不良地质下高路堤涵洞基底处理与沉降观测 ——以广佛肇高速公路总承包项目C1标段为例

在高速公路涵洞施工中，如果遇到不良地质，则地基强度比较低，在涵洞施工中，在建筑物重力因素以及附加压力的影响下，可能会产生不均匀沉降、倾斜、断裂等问题。对此，必须对不良地质下高路堤涵洞基底处理技术以及沉降观测要点进行深入探究。

1　不良地质下高路堤涵洞基底沉降产生原因

1.1　结构设计不合理

在涵洞路基的设计中，没有从路基的实际情况出发，综合考虑其特性和路面情况，导致路基的设计不具有整体性。由此，高填方路基的沉降量可能不在标准范围内，且达不到应有的稳定性。而在计算路基的填方量时可能存在不合理之处，使得填方量不符合路基的实际情况，导致高填方路基的某些部位无法进行正常的沉降，从而降低路基的质量。因此，在对高填方路基进行设计时，需要计算出准确的填方量和沉降量，并对其稳定性进行测试，确保高填方路基的土工资料与实际情况能够匹配。

1.2　地基处理不合理

在高速公路施工过程中，由于施工路段很长，存在各种不同类型的地基，因此不可避免地会遇到软基地段。在高速公路施工中，对软基地段的处理是非常关键的，如果处理不好，就会与设计标准不符。并且，如果软基地段的荷载过大，还会破坏原有的设计状态，使路基出现沉降等情况。因此，在对软基地段进行处理时，相关工作人员应对其进行整体规划，并采用相关技术对地基的处理进行优化，使之满足设计要求。

1.3　路基体压实不足

在高速公路涵洞基地施工中，一般采用分层压实的方法来增强路基体的强度。但是在路基体压实度不满足要求的情况下，则会产生一系列问题。比如，当路基中部压实度相对合理而两侧压实度相对较低时，路基两侧的沉降则会相对中间较大。在这种情况下，不均匀沉降则会非常明显，在工程施工完成后，反应到路面结构则会有沉陷和错台现象的出现。在该地区有降雨存在的情况下，这种现象更为明显，降水的渗入与冲刷会加大不均匀沉降。

1.4　软弱夹层、土基差异沉降

在我国的很多地区，比如华东地区有很多地区都是存在软弱土基，再比如西北地区存在湿陷性黄土，这些软弱土基对工程都会有很大的影响。由于各种各样的原因，这些软弱夹层和夹层得不到合理的处理，则会产生路基不均匀沉降，具体表现在路基下沉、基层损坏、路面断裂等。

2不良地质下高路堤涵洞基底处理技术

2.1　压实技术

在不良地质高填方路基施工中，要考虑填料的含水量，对其进行控制，并采用合理的压实技术实施压实作业。在压实阶段，碾压工具是非常重要的，要根据不同路段的具体情况，采用合理的压实工具和压实技术，从而确保填料的基础性能，同时要利用土工配合比，对不同路段的实际情况进行全面的分析。高填方路基在压实过程中基本会用到重型压实设备，并利用推土机进行二次碾压。

2.2　砂砾垫层设计技术

在对路基进行砂砾垫层设计时，需要先确保场地的平整度。由于填料选择级配形式比较特殊，所以在砂砾垫层的设计过程中，需要对各项内容进行分析处理。在砂砾垫层设计阶段，砂砾处置是非常关键的，不仅要尽可能地增加地表的强度，还要采取措施防止地基变形。而在砂砾垫层的正式施工阶段，则需要分析铺设垫层，并通过分层填筑技术，将厚度设定为2m左右。由于地表强度与透水性是相关的，因此需要对填石路基进行加强处理，使地表强度和透水性都有所增强，从而提升地基的承载力。

2.3　分层填筑技术

在不良地质高填方路基的实际施工中，要尽量避免分段填筑形式的多样化。地基的施工会受到多方面的影响，在对其进行横向填筑时，要控制好填筑高度，否则可能出现垂直填筑或者无塔填筑的情况。同时，填筑时要设定好预留长度，在有坡度的区域，要按照相关标准设计倾斜台阶。另外，还应该注意，由于不同的预设形式是处于变化中的，因此需要全面分析每个层级，并将表层土清理掉，有时还需要清除到岩层面。如果台阶在岩层面上生成，则需要利用爆破技术来挖台阶，从而有效避免路基沉降。

2.4　路基填料控制施工技术

在不良地质高速公路涵洞软基地段高填方路基施工中，要考虑挖方部位的特殊性，在对路基填料进行控制时，从填石路基的具体情况着手，全面分析路基的形式，从而避免出现填石路基沉降的情况。在选择填料粒径时，需要根据实际的填方厚度，通过爆破技术来选择适宜的填料粒径。在完成爆破施工后，为确保填料的质量，需要在前方配置相应的破碎机。而在对压实度进行设计时，则要综合考虑路基的施工形式，判定出路基的自然固结形式，同时还要判定其密实度，以免在路基投入使用后出现固结沉降的情况。

3　不良地质下高路堤涵洞基底处理与沉降观测实例

3.1　工程概况

广佛肇高速公路总承包项目C1标段总建设长度15km，共有盖板涵29座，圆管涵7座。有多处为不良地质下高路堤涵洞，为保证施工质量，需要做好涵洞基底处理工作。

3.2　不良地质下高路堤涵洞基底处理技术

C1标段K125+370、K126+566、K134+927、K136+330四座盖板涵，涵洞填土的重度γ为18kN/m³，变形模量E为1.9×10⁴kPa，泊松比μ为0.25，黏聚力c为30kPa，内摩擦角为21°。K125+370（4×4）涵洞填土高度13.5m，基底采用强夯处理；K126+566（4×4）涵洞填土高度12.8m，基底挖除软土深度2.4m，换填4519.22m³片石；K134+927（6×5）涵洞填土高度11.6m，基底挖除软土深度1.2m，换填967.1m³中粗砂；K136+330（4×4）涵洞填土高度11.5m，挖除软土深度1.2m，换填462.03m³碎石。

3.2.1　强夯施工

（1）在强夯施工的时候，先要进行放样测量，接着对夯区的范围进行实地测量并做好标记，将夯点布置好，夯点间的有效距离为4m左右，依据液化层厚度和埋深来对夯击进行确定。在夯击施工时，先要将夯机的位置设置好，确保夯锤和夯点的位置保持一致。

（2）测量夯锤顶部高程，在强夯施工中，当夯锤提升到一定高度后，即可松开挂钩，使夯锤下落到夯点位置。

（3）对高填方路基边坡的稳定性进行动态监测，如果遇到险情需要将施工进行即刻停止，并采取有效的办法进行解决。

3.2.2　换填施工

（1）保护层开挖与削坡。严格按照设计开挖轮廓进行定桩、挂线；开挖轮廓应满足设计轮廓，严禁坡中欠挖导致坡脚边坡变陡，开挖保护层后形成的坡面应平整；保护层开挖应避开雨季作业，连续施工，时间间隔不宜过长。

（2）建基面的防护。保护层开挖完成后，需要对坡面做好防护措施，避免出现饱水软土、失水干裂等现象；建基面要随时洒水，控制好频率和洒水量，一般情况下是保证在正常天气下的含水量，与天气的湿度温度相近，避免土体因缺水、或温度过高而发生干缩变形。

（3）回填工序。铺土与卸料。基础经验收合格后，开始回填土方，采用自卸汽车运料至施工部位卸料，回填层厚控制根据试验确定。卸料时将填筑料按要求填至规定部位；碾压。在碾压施工中，采用分段碾压施工方式，对于段落之间的交叉位置，采用斜坡进行连接；整修成型。碾压施工完成后，组织施工人员采用反铲修整的方式对基底进行整修。

3.3　沉降观测

表1　涵顶垂直土压力计算

由上述公式，可求得K125+370等四座涵洞的总沉降，见表2：

表2　涵洞总沉降计算

3.3.3　涵洞沉降理论与实测值对比分析

涵洞施工完成后，在高速公路涵洞的顶部位置，需要设置基地沉降观测仪进行观测，同时，在涵洞的两侧边墙上，还需要设置观测标，每个涵洞观测点数量为6个。在基地沉降观测中需要注意，如果软基深度比较大，则引起的涵顶处垂直土压力也比较大，总沉降值较大。

4　结语

本文主要对高速公路涵洞基地施工技术进行了详细探究。在高速公路施工中，如果遇到不良地质，则首先需要进行现场勘查，然后结合实际情况选择基地处理技术，并加强沉降观测。

参考文献

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[3]潘承．关于涵洞基底换填厚度的计算方法[J]．建筑设计管理，2010，（3）.