芻議高填方路基沉降變形及壓實技術研究

何廣文

摘要：路基的壓實質量是高填方路基施工后沉降控制的主要手段，如何提高路基的壓實質量是高填方路基壓實施工的關鍵。本文對高填方路基壓實技術進行概述，提出了相應的高填方路基壓實工程施工要求，具有一定的現實指導意義。

關鍵詞：高填方路基；沉降變形規律；壓實技術

引言

高填方路基是道路建設的重要環節，與一般地基工程相比，其作業面大，所需資源多，機械化程度較高，加之穩定性難以控制，沉降問題尤為突出。高填方路基沉降變形規律受到很多因素的影響，如地形、地貌以及排水等。找到一個有效的高填方路基沉降變形規律的研究方式，并且找出合理的處理高填方路基沉降變形的措施，對我國在高速公路方面的研究具有重要的意義。

1.高填方路基的特點

在修建公路之前，必須對修建地區路基的特點有適當的了解，以便在修建時能夠根據路基的特點有效地解決遇到的問題。高填方路基的特點有：（1）高填方路基在施工時的難度較大，且在施工完成后需要觀察很長一段時間，確保路基足夠穩定后才開始正常運營，而且不同的地質條件對地基沉降的影響效果不同；（2）路基自身的重量很大，導致路基因受自身重力而沉降的可能性很大，在修建高填方路基時必須對路基的重量進行記錄，以免路基重量太大導致沉降；（3）需要修建的路基高度很大，必須對地基穩定性有足夠的掌握，在修建時需要適當的加強地基的抗壓強度和穩定能力；（4）路基的修建過程中工程量較大，難以有效的保證路基的質量，在路基投入使用后，就會出現很多問題。

2.高填方路基沉降變形研究現狀及壓實技術概述

2.1高填方路基沉降變形的國內外研究現狀

目前，國內外對路基沉降變形的研究在公路和水利部門兩個方面取得的研究成果分別為：（1）在公路方面，針對高填方路基分級加荷的特征，對傳統的計算路基沉降變形的分成總和法進行研究改進，得到更有效的計算方法。此外，從事相關工作的研究者也根據高填方路基的分期固結和分期填筑的特征，研究出了原理相差不多的分層總和法，該方法是在傳統計算方式上的創新；（2）我國的水利部門也對高填方路基的沉降變形進行了有效的研究并取得了很好的成果，對高填方路基的固定理論而言，路基沉降變形與施工的材料以及材料的受力特性有很大的關系，將變形分為了初始變形、固結變形以及次固結變形三種變形過程。

2.2 高填方路基施工技術概述

2.2.1 振動壓實工藝法

振動壓路機在作業時，由于振動輪的振動作用，對地面造成一個往復的沖擊力，該種壓實方法稱為振動壓實工藝法。在沖擊波的作用下，材料顆粒由靜止的初始狀態轉變為運動狀態。振動壓實后，由于顆粒之間的互相填充，提高了被壓實材料的密實度，顆粒之間的緊密接觸，也增大了被壓實材料的內摩擦阻力，基礎的承載力亦隨之提高。

2.2.2 強夯施工工藝法

強夯施工工藝法是將很重的錘從高處自由落下，給地基土以強大的沖擊力和振動，從而改善地基土的工程性質，該種方法在碎石土、砂土、粘性土、濕陷性黃土及雜填土的處理中得到了廣泛的應用。

2.2.3 沖擊壓實工藝法

沖擊壓實工藝法就是在傳統振動碾壓壓實機械的基礎上，改變壓路機輪型，由原來的圓形改變為三邊形（多邊形），三邊的線形為漸開線，利用三邊形（多邊形）鋼輪對路基的連續滾動，并在滾動中利用沖擊輪自身質量及三邊形（多邊形）輪大小半徑差所產生的勢能沖擊壓實土基。沖擊壓實具有沖擊能較小，不易破壞土體結構以及可以實現連續沖擊，施工較快、成本較低等優點。

3.不同地基上高填方路基變形的規律

3.1 折線地基

修建在折線地形上的地基時，選取高度為18m的路基來研究，經過一系列的研究并處理分析得到的數據可知，在折線地形下，路基的最大沉降量為43.5cm，在施工完成后，地基沉降16.4cm，而斜坡地形也是在18m的地基上來研究的，但地基沉降量和施工完成后的沉降都有所上升。而地基沉降變形主要在路基的上部，在折線地形下需要的施工量變大，這些都導致了施工完成后沉降量變大。

3.2 平坦地基

在平坦的地形上修建路基時，選取高度為8m的地基來研究，經過一系列的研究及處理得到的數據可知：在地基的中心和底部都容易發生較嚴重的沉降現象。當路基的修建施工完成后，路基在一段時間內會沉降變形，尤其在施工剛完成后的一段時間內沉降速度更快，但經過一段時間后，地基就會慢慢變得穩定。

3.3 斜坡地基

結合20m的高路堤，路堤全寬達24m來完成計算，地基斜坡坡度為1：3，對斜坡不挖臺階、挖臺階的沉降變形狀態實施分類計算處理。挖臺階路基的臺階根據寬3m、高1m計算。從最后得到的數據顯示，路堤沉降變形主要集中為平坦地基出現異常等狀況。路堤靠近斜坡的位置是沉降變形的最大值，從路堤內側邊緣到外側沉降變形沿著非線性的方式不斷變大。研究斜坡路基的沉降變形時，對路基水平方向的變形加以關注是很重要的，經過最后的計算得出路基的水平位移和路基沉降量之間關系緊密。中部是斜坡地基路堤水平位移最大的，同時受到其它因素的影響而使得位移值逐漸變化。地基土體同樣有水平位移的變化，最大位移值的發生部位均處于路堤中部。

4 高填方路基壓實工程施工要求

4.1 妥善處理地基排水

合理的填料施工是有效的排水設施的基礎，在保證試驗合格的前提下，應該盡量選擇土、石等材料作為路基填料，并保證其密度均勻、顆粒適中、不含雜質等，而且用于高填方的土質不僅要均勻，而且適宜集中選取，盡量避免沿線取土，以免破壞沿線環境。確認填方用料符合要求后，通過運輸機械將期頃利運至填方地段，并安排專人指揮卸料，具體可以根據每層鋪設厚度確定卸料密度，一般將其厚度設為30cm，而且每卸完一層后應暫時停止，待完成攤鋪和平整操作后向前推進，繼續卸料。因排水固結技術利于加快地基土質的固結速度，實現高填方路基穩定性能的改善，因此針對富含有機質的粘土地基，可為其設置合理的排水系統一是利用塑料排水板或袋裝砂井構成豎向排水結構，并將其水平墊砂層進行連接，以此暢通路基排水通道；二是可將厚度超過50cm，寬度大于路基兩側lm的粗砂或中砂作為水平墊砂層材料。

4.2 合理布置準備工作

在正式施工的前期要對施工現場進行填方試驗，一般可將試驗地段的長度控制在200m左右，并基于實際情況明確不同基層的土料規格、含水量、攤鋪厚度、密實度，攤鋪設備和碾壓設備的型號、性能、速度，以及壓實工序和工藝等，以此為路段施工提供指導和參考。待試驗結束后，應仔細勘察填方區段現場，切實掌握其地質條件，并逐樁放樣路基，準確測定其界樁、堤腳、護坡道、邊溝等位置所在若地面存在坡度，應事先將其施工成臺階，并使其寬度處于lm左右，然后借助壓路機對其進行碾壓，直至與要求的壓實度相吻合；若為普通地面，應事先將雜草、樹木、腐殖質土壤等徹底清除，并排干地表積水，以此為后續施工奠定良好的基礎。

5結論

由于在公路施工過程中存在著一些不足，道路通過長期使用會表現出不同程度的破損，通過對高填方路基的特點與沉降變形規律的研究，有助于人們了解到路基沉降變形的影響因素，通過對高填方路基壓實技術與高填方路基壓實工程施工要求的研究，有助于人們做好相應的沉降預防措施，同時對于我國高填方路基的修建也有著重要的現實意義。

參考文獻

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