浅谈高速公路地基沉降处理方法

高速公路、沉降处理

建筑施工

浅谈高速公路地基沉降处理方法

杨山

（中铁二局五公司）

工后沉降作为控制标准的高速公路来说，可以起到有效减小工后沉

济建设服务，有必要对原高速公路进行改扩建，近年来己有不少地方对旧路降的作用，但其本身并不能有效的减少总沉降量，当然可以部分的进行了改造。本文首先论述了高速公路地基沉降处理方法研究的必要性，继其使用一般应根据工减小由于路面结构层的自重所产生的沉降量。而对高速公路地基沉降处理的不同方案进行了分析，以期对我国当前的高程地质条件配合等超载预压措施。速公路地基沉降处理提供一点可借鉴之处。

2.2高速公路改扩工程中的排水固结法在新建高速公路的建

关键词：高速公路地基沉降方法

设中，现有的施工实践表明，排水固结法能加快非砂性土地基的固

0引言

结速度，效果较好，一般情况下，路基在预压后固结度可达到85%

近年来己有不少地方对旧路进行了改造，多数为拓宽工程，但

-95%，是经济有效的地基处理方法。从排水固结法的加固机理可

已拓宽的路面在开放通车后的一段时间内，个别地段在老路部分相

知，其不能有效减小地基的总沉降量，因此在高速公路的拼接工程

继发生了纵向开裂现象，裂缝宽度视路堤高度、软土厚度及其性质

中，由于老路下的地基的固结已基本完成，采用排水固结法进行新拼

等变化而不同，雨水由此渗入，加剧了路面结构层的破坏。裂缝产生

接地基的地基处理方案就具有一定的特性。首先，从拼接段地基的变

的原因主要是由于在拼接荷载的作用下，新老路基之间产生的反盆

形规律来看，由于在拼接荷载的作用下，新老路基间将产生差异沉

形不均匀沉降。因此高速公路拼接工程中的差异沉降，是设计中应

降，当其达到一定量级时，必将导致路面的开裂。采用排水固结法处

考虑到的一个关键性问题，如处理不当，极易导致路面的拉裂，影响

理的地基，一般都是软弱地基，因此在路堤荷载的作用下，只能加快

路堤的使用，给行车安全带来隐患。因此为了对以后的高速公路改

地基的固结速度，而不能有效的降低地基的沉降，因此在施工期易导

扩工程提供指导，必须对高速公路的差异沉降的控制问题进行较为

其次，排水固结法一般需结合等、超载预压，两侧堆载致路堤的开裂。

系统的研究。地基处理方案的选择，可分为排水固结法、复合地基法

土方的存在，将会进一步增大附加沉降量和对路堤构成危害，同时也

主要是加和轻质材料法三类。排水固结法本身不能减小总沉降量，

会对原路的排水造成一定的影响。由此可见，在高速公路的拼接工程

快土体的固结速度。为了防止差异沉降，必须在新老路基之间设置

中，如采用排水固结法(向地基中打设砂井或塑料排水板)进行软基处

将新拼接路基的荷载对原路基的影响完全隔分隔墙(地下连续墙)，

理时，为满足拼接工程的需要，需采取一定的辅助防护措施。针对其

离，消除附加沉降的影响，是可靠的处理方案，此时新拼接路基可以

处理时沉降量大，因此在其使用过程中，需采用必要的隔离措施，将

选择价格低廉的塑料排水板加超载预压，采用加快排水固结的方案

新拼接荷载对老路的影响进行隔离，即在新老路基之间打设沉降隔

处理，同时也可防止由于抽水清淤而对老路基造成的附加沉降的产

离墙(地下连续墙)，将新拼接的荷载对原路的影响完全或部分隔离，

生，但工期较长，约须至少三年左右工期，适用于软基以下存有孔隙

防止由于沉降过大而导致原路的开裂。同时也有效地隔离了新老路

比小于0.6-0.7承载能力高的土层的情况。复合地基法，主要是通

基下的渗流的产生，其作用此时就相当于竖向防渗墙，其持力层应设

过加固拓宽部分的地基来达到减小差异沉降的目的。在高速公路

在透水性差的硬粘土层上。由于工序较多、施工时间亦长，以及新拼

上，传统的地基加固的方法主要是采用粉(湿)喷桩、旋喷桩，通过形

适用于软基以下存在接路基需要较长的预压期(约需至少2-3年)，

成复合地基，在提高地基承载力的同时，起到减小差异沉降的目的。

孔隙比小于0.6-0.7承载力高的土层情况。对于对工期要求相对较

1轻质路堤填料的应用分析

紧的高速公路的拼接工程来说，其使用受到一定的限制。

软土地基高速公路的工程中，软土地基的沉降自施工开始之日

3复合地基法

起己发生，从路面竣工或开放交通以后在道路使用的一段时间内的

复合地基是指天然地基经地基处理后一部分土基得到增强，或

沉降通常称为工后沉降。有效的控制路堤的工后沉降是保证高速公

被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基

路使用质量的关键，特别是对沉降要求极高的高速公路拼接工程。

土或被改良的天然地基土体)和增强体(桩体)两部分组成的人工地

减轻路堤的重量(同时保证满足使路堤边坡稳定所需的路堤本身强

在荷载的作用下，天然地基和增强体共同承担荷载。复合地基中基。

度和变形)，使软土地基所承受的上覆路堤荷载减小，进而减小地基

不同材料构成的增强体具有不同的自身强度和刚度，其受力机理和

的压缩量，使路堤的沉降量减小。为了保证路堤的稳定性，又能达到

破坏特性亦不同。

减小路堤沉降的目的，所采取的减轻路堤重量的方法应是寻找一种

3.1水泥土桩复合地基水泥土桩复合地基主要是利用水泥与

具有足够强度且不易压缩变形的轻质材料作为路堤填料。从目前国

软粘土中的水发生水介和水化反应，反应的结果使软土中大量的自

内减小路堤重量的措施来看，主要是粉煤灰，EPS(Expanded

由水被吸收成结晶水并固定下来，从而生成具有一定强度的柱体，

Polystyrene)聚苯乙烯硬泡沫塑料近年来也逐渐在我国的高速公路

起到加固地基的作用，是目前比较常用复合地基软基加固方法。水

的建设中采用，在国外己有不少成功的经验，但在国内的应用中还

泥粘土固化过程的物理化学机理与混凝土的硬化机理是不同的，混

处于起步阶段；还有SLM(采用珍珠岩焙炼面成的轻质粒料)，在上

凝土的硬化作用主要是由砂石等骨料在水泥的水介和水化作用下

海的多条一级公路中己采用，同时还有泡沫轻量土等。

进行固化，由于水泥用量多，所以其凝结速度快，凝结强度高。而水

2排水固结法

泥土固化过程中由于水泥掺入量很少，它是由粘土包围水泥，因此

2.1排水固结法原理排水固结法是采取措施将土中的水排

与混凝土不同，水泥粘土的固化速度慢，强度亦低，并随含水量的变

走，促使减小土体的孔隙，使其密度增加、强度提高的方法，是较为

化而改变。

经济的一种软土地基的加固方法。排水固结法的加固机理是通过向

3.2控沉疏桩复合地基预制混凝土桩基工程与一般基础工程

土体中打设塑料排水带或砂井，在土体中形成竖向排水通道与地面

相比，具有桩材质量好、施工快、工程地质适应性强、场地文明等特

水平排水砂层相连，组成排水系统，利用路堤本身的荷载进行堆载

点，被厂泛应用于各类建筑物和构造物的基础工程上，如高层建筑、

预压，促使土体中的孔隙水排出，有效应力增加，从而达到土体固结

公共建筑、一般工业与民用建筑、港口、码头、高速公路、桥梁、重型

的目的，提高地基的承载力，从而减小建筑物的工后沉降量。排水固

机床、仓库、护岸等领域。大量的工程实践证明，预应力管桩具有如

结法加固软土地基的原理是在软基表面施加等于或大于设计使用

下优点和长处:①可工程化生产，成桩质量可靠；②耐久性好，单桩承

荷载，经过施工期的预压后，完成大部分或绝大部分的沉降。对于以

载力高，单位承载力价格便宜；③设计选用范围广，容易布桩。对桩

摘要：为了满足日益增长的交通要求和提高道路服务水平，更好地为经

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公路路基土质边坡坍塌及其防治措施

廖仁军

（贵州省交通建设咨询监理有限公司）

摘要：本文介绍和探讨了路基土质边坡坍塌病害的类型、原因以及防治

措施等，为今后同类地区高速公路的设计、施工以及监理提供相应的预防和

整治对策，以便减少或防止此类病害的发生和发展。

关键词：路基土质边坡坍塌防治0引言

路基土质边坡的坍塌是公路常见的一种地质和路基病害。处于山间沟谷、盆地、山前丘陵地区以及河谷丘陵地带，由粘性土、膨胀土、碎

洪积层、波积层以及软质岩风化残积土组成的路堑边坡，石类土等冲、

或由上述土作填料填筑的路堤边坡，常常发生溜坍、坍塌等路基病害。特别是雨季，在暴雨过后或连续几天降雨后都极易发生此类病害，其坍

上万立方米。不论坍塌规模的大与小，因塌规模从几十立方米至几千、

该类病害突发性较强，往往危及行车安全，给国家和人民生命财产造成

因此，分析路基土质边坡坍塌原因，采取相应的防治措施，对重大损失。

新建或现有高速公路的设计施工及养护均有重要意义。本文对土质边坡坍塌病害的类型、原因以及防治措施等方面谈些体会和认识。

1公路边坡坍塌原因

公路边坡坍塌的原因是多方面的，综合起来分析可分为主观原因和客观原因。

1.1主观原因即工程因素：①边坡石方爆破药量较大，使得边坡岩体松散，从而失稳。②边坡开挖后没有及时进行防护，使边坡大面积裸露在空气中，长期受自然因素的强烈作用发生物理力学的变

③边坡的排水措施未完善，下大暴雨化，造成岩体风蚀严重而失稳。

时水流直接冲刷边坡，从而造成坍塌。④边坡的防护形式和边坡坡度与实际地质情况不符，公路边坡设计较陡。

1.2客观原因：①边坡的土质为堆积体，结构松散，边坡开挖后土

②边坡岩体破碎，边坡较高。③边坡岩性为膨体失去了平衡引起坍塌。

胀土、页岩、碳质泥岩等夹层，遇水后土体膨胀，扰动边坡土体引起坍塌。④边坡的岩层走向与路基方向顺层，开挖后岩体顺着岩层面下滑。⑤地下水较丰富，排水不畅，长期浸泡边坡基脚，从而引起塌方。

2坍塌病害类型

2.1按坍塌土层的性质，一般可分为均质土坍塌、覆盖层坍塌、结构面坍塌等三种类型。①均质土坍塌。主要是指边坡土体性质单一的部位坍塌。如微膨胀或膨胀粉质粘土、变质岩风化残积土或碳

塌床多呈圆弧质泥岩类边坡等。其坍塌位置多为坡肩及整个坡体，

状，厚变一般为1～3m。②覆盖层坍塌。主要是指各种成因的第四纪

粉质粘土等。坍塌位置在整个坡松散覆盖层的边坡坍塌。如黄土、

体、坡肩、坡内、坡脚等均有，坍塌的规模与覆盖层的厚度和边坡的高度等有关。③结构面坍塌。边坡土体沿坡体内某一软弱结构面或下伏基岩面产生的坍塌，其塌床形态随结构面而异，一般多为直线型或折线型，坍塌位置以坡肩及整个坡体为主。

2.2根据坍塌体的类型，可分为冲刷型、溜塌型及滑塌型等。2.2.1冲刷型坍塌。是依据降水时形成的冲刷并不断发展而成

多发生在砂性较大或坡面植被不良且大面积裸露的边坡的坍塌体。

上，如坡面未做任何防护或仅为菱形网格和拱型门架防护的路段，坍塌部位多以坡内及坡脚坍塌为主，厚度一般在1～2m内，严重时可达2.0m以上。

2.2.2溜塌型坍塌。溜塌型坍塌是指边坡表上受水浸润后其含（上接第123页）

端持力层起伏变化的地质条件适应强；④运输起吊方便，施工前期准备时间短，施工速度快、工期短，施工现场简洁文明。⑤桩身耐打性好，穿透能力强。⑥施工监理、沉桩质量监测方便。

预应力管桩在工业与民用建筑中应用广泛，且己形成比较成熟的理论，主要以承载力和沉降控制为主。由于高速公路的路堤荷载一

水量大于或接近于液限时，土体抗剪强度降低，在动水压力(水的渗

顺斜坡下溜坍塌。这类坍塌体多发生在挖填透作用)和重力作用下，

结合部位或原地面较陡(一般地面坡≥20。)的部位。坍塌位置以坡肩

甚至更大。及整个坡体为主，坍塌厚度0.5～105m，

2.2.3滑塌型坍塌。当边坡土体含水量接近液限时，其表层土体受水的湿化作用，土体结构遭受破坏或土体受水浸润呈软塑状态，而下部土体含水量较小，土体强度相对较高，则上部土体在重力作用下顺软、硬交界面滑塌，具明显的圆弧滑塌面及后壁有显著陡坎，这类滑塌病害多发生在粘性土质边坡等处，其滑动面多为折线形。

3防治措施

对土质边坡坍塌的防治应遵循标本兼治的原则。以治本为主，

地下排水、坡体防护、坡顶清方、坡脚加载、固即通过采取地表排水、

化等工程措施。目的是增强边坡的自身稳定性，控制土本物理力学性质的恶化，即严格控制影响坍塌的各类因素的不利组合，达到稳定边坡的目的。对有可能发生严重坍塌的路段，应采用挡土墙或打

锚索地梁等人工构筑物来抑制边坡的变形。如某抗消桩以及锚杆、

高速公路的K453+200～53+800段路堑边坡发生的大面积滑塌，就是采取上述几种方法并用的措施进行了整治，收到了良好的效果。综上所述，边坡土体的性质及结构特性是引起坡体坍塌的内因，而水尤其是大气强降水和连续降水是坡体坍塌的诱发因素即外因。所以采取工程防治措施时，应以截、排地表和地下水以及坡体防护为主，必要时采取适当的支挡防护工程。

3.1截排水工程

3.1.1地面排水工程。主要是拦截坡体以外的地面水及排除坡体范围内的地表水。地面排水沟均应采用浆砌圬工体，以防止渗漏和冲刷。

3.1.2地下排水工程。多采用盲沟，对防治边坡坍塌以及其他类型的路基病害有良好的效果。边坡渗沟能有效地排引坡体内的层间水及地表渗水。如对呼集高速公路路基病害调查发现，凡设有盲沟的路段，普遍比没有设盲沟的路段稳定性要好。

3.2边坡防护工程：①坡面植草，以改善坡面土体固着力并防

虽然内蒙古地区草皮生长季节仅有止表面冲刷。草皮应尽早铺种，

半年时间，但在该段时间内降雨较多，草皮极易成活。②采用满铺浆砌片石或骨架式浆砌片石构筑物时，一定要在骨架内种植草皮等保护坡体的方式，也可以采用其他类型的骨架护坡，但骨架内填土应夯击密实，以防止坡体被冲刷，产生渗漏。

3.3支挡工程对土质边坡的坡脚及体内发生的坍塌，当坍塌体较厚，人为清方困难且可能引起坍塌范围扩大的地段，可视滑体的推力大小等因素分别采用浆砌片石挡土墙、抗滑桩、锚杆、锚索地梁或锚管注浆等支挡工程类型，以恢复坡体平衡，杜绝坍塌发生。

4结束语

产生边坡坍塌的原因较多，我们要尽量减少由于主观原因造成的边坡坍塌，要充分的做好各种防范措施，特别是做好防水措施，防止水流渗入土体。对于边坡地质原因而产生的边坡坍塌，要根据坍

边坡的地质岩性、层理结构、走向、滑动面的位置及塌的规模大小、

深度及危害程度等多方面因素综合考虑，采用经济、有效的边坡坍塌处理方案，同时力求与周边环境相适应。般较小，因此从承载力上考虑，其一般都能满足要求，因此应以沉降控制为主，即应以控制沉降的理论来进行刚性桩复合地基的设计。

参考文献：

[1]苏阳.高速公路扩建工程软基路段施工简介[J].水运工程.2007.2.

[2]郭志边等.高速公路拼接段地基处理方法的探讨[J].施工技术.2006.1.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/y9yj.html