摘要：路基沉降是公路工程质量通病之一。以某高速公路路基沉降病害为实例，通过地质勘察，分析路基沉降出现的成因，为高速公路路基修筑及沉降病害处治提供一些建议。
关键词：高速公路；路基沉降；地质勘察
1.前言
路基沉降是公路工程质量通病之一，它直接影响着高等级公路的质量和正常运营，威胁着高速运行车辆的安全，同时也给日常养护、维修工作带来许多麻烦。笔者结合某高速公路项目具体段落的路基沉降问题，从地质勘察方面着手，进行分析研究。
2.沉降概况
某高速公路K15+300～K15+320段左、右幅超车道分别出现了沉陷（下沉约30cm，未见裂缝），2015年12月曾对沉陷区域进行重铺找平处理，2016年3月又出现了沉陷（见图1）。
图1 K15+300～K15+320段全貌
3.工程地质条件
3.1地形地貌
勘察区地貌单元属于渭河冲、洪积平原，受地表水切割，多发育深窄冲沟，地形由南向北缓倾，海拔高程550～630米。
3.2地质构造
渭河断凹处于秦岭东西向构造带、祁吕贺兰山字型前弧东翼、新华夏系三个构造体系复合部位，其中秦岭东西向构造带经历了长期多次强烈的构造运动，其它三个构造体系大体也形成于中生代，至今仍有活动的迹象。它们相互干扰和利用、互相穿插，产生复合和联合作用，形迹复杂，断裂构造十分发育。
设计路线均处于地震动峰值加速度为0.20g档区，相应于地震基本烈度为Ⅷ度区。
3.3水文地质条件
勘察区地下水主要为第四系松散层孔隙水，主要赋水层岩性为粉质粘土，地下水位随季节性降雨变化较大。勘察区内地下水的补给来源主要有大气降水入渗、河流渗漏、地表灌溉入渗补给，地下水排泄方式有人工开采、以泉的形式排泄、向河流沟谷排泄、蒸发排泄。
4．现场勘察
采用钻探、现场原位试验和室内土工试验等方法综合进行地质勘察，查明沉陷路基范围内地质情况，测定填土含水量（粘性土）和密实度（砂砾土）。
4.1勘察方法
本次勘察主要采用钻探、现场原位试验和室内土工试验等方法综合进行（图2、图3）。
图3 钻孔原位测试试验
4.2钻探
钻探机具采用DPP100-4型汽车钻机Ф150mm钻具开、终孔、中压回转无水钻进。
4.3取样
取样采用Ф120mm薄壁取土器，快速静力连续压入法采取原状土样。
4.4原位试验
本段路基填料主要为砂砾土，故采用圆锥动力触探试验（重型）查明其密实程度及其均匀性。圆锥动力触探试验（重型）主要应用于砂土和碎石土，用于评定土的均匀性和密实度。
4.5室内土工试验
室内土工试验执行《公路土工试验规程》（JTGE40-2007），本次勘察所取土样进行了土常规试验。
4.6钻孔分布位置及完成的工作量
钻孔布设位置布设如图4所示，挡土墙外侧 ZK3本次没有条件实施。路基范围填料主要为砂砾土，无法测定其干容重，本次采用动力触探查明了密实度，具体情况如表1所示。
表1 钻孔位置及工作量一览表
图4 沉降区域和钻孔布置平面图
5．工程地质特征
5.1岩土特征
根据钻探揭露，路基填土及基底地层为：路面结构层、填筑土、原状土。
①路面结构层：该层厚度为0.74m，为现有道路的路面结构层，含水泥、砂、碎石及沥青。
②填筑土（Q4ml）：该层厚度为4.74~5.84m，主要为砂砾土，黄褐色，稍湿，中密，颗粒大小不一，砂粒含量约为30%~40%，含有卵石及块石，岩芯呈块状或柱状，岩芯柱状最大长度达15cm，钻进较慢。
③粉质粘土（Q4al+pl）：该层厚度为8.80~10.80m，黄褐色，土质均匀，含水量大，呈软塑~流塑状，ZK1和ZK4可见明水，深度在6.3~6.4m，提钻时孔内水直接可以涌出地面，24小时测定其稳定水位为6.4~6.5m，ZK2粉质粘土呈软塑状，钻进较快，ZK5粉质粘土呈软塑状，钻进较快，易缩孔。
④粉质粘土（Q3al+pl）：褐黄色~黑褐色，土质均匀，硬塑状，钻进较慢，本次钻探未穿透该层。
5.2室内土工试验分析
在室内对路基填土取样进行了常规物理试验，室内试验表明，26组土样中，含水量小于20%的5组，占19.2%。含水量介于20%~30%的21组，占80.8%，详见各钻孔含水量详见表2。
表2 钻孔含水量统计一览表
6、原位试验分析
根据现场原位测试，该段路基砂砾填土厚度为0.5~3.0m，按照《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）中碎石土重型动力触探判定标准，锤击数不大于20击即可判定为不密实，各钻孔动力触探试验情况详见表3。
表3 钻孔动力触探试验统计一览表
7.路基沉陷病害分析
根据钻探揭露，钻孔取样，现场原位试验、室内土工试验及实地调查分析，K15+300~K15+320段路基出现沉陷的原因分析如下：
（1）路基以下原状土（粉质粘土）处于饱和状态，土质较松散，承载力低，为路基软弱下卧层，在路基荷载和车辆动荷载作用下产生下沉。
（2）根据现场钻探揭露和原位测试，路基填筑砂砾土含泥量较大，均呈中密状态，地表水渗入路基后，在荷载作用下易产生压密变形，是路基沉陷的另一个原因。
8.处治建议
鉴于该高速公路正处于通车运营期间，目前K15+300～K15+320段路基左右幅均出现沉陷，给通行车辆造成一定的安全隐患，建议对病害路段左幅超车道、行车道及右幅全幅进行加固处理，如采用碎石挤密桩进行路基基底加固等措施，并对K15+290～K15+325段路基及挡墙进行沉降观测。
参考文献：
[1] 刘勇全 高速公路路基沉降处理方法探讨[J ]. 科学与财富，2015，（9）：215
[2] 马新强 山区高速公路高填土路基病害分析及处理措施[J ]. 工程技术：引文版，2016，（2）：191-192
[3] 倪宝书 高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J ]. 科学与财富，2015，（9）：215
[4] 崔叶涛 公路路基沉降及施工控制技术研究[J ]. 民营科技，2015，（4）：167
[5] 刘勇全 高速公路路基沉降及施工控制技术研究探讨[J ]. 四川建材，2016，42（2）：191
论文作者:吉哲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/19
标签：路基论文; 钻孔论文; 原位论文; 高速公路论文; 砂砾论文; 土工论文; 病害论文; 《基层建设》2019年第9期论文;