摘要：在我国很多公路工程施工中，由于受到地质地貌等条件的限制，路基开挖量比较多，为了节约土地资源，改善生态环境，高填方路基施工越来越常见。在高填方路基施工中，路基沉降控制至关重要，通过对高填方路基沉降变形规律进行详细分析，并采取有效的路基沉降控制技术，能够有效提升施工质量。因此，对高填方路基沉降变形以及控制办法进行详细探究意义重大。
关键词：高填方路基；沉降变形；控制标准
1导言
高速公路在建设过程中难免会遇到高填方路段，高填方路基在施工过程中会出现不同程度的不均匀沉降，沉降的发展过程是一个与时间和空间有关的多维问题，了解路基沉降的动态过程以及精准的预测沉降发展的走势对施工质量和施工安全有着重要意义。文章结合实例分析针对高填方路基沉降变形分析及其控制标准进行了分析，以供借鉴。
2高填方路基沉降变形机理
在天然土体中，很多矿物颗粒组成骨架结构，在骨架结构孔隙中有水和气充填，形成三相体系。饱和土体主要是由土颗粒以及水组成的，在土颗粒之间有胶结物，形成土骨架。当土体受到外荷载作用时，孔隙中的水能够承担部分荷载，即孔隙水压力，另外还有部分外荷载由土骨架承担，即有效应力，“有效”指的是能够有效引起压缩，并产生土体强度。孔隙水压可以分为静水压力和超孔隙水压力，其中，静水压力指的是在施加外荷载之前地基中就有的压力，而超孔隙水压力指的是由外荷载所增加的孔隙水压力。地基总应力是由有效应力以及孔隙压力组成的，土体中土颗粒的压缩性比较小，一般忽略不计，可以认为土体变形主要是由孔隙体积变小、颗粒重新排列以及骨架发生错动所造成的。另外，黏性土的厚度比较大，水从土层的透水面上排出，导致孔隙压力降低，压力在土层结构内部传递。在建筑工程施工中，地基受到建筑工程基础荷载的作用，地基内部即会产生应力和变形，导致地基基础发生沉降，即基础沉降。土体结构在受到力的作用后，会产生体积变形和形状变形两种变形，其中，体积变形是由土体受到正应力造成的，在正应力的作用下，土体体积缩小，但是不会对土体造成破坏。另外，形状变形是由剪应力造成的，如果土体结构受到的剪应力超过一定限度，就会造成土体结构受到破坏，导致形变加剧。
3工程概况及土层工程特性
某高速公路DK23+101.2～DK23+151.5区间为路桥过渡段，最低填土高度18.2m，最高填土高度为19.0m，平均填土高度18.6m。设计双向4车道，路堤填土顶面宽为20m。地基土层从上至下依次为：杂填土：普遍分布，厚度0.30～0.80m，平均层厚0.55m。松散、力学性质不稳定；含砾粉质黏土：层厚17.40～20.80m，平均层厚19.10m。松褐黄色～棕黄色，硬塑，以黏性土为主，地基承载力176kPa；灰岩：青灰色，弱风化，岩溶发育，承载力780kPa。结合现场原位和室内土工试验，对含砾粉质黏土基本物理力学特性进行分析，如表1所示。
表1含砾粉质黏土主要基本物理力学参数
4高填方路基沉降控制标准分析
4.1高填方路基沉降曲线拟合
目前对于沉降数据的处理，最常用、最简便的方法为曲线拟合法。曲线拟合法由于应用范围广、使用方法简单、适用性强等特点而被广泛应用，而且现场丰富的监测数据也为曲线拟合法提供了较好的预测基础。目前应用较广泛和精度较高的曲线拟合主要分为双曲线拟合法、指数曲线拟合法和Asaoka法
4.2路堤预压期沉降控制标准
实测工后沉降法：根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTGD31—02T—2013）中的要求，在路基施工完成后，沉降控制标准如下：桥头路堤沉降量在10cm以内；涵洞及人工构造物沉降量在20cm以内；一般长路段沉降量在30cm以内。在实际施工过程中，首先需要对沉降量进行观测，可以采用曲线拟合法、系统分析法、地基参数反演法等等，然后根据观测结果，合理预测总沉降量，同时根据以下控制计算工程建设完成后的沉降量：工后沉降=预测20年总沉降-某一时间（预压期）的实测沉降。
实测沉降速率法：在路基施工过程中，对于部分路基沉降量监测所得数据可能不全，在对总沉降量进行观测时，可能会造成准确性下降，这就要求综合考虑路基实际沉降速率、路基各面层施工时间。根据实践分析，对于柔性路面底基层，要求其在3个月时间内，沉降速率5mm/d以内，对于柔性路面基层和面层，要求其在3个月时间内，沉降速率3mm/d以内。
4.3路堤填筑期沉降控制标准
相关规范路基沉降控制标准。在进行路基沉降变形分析时，不仅需要对地基沉降量和水平位移进行观测，同时还需要对路基沉降速率以及水平位移速率进行分析。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTG/TD31—02—2013）中的要求，在对路基沉降进行监测时，监测对象包括地面隆起量、边桩水平位移以及测斜管水平位移。对于路基稳定性的控制标准为：路堤中心线沉降速率在10mm/d以内；坡脚水平位移速率在5mm/d以内，同时还需要注意，在路基填筑施工中，每填筑一层进行一次观测；参考经验路基沉降控制标准。在路基施工中，路基沉降是由很多因素所造成的，因此，对于不同地质条件地基，所采取的沉降控制标准也有一定的差异。对于砂井或塑料排水板地基，沉降速率要求控制在15～20mm/d以内；对于砂井堆载预压加固地基，沉降速率要求控制在10～20mm/d以内。
5结论
总之，在进行高填方路基施工过程中，由于基础受到荷载作用，会产生土体沉降问题，如果土体沉降量较大，或者沉降不均匀，就会造成基础稳定性降低，影响道路工程施工质量。对此，施工前，首先需要对施工区域进行现场勘察，综合考虑勘查资料以及工程建设要求预估沉降量，在施工过程中加强沉降量观测和分析，根据沉降控制标准加强沉降量控制，这样才能够保证高填方路基施工质量。
参考文献
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论文作者:朱福庆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/14
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