目前我國地域廣闊，山區(qū)、山丘區(qū)面積約占全國總面積的70%。在山區(qū)高等級公路建設(shè)過程中，由于地形起伏大、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，路堤填筑較高，路基工程竣工后容易發(fā)生差異沉降。過大的路基差異沉降使得路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力大于材料的抗拉強(qiáng)度時路面結(jié)構(gòu)將發(fā)生開裂破壞，形成裂縫、錯臺等病害，直接影響路面結(jié)構(gòu)的使用性和耐久性。因此，路基差異沉降控制是山區(qū)高等級公路工程建設(shè)過程中的重要內(nèi)容。本文以某高等級公路工程為依托，分析了山區(qū)高等級公路路基高填方涵洞構(gòu)造物處差異沉降的處治。
1山區(qū)高等級公路路基沉降原因及影響因素分析
1.1路基土變形機(jī)理分析
（1）路基土體變形特性。①非線性與非彈性。普通材料受軸向壓力作用時，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)出明顯的彈性變形階段與塑性變形階段。應(yīng)力較小時，材料處于線彈性狀態(tài)，應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系轉(zhuǎn)為曲線，材料同時存在彈性變形與塑性變形。土體受力后線彈性變形階段不明顯，非線性變形是其主要形式。土體由松散顆粒構(gòu)成，受力后顆粒之間的孔隙改變在荷載卸除后不能恢復(fù)，形成較大的塑性變形。因此，土體在各種應(yīng)力狀態(tài)下均存在塑性變形，非線性與非彈性是土體變形主要特征。②各向異性。路基土為層狀分布，同一層內(nèi)土體性質(zhì)差異性較小，但各層之間土體性質(zhì)存在明顯差異。在水平方向路基土可認(rèn)為是各向同性，而豎直方向上由于土質(zhì)不同，土體各項參數(shù)，如容重、模量、滲透性各不相同，因此在豎直方向路基土為各向異性。③剪縮與剪脹特性。土體在壓力作用下會發(fā)生塑性變形，在剪切作用下也會引起塑性體積變形。在三軸試驗中，對土樣施加側(cè)向壓力的同時減少圍壓，并保持法向應(yīng)力不變，土樣仍存在體積應(yīng)變，這種體積應(yīng)變由剪切引起。由剪切引起的體積收縮稱為剪縮，剪切引起的膨脹稱為剪脹，剪縮與剪脹是土體變形的特性之一。
（2）路基土體壓縮特性。路基土體是由固相、液相和氣相組成的三相體，土體受力后的壓縮變形包括土顆粒及水的壓縮、土體中孔隙水和氣體排出引起的體積變化。工程實踐表明，一般情況下土顆粒和水的壓縮量極小，不及土體壓縮量的1/400，氣體的壓縮量較大，但只有在密閉環(huán)境中氣體體積才能產(chǎn)生壓縮，路基土處于開放環(huán)境中，土體孔隙中的氣體在壓力作用下只能被擠出，而不產(chǎn)生壓縮變形。因此，土體孔隙中水分和氣體受壓排出是引起路基土體壓縮變形的主要原因。土體壓縮變形特性與水和氣體的排出速度有關(guān)，隨著土顆粒接觸點的增加，壓縮逐漸減弱。
（3）路基土體壓實特性。公路建設(shè)過程中，為了提高路基土體的承載能力，需要對土體進(jìn)行壓實處理。在壓實過程中土顆粒重新排列，氣體排出，密實度增強(qiáng)，土體工程性質(zhì)得到改善。土體壓實特性同土體的含水量有密切關(guān)系。含水量偏低時，土顆粒間不能形成水膜，對土顆粒的重新排列起不到潤滑作用，盡管此時土體孔隙較大，但壓實效果較差。隨著含水量逐漸增加，土顆粒間水膜變厚，土顆粒在外部壓實功能作用下排列緊密，壓實效果得以改善。土體在最佳含水量附近時，最有利于土土顆粒壓實。
1.2路基差異沉降產(chǎn)生原因分析
（1）地形與地質(zhì)條件。地形與地質(zhì)條件是影響路基工程質(zhì)量的主要因素之一。當(dāng)工程地質(zhì)條件不良，原地基存在軟弱夾層，或地基土性質(zhì)差異性較大時，在路基填筑過程中如果不對其進(jìn)行特殊處理，填筑完成后，地基在附加應(yīng)力作用下發(fā)生排水固結(jié)，產(chǎn)生較大的沉降變形或差異沉降。在山區(qū)修建高等級公路時路線經(jīng)常穿越溝谷地帶，使得路基在橫斷面、縱斷面都呈不規(guī)則分布，同一斷面路基填筑高度不同，造成地基所受附加應(yīng)力大小不一，路堤自重在同一斷面處存在差異，隨著時間延續(xù)，路基逐漸產(chǎn)生橫向或縱向差異沉降，嚴(yán)重影響路基路面結(jié)構(gòu)的使用性能。
（2）水文氣候條件。水是引起路基路面損壞的主要因素之一。土體中的地下水、大氣降水、河流等都是引起公路工程災(zāi)害的自然因素。當(dāng)路基土中含水量較大時，路基在施工期內(nèi)不能及時排出土體中的孔隙水，造成路基孔隙水壓力較大，消散時間較長，路基發(fā)生工后固結(jié)沉降的時間緩慢，沉降量較大，對于道路的使用性能有較大影響。大氣降水也是影響路基施工質(zhì)量的主要因素。如果路基施工季節(jié)降雨量較小，路基土含水量難以達(dá)到最佳狀態(tài)，影響路基壓實效果。路基施工過程中如果暴雨集中、強(qiáng)度大，雨水滲入路基后使得土體局部軟化，發(fā)生濕陷變形，從而引起路基差異沉降的產(chǎn)生。