淺談城市道路路基路面沉降的機(jī)理與施工控制技術(shù)

白燕

(山西誠(chéng)信市政建設(shè)有限公司，山西 太原 030024)

城市道路作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，承載著人員和車輛的日常交通需求。然而，在城市道路的使用過(guò)程中，路基和路面的沉降問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)，給交通運(yùn)行和行車安全帶來(lái)了一系列問(wèn)題。因此，深入了解城市道路路基路面沉降的機(jī)理，并采取相應(yīng)的施工控制技術(shù)，對(duì)于保障道路的正常使用和延長(zhǎng)道路的使用壽命具有重要意義。本文將從城市道路路基路面沉降的機(jī)理入手，探討其形成原因以及影響因素。

1 城市道路路基路面施工控制技術(shù)的特點(diǎn)

解決城市道路路基路面沉降問(wèn)題需要多個(gè)領(lǐng)域的綜合性技術(shù)，包括：土壤力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等。針對(duì)不同的地質(zhì)情況和工程要求，需要精細(xì)化的施工控制技術(shù)。針對(duì)每個(gè)工程，都需要根據(jù)具體情況制定相應(yīng)的施工方案。沉降問(wèn)題的解決需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉降情況，及時(shí)調(diào)整施工控制措施。采用現(xiàn)代技術(shù)，如激光測(cè)量、衛(wèi)星遙感等，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。施工控制技術(shù)強(qiáng)調(diào)預(yù)防為主，通過(guò)科學(xué)的施工規(guī)劃、材料選擇和工藝操作，從而減小沉降問(wèn)題的發(fā)生概率。

2 城市道路路基路面沉降的機(jī)理

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異常

城市道路路基路面產(chǎn)生沉降的原因之一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異常。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異常可能導(dǎo)致路基路面不穩(wěn)定、不均勻的荷載分布以及不適當(dāng)?shù)呐潘葐?wèn)題，從而引起沉降。以下是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異常的主要內(nèi)容：1)不合理的截面設(shè)計(jì)。若路基截面設(shè)計(jì)不合理，例如截面高度不足、寬度不足等，會(huì)導(dǎo)致路基承載力不足，容易引發(fā)沉降[1]；2)不適當(dāng)?shù)牟牧线x擇。使用不合適的路基材料或路面材料可能導(dǎo)致不均勻的沉降，材料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與設(shè)計(jì)要求不匹配；3)排水設(shè)計(jì)不足。不良的排水設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致積水和水分滲透，損害路基路面的穩(wěn)定性，引發(fā)沉降問(wèn)題；4)地質(zhì)條件考慮不周全，忽視路基路面所處地質(zhì)條件。如土壤性質(zhì)、地下水位等，可能導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，增加沉降風(fēng)險(xiǎn)；5)動(dòng)態(tài)荷載考慮不足。在設(shè)計(jì)中未充分考慮車輛荷載、交通流量等動(dòng)態(tài)因素，可能造成局部過(guò)載，導(dǎo)致局部沉降；6)不合理的路基加固。若路基加固不合理，例如未充分考慮土壤改良和加固措施，可能引起路基不穩(wěn)定和沉降；7)施工工藝問(wèn)題。設(shè)計(jì)合理但在施工過(guò)程中未按照設(shè)計(jì)要求實(shí)施，例如：不均勻的壓實(shí)、不合理的施工順序等，會(huì)導(dǎo)致路基路面的沉降；8)維護(hù)不當(dāng)。設(shè)計(jì)合理但缺乏適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)和維護(hù)，如定期檢查和修復(fù)損壞，也可能導(dǎo)致路基路面沉降。綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異常是城市道路路基路面沉降的重要原因之一。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程以及定期的養(yǎng)護(hù)和維護(hù)對(duì)于預(yù)防和減輕沉降問(wèn)題至關(guān)重要。

2.2 壓實(shí)度不足

城市道路路基路面產(chǎn)生沉降的原因之一是壓實(shí)度不足。壓實(shí)度不足可能導(dǎo)致路基土體的松散和不穩(wěn)定，進(jìn)而引發(fā)路面下沉。在路基施工過(guò)程中，如果未采取足夠的壓實(shí)措施，土體可能會(huì)保留較多的氣孔和松散部分，降低路基的穩(wěn)定性。或者使用的壓實(shí)設(shè)備可能不適合特定的土質(zhì)和路基條件，導(dǎo)致無(wú)法達(dá)到足夠的壓實(shí)度。并且壓實(shí)過(guò)程中的次數(shù)不足以確保土體的充分密實(shí)，會(huì)導(dǎo)致路基土體中存在空隙和松散部分。如果未充分考慮路基土壤的特性，如粒度分布、含水量等，可能導(dǎo)致壓實(shí)措施效果不佳。如果施工人員的操作不當(dāng)，或者未按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，壓實(shí)效果也會(huì)大打折扣。其次，缺乏對(duì)壓實(shí)過(guò)程的有效監(jiān)控和控制，導(dǎo)致壓實(shí)度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。惡劣的天氣條件也可能影響壓實(shí)效果，如雨水浸泡導(dǎo)致土體回潮，影響壓實(shí)質(zhì)量。為防止壓實(shí)度不足引發(fā)的路基路面沉降問(wèn)題，施工過(guò)程中需要確保合理的壓實(shí)措施和技術(shù)，選擇適當(dāng)?shù)膲簩?shí)設(shè)備，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，以保證路基的穩(wěn)定性和安全性。

2.3 路基承載力低

城市道路路基路面產(chǎn)生沉降的原因之一是路基承載力低。路基承載力低意味著路基無(wú)法承受交通荷載和外部荷載，導(dǎo)致路面下沉。以下是路基承載力低導(dǎo)致沉降的主要內(nèi)容：1)土壤質(zhì)地不適宜。路基所使用的土壤質(zhì)地可能不適合支撐預(yù)期的荷載，如軟弱土壤或可膨脹土；2)路基設(shè)計(jì)不合理。路基設(shè)計(jì)可能未充分考慮土壤的承載能力，導(dǎo)致路基無(wú)法滿足預(yù)期荷載要求；3)地下水位過(guò)高。地下水位高可能會(huì)降低土壤的承載能力，導(dǎo)致路基承載力下降[2]；4)路基加固不足。路基加固工程可能未充分進(jìn)行，或者加固方法不當(dāng)，導(dǎo)致承載能力低；5)交通流量增加。隨著交通流量的增加，路基可能承受更大的荷載，導(dǎo)致承載力不足；6)土壤沉降。路基下的土壤可能會(huì)因?yàn)槌两刀ヒ徊糠殖休d能力。

2.4 管線修筑引起的沉降

城市道路路基路面沉降是在城市發(fā)展和施工活動(dòng)等因素影響下，路基和路面逐漸下沉的現(xiàn)象。其中，管線修筑引起的沉降是導(dǎo)致城市道路路基路面沉降的一個(gè)重要原因之一。在城市建設(shè)中，為了滿足城市居民的生活和工作需求，各類地下管線如自來(lái)水、天然氣、電力、通信等被廣泛鋪設(shè)于道路的下方。然而，這些管線的鋪設(shè)和維護(hù)過(guò)程中往往需要在道路路基下進(jìn)行挖掘、埋設(shè)和修復(fù)，這些工作可能會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性造成影響，從而引起沉降問(wèn)題。管線修筑引起的沉降的主要原因包括以下幾點(diǎn)：首先，在進(jìn)行管線的修筑、埋設(shè)和維護(hù)過(guò)程中，土壤會(huì)被挖掘或移動(dòng)，導(dǎo)致地基土質(zhì)的改變。這可能引起地基的松散或密實(shí)，從而影響路基的穩(wěn)定性。在挖掘和填充過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致土壤的壓實(shí)度降低，使得地基的承載能力減弱，從而引起路基的下沉。其次，管線修筑可能會(huì)導(dǎo)致道路不同部分的沉降差異。如果管線修筑不均勻或者修筑后未能恢復(fù)原狀，不同部分的沉降速度不同，會(huì)導(dǎo)致路面的不平整和坑洼。此外，管線的施工和運(yùn)行可能會(huì)影響地下水位的變化，導(dǎo)致土壤濕度的變化，從而引起地基的沉降。為了應(yīng)對(duì)管線修筑引起的沉降問(wèn)題，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管線附近道路的沉降情況，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，可以有效減輕沉降帶來(lái)的影響。

3 城市道路路基路面沉降施工控制技術(shù)探析

3.1 保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理

保證城市道路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理是防止路基路面沉降的重要措施之一。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以確保道路在使用過(guò)程中能夠承受交通荷載和外部環(huán)境的影響，從而減少沉降的可能性。在道路設(shè)計(jì)階段，需要準(zhǔn)確估算不同類型車輛的交通荷載，考慮到不同荷載的頻率、強(qiáng)度和分布，以確保路面和路基能夠承受預(yù)期荷載。在設(shè)計(jì)前進(jìn)行詳細(xì)的土壤調(diào)查和測(cè)試，了解路基的土壤類型、性質(zhì)和承載能力，以便根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)土壤的性質(zhì)和交通荷載的特點(diǎn)，選擇合適的路基和路面材料，確保其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。并且使用結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)道路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，考慮各種荷載的作用，計(jì)算出結(jié)構(gòu)在不同情況下的應(yīng)力、變形等參數(shù)。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果和土壤性質(zhì)，設(shè)計(jì)路基和路面的厚度，使其能夠承受預(yù)期的荷載并保持穩(wěn)定。合理設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，確保水分不會(huì)對(duì)路基造成不利影響，防止土壤膨脹和沉降。在設(shè)計(jì)中考慮使用合適的防護(hù)措施，如地下排水、擋土墻等，以減少土壤膨脹和侵蝕。在施工和使用過(guò)程中，定期進(jìn)行路面和路基的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過(guò)以上措施，能夠確保城市道路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，從而減少因結(jié)構(gòu)問(wèn)題導(dǎo)致的路基路面沉降風(fēng)險(xiǎn)，提高道路的使用壽命和安全性。

3.2 提高搭板施工質(zhì)量

在城市道路的施工過(guò)程中，搭板施工是1種常見(jiàn)的施工技術(shù)，用于路面的鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)。為了提高搭板施工的質(zhì)量，在進(jìn)行搭板施工前，需要根據(jù)道路的設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況，合理規(guī)劃搭板的布局。確保搭板的位置和形狀能夠滿足路面的平整度和坡度要求[3]。選擇適用于道路類型和交通荷載的搭板材料，如鋼板、木板等。確保搭板材料具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠承受施工過(guò)程中的荷載和壓力。在搭板安裝過(guò)程中，要采用專業(yè)的技術(shù)，確保搭板與地面緊密貼合，不存在空隙或變形。對(duì)于復(fù)雜地形，可能需要采用調(diào)整和校正技術(shù)，確保搭板的平整度和坡度。在搭板施工過(guò)程中，要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保搭板的位置和狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。使用測(cè)量?jī)x器和技術(shù)，對(duì)搭板的高程和坡度進(jìn)行精確測(cè)量。搭板施工完成后，要采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，保護(hù)搭板不受外部環(huán)境和荷載的影響。定期檢查搭板的穩(wěn)定性，修復(fù)和調(diào)整可能存在的問(wèn)題。在搭板施工過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守安全規(guī)范，保障施工人員的安全。搭建和拆除搭板時(shí)，要注意防止墜落和碰撞等意外事故。其次，應(yīng)培訓(xùn)施工人員，使他們了解正確的搭板施工方法和技術(shù)。通過(guò)總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，積累并分享成功的搭板施工案例，以提高施工質(zhì)量。

通過(guò)以上措施，可以有效提高搭板施工的質(zhì)量，確保城市道路的平整度、坡度和穩(wěn)定性，從而提高道路的使用壽命和安全性。

3.3 應(yīng)用軟基處理技術(shù)

在城市道路的施工中，應(yīng)用軟基處理技術(shù)是1種常見(jiàn)的方法，用于減少路基的沉降問(wèn)題。軟基處理技術(shù)旨在改善路基土壤的力學(xué)性質(zhì)，提高其承載能力和穩(wěn)定性，從而減少沉降的風(fēng)險(xiǎn)。以下是軟基處理技術(shù)的具體內(nèi)容：首先，將土壤改良劑與路基土壤混合，通過(guò)混合與穩(wěn)定化的方法，改變土壤的顆粒結(jié)構(gòu)和顆粒間的相互作用，提高土壤的密實(shí)度和強(qiáng)度。對(duì)于路基較深的部分，可以采用深層軟基處理技術(shù)，如：振動(dòng)加固、攪拌樁等。這些方法能夠改良土壤的承載性能，減少沉降問(wèn)題。在施工前，對(duì)路基進(jìn)行預(yù)壓和預(yù)應(yīng)力處理，通過(guò)施加外部壓力，使土壤緊密排列，提高承載能力。其次，使用固結(jié)技術(shù)，如凍結(jié)法或化學(xué)固結(jié)法，改變土壤的顆粒狀態(tài)，提高土壤的穩(wěn)定性。加固技術(shù)包括：添加加筋材料，如鋼筋或纖維，以增加土壤的強(qiáng)度和韌性。最后，在軟基處理后，要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，觀察土壤改良效果。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整施工方法和方案。

3.4 提高填料處理水平

在城市道路施工中，提高填料處理水平是1項(xiàng)重要的施工控制技術(shù)，它可以有效預(yù)防和減少路基路面沉降問(wèn)題。填料處理水平的目標(biāo)是確保填料的均勻性、緊密性和穩(wěn)定性，從而保障道路的平面水平度和承載能力。以下是提高填料處理水平的具體內(nèi)容：1)根據(jù)施工需要和土壤特性，選擇適宜的填料材料。填料材料應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性、耐久性和抗沉降能力；2)將填料按照一定的厚度分層填充，每一層填料都要經(jīng)過(guò)壓實(shí)和均勻分布。分層填料有助于減少填料的沉降和變形；3)確保填料在路基上均勻鋪設(shè)，不得出現(xiàn)高低差和堆積現(xiàn)象。采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行均勻鋪設(shè)，保證填料的一致性；4)采用合適的壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行填料的壓實(shí)處理，使填料充分密實(shí)，排除孔隙和氣泡，提高填料的穩(wěn)定性和承載能力[4]；5)在填料施工過(guò)程中，要控制填料的濕度，避免過(guò)于濕潤(rùn)或過(guò)于干燥，以保證填料的壓實(shí)效果；6)在填料施工過(guò)程中，要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，觀察填料的沉降情況。如果出現(xiàn)不均勻沉降或變形，需要及時(shí)調(diào)整施工方法；7)在填料施工完成后，進(jìn)行填料的質(zhì)量驗(yàn)收。通過(guò)測(cè)量填料的厚度、均勻性和穩(wěn)定性，確保填料達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.5 注重沉降段排水

在城市道路的施工中，注重沉降段排水是1項(xiàng)關(guān)鍵的施工控制技術(shù)，它可以有效預(yù)防和減少路基路面沉降問(wèn)題，保障道路的平面水平度和排水性能。以下是在施工中注重沉降段排水的具體內(nèi)容：1)設(shè)計(jì)合理的排水系統(tǒng)。在沉降段的設(shè)計(jì)中，要考慮排水系統(tǒng)的布局和設(shè)計(jì)。確保排水系統(tǒng)能夠及時(shí)將降水排出，防止積水導(dǎo)致路基路面沉降；2)在沉降段的降水集中區(qū)域，設(shè)置排水溝或排水沉降槽，以便將積水引導(dǎo)至排水系統(tǒng)。排水溝應(yīng)具備良好的排水能力和流通性；3)排水管道鋪設(shè)。在沉降段的施工中，要鋪設(shè)合適的排水管道，確保排水通暢。排水管道的鋪設(shè)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，避免彎曲和堵塞；4)排水設(shè)施維護(hù)。在施工過(guò)程中和日常使用中，要定期檢查和維護(hù)排水設(shè)施，清理排水溝、清除堵塞物，保障排水通暢；5)施工過(guò)程中的排水措施。在沉降段的施工過(guò)程中，要采取合適的排水措施，防止降水對(duì)施工造成影響。如設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施，確保施工現(xiàn)場(chǎng)不積水；6)沉降段補(bǔ)充填料的排水處理，如果在沉降段需要進(jìn)行補(bǔ)充填料，要特別注意填料的排水處理。確保填料不會(huì)影響原有的排水系統(tǒng)[5]；7)質(zhì)量驗(yàn)收。在施工完成后，要對(duì)沉降段的排水系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。通過(guò)檢查排水設(shè)施的排水能力和排水通暢性，確保排水系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

城市道路路基路面沉降是1個(gè)復(fù)雜而嚴(yán)重的問(wèn)題，直接影響道路的使用壽命、交通安全以及城市的發(fā)展。通過(guò)深入了解沉降的原因以及采用合適的施工控制技術(shù)，可以有效地預(yù)防和減少這一問(wèn)題的發(fā)生。在施工控制方面，應(yīng)采用合適的技術(shù)手段，保障道路的平面水平度和承載能力。總之，通過(guò)科學(xué)的施工規(guī)劃、精細(xì)的施工操作以及有效的監(jiān)測(cè)和調(diào)整，可以最大限度地減少路基路面沉降，保障道路的平穩(wěn)、安全、持久運(yùn)行，為城市的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。