拓寬公路差異沉降控制措施研究

宋文佳

（西安外事學院工學院,西安 710077）

0 引言

在黃土地區進行高速公路拓寬工程，黃土的濕陷性是必須考慮的，因為其的產生既在時間上具有突變性和非連續性，又在空間上具有不均勻性，此外黃土的濕陷變形更具有不可逆轉的特性，再者高速公路拓寬工程中，新老路基之間必然存在著差異沉降[1-6]，因此本文針對黃土地區濕陷性的特點研究差異沉降的控制措施，目的在于減少該地區的工程事故，降低其工程造價并縮短工期。

1 黃土的濕陷性

黃土一旦浸水后，在豎向應力（其自重應力或自重與上覆附加應力之和）的作用下，導致黃土內部結構遭到破壞，進而產生顯著的附加下沉的現象稱為黃土的濕陷性。按照濕陷程度進行劃分，黃土可分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩種，其中前者在飽和自重壓力作用下即可發生濕陷，因而前者對工程的危害遠比后者大。濕陷性黃土發生濕陷必須具備的兩個條件：一是力和水，二者作為外部因素缺一不可，沒有水就沒有所謂的“濕”，缺少力則不可能向下“陷”；二是黃土本身的結構和物質成分，此為內部因素，主要受黃土的顆粒組成、化學成分和礦物組成的影響。

2 差異沉降原理

隨著我國國民經濟的快速發展，高速公路的發展遠遠滿足不了交通量的快速增長，一些原有的高速公路已經開始出現交通量飽和的現象。結合我國正處于社會主義發展初級階段的國情，為緩解交通壓力大多采用對老路進行加寬的方案，在原有公路兩側對稱拼接加寬的方式最為常見。但是該種方案中，新路基的施工時間通常與老路基相差幾年至十幾年，認為老路基的沉降已基本結束，地基趨于穩定。而對新路基還要經歷瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降，這就導致新老路基之間必然產生差異沉降。此外，新路基作為附加荷載施加到地基土上，必將導致新老路基下的地基中產生差異沉降，地基土中產生不均勻附加應力，進而導致路面結構層中產生不均勻附加應力，當該應力超過路面材料的容許能力時，路面結構將產生老路面被拉裂或者新老路基拼接處開裂等破壞。因此必須采取技術措施來控制黃土地區的高速公路拓寬工程中新老路基之間產生過大的差異沉降，從而避免和減少上述危害的發生。

3 控制措施

3.1 新路基填料的選擇

黃土地基上路基的沉降由黃土濕陷性和新路基壓縮兩個方面組成，差異沉降的產生由兩者性能上的差異所決定，因此新路基填料應選用質輕、剛度大的材料。輕質填料主要有粉煤灰、EPS塊體、輕質混合土等，優先推薦EPS，因為其既可以減輕路基重量進而減小路基沉降量，又能保證路基的穩定性。

3.2 軟弱地基處理

高速公路開展拓寬工程的建設時，為了滿足使用還要維持老路正常的通行，同時要保證客流量就面臨工期緊張、施工場地狹窄的難題，其軟基處理要秉著既要減小新老路基的差異沉降，又要減少對老路基的擾動的原則，因此選用合適的地基處理方法顯得尤為重要，常用的方法有預應力管樁復合地基、堆載預壓法、塑料排水板等。

3.3 合理利用土工合成材料

近些年來，進行公路工程建設時，土工合成材料的應用日益廣泛。目前常用的有土工布、土工格柵和土工格室等。在進行高速公路拓寬工程中新路基的填筑時，通常分層鋪設土工合成材料，并將其向老路基內延伸一定長度，以便新老路基能夠良好地結合，加筋材料一旦有效地工作，路基的強度和穩定性都將會有顯著的改善。

4 結語

在濕陷性黃土地區進行高速公路的拓寬建設，采用輕質高強的新路基填料，應用與工程實際相符的地基處理方法，結合土工合成材料的應用，在減少新老路基差異沉降方面有良好的處治效果。

[1]翁效林,張留俊,李林濤.拓寬路基差異沉降控制技術模型試驗研究[J].巖土工程學報,2011,33(01):159-164.

[2]章定文,劉松玉.軟土地基高速公路擴建中新老路堤相互作用數值分析[J].中國公路學報,2006,19(06):7-12;

[3]黃琴龍,凌建明,錢勁松.新老路基工后差異變形對路面結構的影響[J].同濟大學學報:(自然科學版),2005,33(06):759-762.

[4]翁效林,張留俊.拓寬路基下軟土地基工后沉降預測[J].長安大學學報:自然科學版,2011,31(01):17-21.

[5]宋文佳.高速公路拓寬路基差異沉降特性與控制措施研究[碩士學位論文][D].西安:長安大學,2013.

[6]張莉.關于黃土非均勻濕陷特性的研究[碩士學位論文][D].西安:長安大學,2013.