摘要：路面开裂、下陷等现象通常是由公路路基沉降所导致的，公路通行质量及行车安全也会由此受到明显的影响，特别是不均匀沉降的危害比较突出。所以，必须有效处理路基沉降问题，才能确保公路通行安全。笔者全面分析了高填方路堤和路基沉降机理，对路堤沉降的预防措施进行了介绍，意在全面提升公路通行安全保障水平。
关键词：路堤沉降机理；高填方；应对措施
路基是一种岩土结构，是基于设计标准开挖或填筑而成的公路基础。路基的基本标准通常有2种，其一，整体稳定性，在开挖或填筑路基过程中，地层原有力学结构如果被改变，那么，地层失稳现象就有可能发生，从而弱化路基的稳定性能。其二，变形大小，车辆运行在路面上，由其产生的荷载会对路基产生影响，大小程度不一的形变将会由此产生。路基过湿、软弱地基、路堤压土不实等，均将会引起路基固结变形、不均匀变形及沉降，导致路面受损。
1.路基沉降原因剖析
1.1自然因素
第一，地理条件
道路沿线的地形、地貌、海拔均会影响到路基质量，给路基设计增加困难。因此，规划设计方案应全面关注路基水温、海拔高度等方面的差异。
第二，地质条件
道路沿线地质环境（发育程度、岩石层理、风化程度、岩石性质等）通常会显著影响到路基稳定性。
第三，气候条件
这方面因素通常包括蒸发量、风向、湿度、冰冻、气温、日照、降水等，它们均会影响到路基水温。因为气候的季节性特征比较明显，因此，伴随季节变化，路基水温也会改变，山区尤其如此。
1.2人为因素
第一，路面荷载
当前，尽管国内交通事业发展速度不断加快，但是，机动车保有量迅速增长，从而导致路面承受的载荷日益加大，严重冲击了路基稳定性。
第二，施工技术
从路基施工实践经验来看，施工材料、施工设备、施工技术合理科学与否，将会从本质上直接影响到路基稳定性。
第三，路基养护办法
道路养护是路基的强度及其稳定性的基本保障。
2.路基沉降机理
2.1压实机理
路堤压实原理主要是指通过压实机械来将松散填土压实，增强填料密实度及路基结构的强度。
第一，对土壤的压实特征存在影响的因素
这方面的因素通常包括土的水气含量、结构特性、颗粒构成及矿物成分等。保障颗粒间摩擦力加大，结构稳定性、路基密实度等，增强路基稳定性，这是压实的主要目的。
第二，填土含水量
填土含水量如果比较大，那么，在土块变软、水膜变厚条件下，会降低土壤颗粒间引力。所以应由外部施加压力，增强水膜润滑功能，以此实现压实效果提升。土的含水量比例合理，则能获得更理想的压实效果；土的含水量如果太高，压实时很难自然而然的排出其中的多余水份，导致路基结构稳定性受到影响。
2.2路堤变形阶段
首先，弹性塑性变形
摊开填土-洒水-碾压，这是填筑路基的基本顺序。在这一操作过程中，填土通常会有塑性变形现象发生，伴随逐层进行的填土碾压，受压力影响，路基弹性变形开始表现出来，而且随着填土高度不断增高，会逐步增大弹性形变。
其次，不均匀变形
变形产生过程中，因为路基的双侧通常并无较高的约束力，从而降低了边坡力，剪切变形极易出现。而且，路堤内有相对集中的应力，不均匀变形会由此产生，不均匀变形在施工末期、道路适应时期尤其突出。
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最后，蠕变变形
随着时间不断延伸，道路应力变形同样会持续产生，此即所谓的“蠕变现象”。蠕变现象的过程极其复杂，而且在其发生过程中，弹性变形、塑性变形和不均匀沉降等仍然会发生。
2.3路堤沉降构成
路堤填土施工过程中将会产生沉降总和，路基施工通常与这种沉降同时结束。施工结束，受车辆荷载、路面自身荷载的长期影响，路基将会有蠕变现象发生，应力分布失衡是导致这一现象的本质原因。所以，下一阶段施工可能会影响到上一阶段的荷载变化，对路基稳定产生破坏，重新引发蠕变现象。因此，蠕变变形其实具有间歇性特征，通常表现为多个蠕变变形交替形成。
2.4路堤沉降的影响因素
第一，填料质量不理想，导致沉降变形发生。从填料方面来看，所选填料类型如果不达标，路堤沉降变形即会产生。
第二，压实度缺乏。如果压实度不达标，将会加大路基的颗粒与结构间隙，导致空隙内进入更多水分，从而影响路基的稳定性。在长期荷载作用下，压实度相对不足处将会发生沉降变形现象。
第三，路堤浸湿状态。在水分作用下，路基含水量会有所改变，比如，旱季含水量低、雨季含水量高，而且这种变化通常会反复进行。沉降反复发生会引起路基结构失稳，在此条件下，极有可能产生明显的不均匀沉降。
3.高填方路堤沉降防治办法
3.1全面控制原料质量
提高路基稳定性的根本途径在于施工技术与实地情况相符。如果是土质路堤，必须在高度重视土壤选择前提下，关注施工机械配置及填筑技术。天然地基如果无法达到设计方案中的标准，应采用合适的填料来处理地基结构，选择填料过程中，材料必须具有更高的粘合强度，通常宜将钢筋铺设其中，增加其强度。且填料应逐层、水平铺设，在注重填料质量的同时严控厚度，控制好填料含水量。
3.2全面控制施工作业
施工时，应全面观测沉降现象，特别是高填方路基沉降问题应采用沉降板、有关仪器等设备、技术来进行观测。重点处理观测发现的沉降问题，以便采用对应的预防控制措施。如果是超压预压路段，应对预压时间进行准确计算。利用超载预压措施，将施工结束后沉降问题发生的可能性全面降低。如果是结构不稳定区域（有暗塘、暗沟等），应采用加筋地基处理技术来提高地基的强度，获得理想的路基结构稳定性，这样的地基通常不易发生沉降现象，因为钢筋是一种典型的韧性材料，其上部结构的竖向应力通常可以向其它部位分散，所以，发生不均匀沉降的比例较低。
3.3排水与防护办法
分析高等级公路现状表明，排水与防护办法不完善比较普遍。保护措施及排水系统科学合理，可以将路基内渗入地表水的可能性有效避免，以此预防雨水浸泡、冲刷路基，对路基塌陷的可能性进行有效预防。所以，有必要持续完善高等级公路的排水与防护系统，在道路设计规模方案中应重点考虑这个问题，也只有如此，高等级公路的路基稳定才能有保障。
4.结语
必须从实际入手，持续总结经验，全面观察、探测施工环境，提升施工方案科学性，严控施工标准，有效观测并预防有沉降发生可能的部位，将道路沉降病害发生可能性减少，持续减少高填方路堤不均匀沉降的形成可能性，保障道路通行安全。
参考文献
[1]叶延福.浅析高填方路堤沉降机理及防治措施[J].福建建材,2013(02):69-71.
[2]赵文涛,李亮.苏锡常地区地面沉降机理及防治措施[J].中国地质灾害与防治学报,2009,20(01):88-93.
[3]鄂建,孙爱荣.华北平原地面沉降机理与特点及防治措施[J].资源环境与工程,2007(02):156-159.
[4]仵彦卿,张建山,李哲.基坑抽水引起周围地面沉降机理及防治措施[J].岩土力学,2005(10):61-65.
[5]姜明丽. 山东济宁城区地面沉降机理及防治措施探讨[A]. 山东省科学技术协会.地质与可持续发展——华东六省一市地学科技论坛文集[C].山东省科学技术协会:,2003:4.
论文作者:窦建国,张瑞胜,蔡雷
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/22
标签：路基论文; 路堤论文; 机理论文; 含水量论文; 填料论文; 稳定性论文; 压实论文; 《防护工程》2017年第32期论文;