻碍了填土颗粒的自由运动，改变了填土的受力状态，土体塞入网孔之中形成的张力有利于路基施工的填土压实均匀与动荷载向周边的传递。这样就会提高路基的承载能力，减少或消除包括沉降在内的病害发生，格栅在路基土中起到了加筋网格骨架的作用。

（3）铺设加筋带

加筋带一般由聚丙烯材料制成。带宽10～50mm，厚0.8～2.5mm。表面制成不同形状的凹凸纹增加糙度。其拉伸强度达150～220MPa，延伸率为20%～30%。为降低其应变，复合加筋带在带内加入高强钢丝或玻璃纤维，拉伸强度可2110MPa，断裂延伸率可低到2% [4]。它完全满足路基工程施工要求，克服了普通塑料带无法解决的弱点，具有经济实用，便于施工特点。

它的作用原理是路基压实后土体和拉筋带之间的摩擦力改善了土的物理力学性质，而使得填土和拉筋带结合成为一个整体，阻止了土体滑移并且在路基沉降过程中形成连续沉降，从而可防治路基不均匀沉降。

（4）台背压浆

台背压浆一般是在施工过程中的处理方案。桥涵台背填土完成以后，在台背一定长度和宽度范围内以一定压力和间距压注水泥浆液或双液浆，浆液在压力的作用下向一定范围内扩散，可以填充土体空隙，浆液还可以改善土的力学性能，形成半刚性结构，起到过渡作用，从而防治桥头跳车。

（5）设置桥头搭板

桥头搭板在桥梁设计中一般均有设置。桥头搭板的一端搭在桥台上，另一端搭在路基上。当发生不均匀沉降时，桥头搭板可以在其范围内起到过渡作用，从而防治桥头跳车。桥梁工程伸缩缝处的跳车也应引起重视，设计或施工中注意选用结构合理，能适应三维变形的伸缩装置。

沉降一般会随着时间的推移而减小。因此，路基应尽可能预留足够的沉降期，足够的沉降期可使路基土体达到自然稳定，避免或减小因不均匀沉降造成的道路病害的发生。

五、总结体会

本人有幸参加了湖南省部分高速公路、望城区部分市政道路的建设。总结经验为：要达到路面最终整度优良平，避免桥涵头跳车必须从路基填筑开始控制，逐层向上都严格要求，甚至比《规范》要求更高的。不均匀沉降的因素可能因地质条件不同还有许多，我们必需在施工过程中保持高度关注，不断总结经验教训。

参考文献：

[1]《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》   JTJ 017—96

Technical specifications for design and construction of highway embankment on soft ground

[2]《公路桥涵施工技术规范》   JTJ 041—2000

Technical Specifications for Construction of Highway Bridges and Culverts

[3]《公路工程质量检验评定标准》第一册  土建工程    JTG F80/1—2004

Quality Inspection and Evaluation Standards for Highway Engineering

[4]GB/T 17689-2008土工合成材料 塑料土工格栅

[5]周志刚， 张起森， 郑健龙. 土工加筋材料性能研究综述[J]. 交通科学与工程， 2001， 17（2）：38-42

作者简介：

陈效（1978－），男，高级工程师、市政工程注册一级建造师，长沙市望城区大泽湖海归小镇投资开发有限公司，邮编410029，E-mail： cx7812@126.com，主要从事市政项目建设管理工作。