沉降控制技术

客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究

一、成果简介

1、工程概况

京津城际轨道交通工程是我国已开工的第一条全线采用无碴轨道，设计时速350km/h的铁路客运专线。为保证列车能高速运行，除了对施工质量采取高标准之外，对线下工程的沉降控制也非常严格。

京津地区的地质为松软土，此类地质对路基沉降控制的危害较大，路基基础（京津项目

DK81+228.08～DK84+210.22）处理采用桩板结构（CFG桩和PHC打如管桩+钢筋混凝土筏板）。部分段落设扶壁式钢筋混凝土挡墙，基床表层以下路基采用A、B组填料填筑，基床表层采用级配碎石填筑。在对京津城际路基进行高标准、严要求的施工过程中进行沉降控制及变形观测技术研究很有必要。

另外，京津城际轨道交通工程的无碴轨道板采用的是德国博格公司的博格板技术，对于国外无碴轨道路基施工来说，施工周期一般较长，少有工期紧张的情况出现，一般是要等到预压土预压自然沉降后，工后沉降满足施工要求后再铺设轨道板。而在国内，大部分工程项目都有工期紧张的现象存在，在没有自然沉降的过程时，沉降控制就起了决定性的作用。

2、主要技术内容

(1)、沉降观测应独立建网，精度按二等精度（即变形点的高程中误差±0.5mm，相邻变形点的高程中误差±0.3mm）控制。为了检查水准基点本身的高程有否变动，可将其成组地埋设，每组三点，并形成一个边长约为100m的等边三角形。水准基点采用钢管桩设置在稳固和观测方便的位置，其打入深度不小于6m，桩顶部50cm深度采用混凝土加固，并在地面上浇筑1.0m×1.0m×0.2m的混凝土观测平台，桩顶露出平台15cm。

(2)、观测断面设置：路基沿线路方向每50m设置1个观测断面，过渡段设2个观测断

面，分别设置于台后5m和20m处；涵洞的过渡段中部各1个观测断面。每个观测断面上设剖面沉降管、观测桩、沉降板及挡墙观测点。

(3)、观测频率

填筑、堆载阶段：1次/天；路基施工完毕：1次/周；无砟轨道铺设后：1次/2周。

(4)、无砟轨道铺设条件评估

路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：

S（t）/S(t=∞)≥75?

式中S（t）——预测时的沉降观测值；

S（t）——预测时的最终沉降值。

设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10 mm。

3、推广应用情况

京津地区的地质为松软土，此类地质对路基沉降控制的危害较大，路基基础（京津项目

DK81+228.08～DK84+210.22）处理采用桩板结构（CFG桩和PHC打如管桩+钢筋混凝土筏板）。为了全面掌握和控制路基沉降量，我公司成立了路基沉降观测技术科研小组，由测量工程师朱克成任组长，科研小组在施工中大胆引用数理统计原理，对测量数据进行统计分析，减小测量人为和设备误差，使测

量和观测数据能够真正反应工程实际，并制定了详细的施工测量方案，精心设计沉降观测板、剖面管、测量观测断面等，大大减小了测量观测误差，同时，采用一元线性回归函数对观测数据进行分析，为无砟轨道的铺设做评估。

通过对“客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究”成果的应用，为客运专线软土路基施工提供了科学的沉降数据，对路基施工有较好的指导作用。

4、经济和社会效益

京津城际轨道软土路基通过采用此成果，取得了较大经济效益，经初步计算，采用“客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究”科技成果，节约投资达80余万元。

客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究，采用独立的控制网络、合理的布设观测断面，利用沉降板、剖面管、沉降标、横剖面沉降测试仪等特制观测设备和仪器，通过数理统计和评估，对软土路基沉降量做出科学统计，为无砟轨道铺设做出正确的评估、判断。在以后的客运专线路基沉降观测、评估领域有很好的应用前景。

改扩建高速公路新老路基沉降差异控制浅析

《魅力中国》文/华升

[导读]随着2002年5月沈大高速公路加宽八车道的施工，拉开了我国大规模高速公路改扩建的序幕。

（河南省交通规划勘察设计院有限责任公司，河南 郑州 450052）

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2009）02-062-02

摘要：随着经济的迅猛发展，交通运输需求激增，对现有的公路网提出了严峻挑战，高速公路拓宽扩建因其占地少、成本低等优势而备受关注，但在改扩建高速公路中新老路基的不均匀沉降问题也成为困扰其发展的技术瓶颈，成为摆在高速公路设计者面前的一大新课题。本文以G40沪陕高速公路叶集至罗山段为例，探讨造成新老路基沉降差异的成因，并提出相应的破解方案，以期抛砖引玉，对我国高速公路改扩建提出有益的参考。

关键词：路基沉降差异；公路拓宽；破解难题

一、技术瓶颈

随着2002年5月沈大高速公路加宽八车道的施工，拉开了我国大规模高速公路改扩建的序幕。之后沪宁、广佛、沪杭甬等也相继进行拓宽改造。现阶段国内道路拓宽工程对于新加宽路基基底通常采用复合地基、竖向砂井和塑料插板排水、基底清淤换填等措施；对新老路基衔接采取旧路路堤开挖台阶、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、改良土高强路堤和轻质路堤等技术方案。由于我国高速公路改扩建工程刚刚起步，国内从设计到施工，理论研究尚处于探索阶段，亦没有成熟的经验可循，同时老路的改扩建约束条件多，用新建工程的思路和设计方法与原有的公路建设技术进行拼接难以应对实践复杂的技术难题，这已成为制约我国高速公路设计技术的掣肘。为此，各省的公路同行们也都在进行积极的探索，笔者现以G40沪陕高速公路叶集至罗山段工程（下称叶罗高速公路）为例分析新老路基沉降差异控制难的问题，并提出自己的浅见。

二、成因分析

技术的攻克必须对问题的症结进行深度分析，这是实施改扩建方案的第一步。经现场勘查，该项目位于淮河南侧及大别山北麓山前倾斜岗地，地势以南部和西部较高，逐渐向东北倾斜，山地、丘陵、垄岗和平原，地貌条件属平原微丘区，地下水位浅，地表水塘广布，浅层地基土多呈软塑状，存在软弱土，层位不稳定。

现有路面已出现许多纵向裂纹，宽3mm～15mm不等，长度有的不到1m，有的30m～40m，还有的长达百米，还伴有横向裂缝和弧形裂缝。路线经过地区的地质情况：

（一）地质软弱——地质剖面自下而上：

1.素填土：灰黄色，可塑性黏土，压缩模量Es＝3-6MPa,承载力标准值fk=80-120kPa；

2.粉质黏土/亚黏土：灰黄色为主，可塑、结构性差，属新近沉积冲积层。压缩模量Es=4-8MPa,承载力标准值fk=90-110kPa；

3.淤泥质黏土/粉土：灰黑色、新近湖塘相沉积层，底部有冲积的砂卵石，中等偏高的压缩性，平均压缩模量Es=1.5MPa,承载力标准值fk=40kPa；

4.可塑黏土：杂黄色，中更新统黏性土，压缩模量Es=5-10MPa,承载力标准值fk=80-100kPa，一般1.0m-6.0m；

（二）对老路路基填土钻探、试验

老路基填筑高、含水量大，地下水位高——由于该路段地形复杂，多为填方区，填土高度一般在2-4m，填土高度大于4m路面大多出现不同程度开裂，特别是填土高度大于8m路面开裂尤为严重，对老路路基填土钻探、试验结果如下：

1.老路路基填土：含水量为ω=20-25%，无侧限抗压强度R=0.1-0.8MPa。

2.地基与路堤间软土层：含水量为ω=25-40%，无侧限抗压强度R=0.01-0.2MPa。

通过调查勘探，笔者认为现有道路使用状况不太理想，由于路堤下软土承载力不足产生的变形、地

基与路堤间软土层的流变、路堤中土体高含水、半刚性基层胶结差等因素致使路面裂缝等病害形成，新建道路欲实施搭接的路基土质不良，路基边坡松软，对于搭接极为不利。具体而言，造成新老路基沉降差异的原因有以下几种情况：

（1）由于加宽项目与新建项目在施工工艺上有所区别，施工单位在施工过程中缺少新技术方面的施工经验；可以进行针对性的培训，可以解决，非要因。

（2）施工单位施工机械严重老化造成施工质量不稳定；可以通过对机械性能改进，或提高监理控制力度，可以弥补，非要因。

（3）缺少压实功效高的碾压设备，路基填筑的压实度达不到设计要求；增加碾压设备或提高监理控制力度即可解决，非要因。 （4）路基填土土质强度低，现场的取土场土样分析94、96区的CBR值均不能满足设计规范要求，这样拼宽路基的强度就难以保证，为路基施工后沉降加剧埋下隐患，新老路基的开裂就有了诱因，因此是主要因素。

（5）原边坡挖台阶搭接设计不合理，原设计未针对老路基填料质量差、压实度低、强度不均匀等现状，而采用在原边坡开挖台阶，将老路边坡作为新路基的基础，势必造成新老路基结合整体强度偏低，成为新老路基的开裂的又一诱因，因此是主因。

（6）路线在穿越池塘、淤泥段落时路基基底仅进行抛石挤淤、清淤换填浅层处治不合理，根据后期地质详勘，地层多存在软弱层，不进行针对性的处理，基底存在软弱下卧层，后期基底横向滑移的可能性很大，成为新老路基的开裂的又一诱因，因此是主要因素。

经分析论证，笔者认为造成叶罗高速公路新老路基沉降差异的三个主要因素是：

Ⅰ 路基填土土质强度低，路基填筑材料差。

Ⅱ 新旧路基边坡挖台阶搭接设计不合理。

Ⅲ 路基在经过池塘、淤泥路段时基底仅进行浅层处治不合理。

三、解决方案

根据上述现有的地质状况及路面特征，对地基的技术处理成为在改扩建中的重中之重，为此，笔者提出如下应对方案：

（一）对路基填筑填料进行改良、提高路基填料强度

结合以往高速路的建设经验，对路基填料土改良、提高土料强度，需对路基填土进行掺外加剂改良，这就需要确定外掺剂种类和掺配比例。由于叶罗路全长136km，十个施工标段的土场土质各不相同——黏性土、砂性土、个别标段甚至只能采用高含水量的土场、而有的标段却可利用开山碎石土，情况不同自然要分类对待。

合理确定外掺剂种类和比例，首先要结合本地区的实际情况，更要结合该项目拓宽的特殊性。由于该地区缺乏砂石材料，老路基含水量较高，仅以规范提出的CBR值为标准进行掺配，路基结合后，新拼宽路基必然受老路基渗水的影响，强度又有降低的可能，为了能保证路基的压实度，在设计规范的基础上适当提高相应层次的CBR值的标准。

提出CBR值在现规范要求的基础上适当提高10%~15%即：94区为15%~20%，96区为

18%~23%；掺配种类：对于黏土掺生石灰改良，砂土采用水泥，开山砂石土达到上述标准的即可填筑，不符合标准的也需掺水泥改良。此方案向院总工办进行汇报，并得到了有关专家的认可。后经施工现场掺配检测，所提标准是合理的，按照该方案即可解决路基土填料不合规范要求，可有效的增加路基强度。

（二）整体切除老路路基边坡，基底铺设格栅

是否能针对实际道路情况采取科学合理衔接方案，是决定新旧路基工后沉降差异得到较好控制的关键因素之一。该项目新旧衔接采用的是在老边坡开挖台阶来改善结合部的整体性；而根据和沈大路、沪杭甬路加宽同行了解，他们也是采用了老路基边坡开挖台阶的方案。

由于该路存在老路基填土质量差、压实度普遍不够等特殊性，认为在现有的老边坡上开挖台阶，以老路基为基础的原设计方案并非是科学的。为了保证新老路基较好的衔接，工后沉降差异得到有效的控制，将在原路基边坡开挖台阶改为：路基填高在4米内的路段，路基直接以1:0.5的坡率削坡；路基高于4米的，上部4米内以1:0.5的坡率削坡，下部以1:0.75的坡率削坡。并且只保留底层的土工格栅，辅以碎石垫层以提高基底强度。

（三）针对性的深层地基处理，控制后期基底横向滑移

叶罗路多为高填路基，针对不同地质条件提出了水泥的掺配比例，以及桩径、桩长、桩间距等参数供施工单位参考。

1.道路拓宽时新建路基最好采用砂石类透水性材料，但当取料有困难，可采用针对土质的改良手段，可以取得较好的路基填筑效果。

2.边坡衔接时，我们针对原路基状况较差的实际，大胆地采用了按陡坡率削坡的措施，使得路基稳定性更得到了保证。

3.边坡衔接处增加土工格栅材料是必要的，土工格栅设置的合理位置区，不仅节约了投资，也提升了设计水准。

以上是笔者个人的浅见，难免有疏忽之处，但笔者旨在抛砖引玉，以期引起更广泛的探讨，为我国在高速公路改扩建中的技术难题提出相应的破解方案，以此推动我国高速公路改扩建的稳健发展。

软土路基沉降控制设计新方法

关键词：排水箱涵、软基处理、换土垫层法

一、前言

软土是指近代沉积的软弱土层，由于它低强度，高压缩性和弱透水性，作为地基，常常成为棘手的工程地质问题。勘察时，应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况，根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史，明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。如果地基承载力不足，就可以判定为软弱地基，就必须采取措施对软弱地基进行处理。

在道路工程建设中，经常用到横穿道路或沿道路桩号纵向分布的排水箱涵、盖板涵等构筑物。由于排水通畅和沟通水系的需要，排水构筑物经常会设置在原有沟塘、水渠的位置。在这些地区，长期的水流冲刷作用使得其接近地表部分有厚度不等的淤泥质软土。在投资少，又能达到设计规范要求的前提下，如何处理好软弱地基，是我们每一工程技术人员需要探讨和研究的问题。下面就根据笔者的一些工作实践经验，浅谈一下水工构筑物软弱地基如何处理和换土垫层法在巢湖市某道路排水箱涵软基处理中的应用情况。

二、软弱地基的处理方法

（一）处理的一般原则

1．以时间换金钱（10年前，日本著名的以时间换金钱处理软土路堤的方法）：即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法。这种以自然沉降逐渐达到基础稳定，是一种最经济也简单的方法。但我国市政公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一般情况用自然沉降法将难以实现。

2．以金钱赢得时间：即在施工工期紧迫，时间有限的情况下，除非个别低路堤地段高度在临界高度以下，可不作地基处理；其余软土都需采用不同方法处理，只不过可用多种方案进行优选。

（二）处理的基本思想

利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行：1）淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施；2）冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为持力层；3）对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用扩大基础、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、构筑物对地基要求、构筑物结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时，应考虑构筑物基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强结构的刚度和强度，以增加构筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法，宜按构筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时，基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础埋深的地基承载力修正系数取1.0；在受力范围内仍存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的构筑物，地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值；根据构筑物荷载差异大小、施工顺序等，按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后，构筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求，并在施工期间进行沉降观测，必要时尚应在使用期间继续观测，用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足构筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时，设计要综合考虑土体的特殊性质，选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试

验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。

（三）常用的地基处理方法

常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

1 换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

2 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土，软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。

3 砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，提高地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软粘土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。

4 振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

5 水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥土搅拌法适用于

处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕，受其搅拌能力的限制，该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

6 预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。预压法是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。

7 夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制。

8 水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基，可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基，可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基，达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。

9 石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。

10 灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，

可处理的深度为5～15m。当用来消除地基土的湿陷性时，宜采用土挤密桩法；当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时，宜采用灰土挤密桩法；当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时，不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同，土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。

11 在确定地基处理方案时，宜选取不同的多种方法进行比选。

路基沉降的原因及处理措施

摘要：文中就路基沉降的原因进行了分析，并就路基产生沉降的处理措施进行了探讨，指出应从设计方法与施工两个方面着手，分析路基沉降造成的原因并采取切实有效的措施，以避免及减小路基沉降的发生。

关键词：路基沉降 原因 措施

路基是路面的基础,路基不均匀沉降必然会引起路面的不平整,导致路面产生许多病害,主要表现为坑凹、起拱、波浪、接缝台阶、碾压车辙、桥头或涵洞两端路面沉降、桥梁伸缩缝的跳车等,不仅难以满足汽车高速行驶的要求,而且还会增加汽车的燃料消耗和轮胎磨损,加大运输成本,增加运输时间,降低社会经济效益甚至危及行车安全。

一、路基不均匀沉降的原因

造成路基不均匀沉降的原因很多，下面笔者从以下几点进行论述：

1. 1路基填土压实度不足

由于压实度不足，往往导致填方路基的不均匀沉降变形，路基两侧出现纵向裂缝，路基土体压实度

不足的主要原因有以下几点:

(1)施工受实际条件的限制。路基施工时，天气太干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足致使路基压实度不均匀;暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够;某些加减速车道与行车道没有同步施工，当拼接处理得不好时，其拼接处也会产生压实度不足的情况。

(2)考虑到施工安全和进度，使得压力或压力作用时间不足，路基压实不充分，致使路基压实度达不到规范要求。

(3)由于填方土体的最佳含水量控制不好，压实效果达不到规范要求。

(4)在填方路堤施工中，当路堤施工到一定高度以后，路堤边缘土体往往存在压实度不足问题，对于较高的填方路基，通常都要做相应的处治。

填方土体压实度不足，其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和，在自重作用下就会发生沉降变形，这些附加应力主要来自以下几个方面:

①车载，尤其超载情况;②含水量变化造成土体容重的改变;③地下水位升降而导致浮力作用改变;④土体饱和度改变，引起负孔隙水压力改变。这些附加应力引起土体中有效应力改变，从而导致土体发生压缩变形。

土体压实度不足还会导致填土路基的侧向变形。目前采用的地基沉降计算方法是假定侧向完全受限，仅有竖向变形，实际路基土中存在有侧向变形，这种侧向变形会引起沉降。

1.2路堤填料不均匀，控制不当

在公路施工过程中，对填料、级配很难得到有效的控制，填料常常是开挖路堑、隧道掘进产生的废

方，这些填料性质差异大、级配也相差很远。一方面，在施工过程中，如果分层碾压厚度过大，小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实，在荷载的长期作用下，回填料会产生不协调沉降变形，路面会产生局部沉陷，刚性路面还可能产生裂纹。另一方面，由于回填料的性质不一样，特别是有的回填料具有膨胀性，在路基排水系统局部失效后，水的渗入会使路面局部隆起，影响行车舒适度，严重的会使路面破坏。

控制不当体现在：1)选用了稳定性较差的路堤填料，如采用高液限粘土、粉质土或使用淤泥、腐殖质含量较高的土料填筑路堤，会使路堤产生整段或局部的变形。2)采用不同土质填筑路堤时，因土的性质不同如填筑方法不当，碾压成型后易造成不均匀性沉降。

1.3地下水的影响

在地下水的交替作用下,路基土体内含水量反复变化,土体容重在一定范围内波动,更为重要的是由毛细管张力引起的负孔隙水压力可以达到相当的数值,再加上水的软化、润滑效应,可以使土体产生沉降变形。路基或地基中地下水的动态特征对路基不均匀沉降影响很大，路堤及其地基中的地下水主要补给来源有3种类型，即地下水侧向补给、降雨补给、地表水侧向补给。其动态变化及潜蚀作用影响到土体中的有效应力分布、土体的结构特征和土体强度从而导致路基的不均匀沉降。

此外，地基中软土层一般总为饱和软土层，位于地下水位以下，而饱和软土层沉降变形总是以渗透固结和次固结沉降为主，并需要相当长的时间才能基本完成，路基填土及车载等在软土层中产生附加应力，这个附加应力首先被软土层中的水承担，如果对软土层没有采取强化排水措施或较长时间的超载预压，软土层中的超孔隙水压力消散时间就很长，有效应力增长缓慢，沉降变形就会长时间持续进行。同时研究表明，地下水的动态变化，将引起土体容重、孔隙水压力等的变化，尤其是负孔隙水压力，可能对土体产生较大的附加压力，这些附加压力，能造成填土的附加沉降。

二、路基产生沉降的处理措施

2. 1路堤填筑前原地面处理

1)填筑路堤时首先进行原地面处理。当路堤填筑高度小于1m时，将路基范围内的树根、杂草全部挖除。若基底的表层土系腐殖土，则须用挖掘机或人工将其表层土清除换填，厚度视具体情况而定，并按规定进行压实。路堤通过耕地时，路堤填筑施工前预先清除表土30cm，由于在表土剥离后基底的含水量高，为保证基底压实度达到设计要求，必须及时进行翻松，晾晒和含水量检测，在最佳含水量时进行碾压，以达到要求的压实标准。

2)坡面基底处理。当坡面较小(横坡小于1: 5)时，只需清除坡面上的表层，其处理方法同上;但坡度较大(横坡大于1: 5)时，应将坡面做成台阶，以防止路堤的滑移。台阶的尺寸，依土质、地形和施工方法而不同，一般宽度不宜小于1m，而且台阶顶面应做成向堤内倾斜3%一5%的坡度，并分层夯实。每层都严格控制厚度、压实度、拱度和平整度，并进行检测，当所有台阶填完之后，可按一般填土进行。

2. 2路堤填料处理

路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土，不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。对于液限大于50，塑性指数大于26的土一般不宜作为路基填土。在特殊情况下，受工程作业现场条件限制，必须使用时，可作如下处理:1)控制最佳含水量，为了保证土料在最佳含水量时达到最佳压实度，可通过翻晒或是洒水来实现。2)采用不同土质填筑路堤时，应注意以下几点：(1)层次应尽量减少，每一结构层总厚度不小于0.5m，不得混杂乱填。(2)透水性差的土填筑在下层时，其表面应做成一定的横坡(一般为双向4%横坡)，以保证来自上层透水性填土的水分及时排出。(3)合理安排不同土质的层位一般采用优良土填在上层，强度较小的土填在下层。(4)在不同的地质填筑的路堤交换处应做成斜面并将透水性差的土填在斜面的下部。

2.3其它注意事项

1）严格控制填土含水量，施工时要高于最佳含水量1%～2%。

压实施工时，土方含水量应尽量接近最佳含水量，避免出现压实时含水量小于最佳含水量，土粒间的润滑作用不足，即压力不足以克服土粒间的摩擦力土中的空气不能排除、土粒间无法靠扰，因而难以达到最大密实度;如果大于最佳含水量，又会产生由于水分过多，土粒被水膜包围而分散得过远，不能达到最大密实度。

2）加强路基边部压实

在土方路堤的填筑过程中，往往由于路基边部压实困难，而忽略了边部压实工作，为保证边部压实强度，需采用J型手扶式振动夯，从而保证路基的整体稳定性。

3）注意不良地质段的施工

对于不良地质地段一定要清理软弱层，设计给定不足部分也要清理，然后换填透水性材料，低填方路段要注意满足路基工作区的要求，有必要时要设置砂砾隔离层、路基深度、宽度高度都必须到位，不留丝毫隐患。严格按照设计的各种地基加固处理措施方案和规范要求进行施工，对于设计方案与实际不符要及时找设计单位提出变更设计，避免在地基处理方面因设计与施工造成的路基沉降。

4）注意挖方段、填挖交界处施工

针对这些段必须采用透水性材料换填80cm，充分压实，在填挖交界处要加长、换填长度、逐步过渡、不要形成突变使荷载应力分布均匀，并且两侧边沟排水要引至沟底，避免路堤的浸湿。另外就是通过刚性基础、半刚性基础、柔性基础的过渡来消除不均匀沉降，但需要增加造价及工程量，这种方法是事后处理方法，一般不宜采用。

结语：路基沉降是影响路基路面强度和稳定性的一个十分重要的问题，我们应从设计方法与施工两个方面着手，分析路基沉降造成的原因并采取切实有效的措施，以避免及减小路基沉降的发生。

参考文献：

1、刘玉卓,公路软基处理[M],北京:人民交通出版社，2002

2、钱玉林,殷宋译,曹正康,软土地基上高等级公路路堤沉降的研究[J],华东公路,1995(2)

3、张志祥,赵体昌,徐文远,如何避免路基不均匀沉降问题的探讨[J]，森林工程，2000.16(5)