淺談城市道路路基路面沉降的機理與施工控制技術

白燕

(山西誠信市政建設有限公司，山西 太原 030024)

城市道路作為城市基礎設施的重要組成部分，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程中，路基和路面的沉降問題逐漸凸顯出來，給交通運行和行車安全帶來了一系列問題。因此，深入了解城市道路路基路面沉降的機理，并采取相應的施工控制技術，對于保障道路的正常使用和延長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的特點

解決城市道路路基路面沉降問題需要多個領域的綜合性技術，包括：土壤力學、結構設計、施工技術等。針對不同的地質情況和工程要求，需要精細化的施工控制技術。針對每個工程，都需要根據具體情況制定相應的施工方案。沉降問題的解決需要實時監測沉降情況，及時調整施工控制措施。采用現代技術，如激光測量、衛星遙感等，可以實現實時監測。施工控制技術強調預防為主，通過科學的施工規劃、材料選擇和工藝操作，從而減小沉降問題的發生概率。

2 城市道路路基路面沉降的機理

2.1 結構設計異常

城市道路路基路面產生沉降的原因之一是結構設計異常。結構設計異?？赡軐е侣坊访娌环€定、不均勻的荷載分布以及不適當的排水等問題，從而引起沉降。以下是結構設計異常的主要內容：1)不合理的截面設計。若路基截面設計不合理，例如截面高度不足、寬度不足等，會導致路基承載力不足，容易引發沉降[1]；2)不適當的材料選擇。使用不合適的路基材料或路面材料可能導致不均勻的沉降，材料的強度和穩定性與設計要求不匹配；3)排水設計不足。不良的排水設計會導致積水和水分滲透，損害路基路面的穩定性，引發沉降問題；4)地質條件考慮不周全，忽視路基路面所處地質條件。如土壤性質、地下水位等，可能導致不適當的設計，增加沉降風險；5)動態荷載考慮不足。在設計中未充分考慮車輛荷載、交通流量等動態因素，可能造成局部過載，導致局部沉降；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，可能引起路基不穩定和沉降；7)施工工藝問題。設計合理但在施工過程中未按照設計要求實施，例如：不均勻的壓實、不合理的施工順序等，會導致路基路面的沉降；8)維護不當。設計合理但缺乏適當的養護和維護，如定期檢查和修復損壞，也可能導致路基路面沉降。綜上所述，結構設計異常是城市道路路基路面沉降的重要原因之一。合理的結構設計和施工過程以及定期的養護和維護對于預防和減輕沉降問題至關重要。

2.2 壓實度不足

城市道路路基路面產生沉降的原因之一是壓實度不足。壓實度不足可能導致路基土體的松散和不穩定，進而引發路面下沉。在路基施工過程中，如果未采取足夠的壓實措施，土體可能會保留較多的氣孔和松散部分，降低路基的穩定性?；蛘呤褂玫膲簩嵲O備可能不適合特定的土質和路基條件，導致無法達到足夠的壓實度。并且壓實過程中的次數不足以確保土體的充分密實，會導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，可能導致壓實措施效果不佳。如果施工人員的操作不當，或者未按照設計要求進行施工，壓實效果也會大打折扣。其次，缺乏對壓實過程的有效監控和控制，導致壓實度無法達到設計要求。惡劣的天氣條件也可能影響壓實效果，如雨水浸泡導致土體回潮，影響壓實質量。為防止壓實度不足引發的路基路面沉降問題，施工過程中需要確保合理的壓實措施和技術，選擇適當的壓實設備，并嚴格按照設計要求進行施工，以保證路基的穩定性和安全性。

2.3 路基承載力低

城市道路路基路面產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法承受交通荷載和外部荷載，導致路面下沉。以下是路基承載力低導致沉降的主要內容：1)土壤質地不適宜。路基所使用的土壤質地可能不適合支撐預期的荷載，如軟弱土壤或可膨脹土；2)路基設計不合理。路基設計可能未充分考慮土壤的承載能力，導致路基無法滿足預期荷載要求；3)地下水位過高。地下水位高可能會降低土壤的承載能力，導致路基承載力下降[2]；4)路基加固不足。路基加固工程可能未充分進行，或者加固方法不當，導致承載能力低；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，導致承載力不足；6)土壤沉降。路基下的土壤可能會因為沉降而失去一部分承載能力。

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展和施工活動等因素影響下，路基和路面逐漸下沉的現象。其中，管線修筑引起的沉降是導致城市道路路基路面沉降的一個重要原因之一。在城市建設中，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水、天然氣、電力、通信等被廣泛鋪設于道路的下方。然而，這些管線的鋪設和維護過程中往往需要在道路路基下進行挖掘、埋設和修復，這些工作可能會對路基的穩定性造成影響，從而引起沉降問題。管線修筑引起的沉降的主要原因包括以下幾點：首先，在進行管線的修筑、埋設和維護過程中，土壤會被挖掘或移動，導致地基土質的改變。這可能引起地基的松散或密實，從而影響路基的穩定性。在挖掘和填充過程中可能會導致土壤的壓實度降低，使得地基的承載能力減弱，從而引起路基的下沉。其次，管線修筑可能會導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原狀，不同部分的沉降速度不同，會導致路面的不平整和坑洼。此外，管線的施工和運行可能會影響地下水位的變化，導致土壤濕度的變化，從而引起地基的沉降。為了應對管線修筑引起的沉降問題，需要實時監測管線附近道路的沉降情況，及時采取補救措施，可以有效減輕沉降帶來的影響。

3 城市道路路基路面沉降施工控制技術探析

3.1 保證結構設計合理

保證城市道路的結構設計合理是防止路基路面沉降的重要措施之一。合理的結構設計可以確保道路在使用過程中能夠承受交通荷載和外部環境的影響，從而減少沉降的可能性。在道路設計階段，需要準確估算不同類型車輛的交通荷載，考慮到不同荷載的頻率、強度和分布，以確保路面和路基能夠承受預期荷載。在設計前進行詳細的土壤調查和測試，了解路基的土壤類型、性質和承載能力，以便根據實際情況進行結構設計。根據土壤的性質和交通荷載的特點，選擇合適的路基和路面材料，確保其具有足夠的強度和穩定性。并且使用結構分析軟件對道路的結構進行分析，考慮各種荷載的作用，計算出結構在不同情況下的應力、變形等參數。根據結構分析的結果和土壤性質，設計路基和路面的厚度，使其能夠承受預期的荷載并保持穩定。合理設計排水系統，確保水分不會對路基造成不利影響，防止土壤膨脹和沉降。在設計中考慮使用合適的防護措施，如地下排水、擋土墻等，以減少土壤膨脹和侵蝕。在施工和使用過程中，定期進行路面和路基的監測，發現問題及時進行調整和修復，以保證結構的穩定性。通過以上措施，能夠確保城市道路的結構設計合理，從而減少因結構問題導致的路基路面沉降風險，提高道路的使用壽命和安全性。

3.2 提高搭板施工質量

在城市道路的施工過程中，搭板施工是1種常見的施工技術，用于路面的鋪設和養護。為了提高搭板施工的質量，在進行搭板施工前，需要根據道路的設計要求和實際情況，合理規劃搭板的布局。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度和穩定性，能夠承受施工過程中的荷載和壓力。在搭板安裝過程中，要采用專業的技術，確保搭板與地面緊密貼合，不存在空隙或變形。對于復雜地形，可能需要采用調整和校正技術，確保搭板的平整度和坡度。在搭板施工過程中，要進行實時監測，確保搭板的位置和狀態符合設計要求。使用測量儀器和技術，對搭板的高程和坡度進行精確測量。搭板施工完成后，要采取適當的養護措施，保護搭板不受外部環境和荷載的影響。定期檢查搭板的穩定性，修復和調整可能存在的問題。在搭板施工過程中，要嚴格遵守安全規范，保障施工人員的安全。搭建和拆除搭板時，要注意防止墜落和碰撞等意外事故。其次，應培訓施工人員，使他們了解正確的搭板施工方法和技術。通過總結施工經驗，積累并分享成功的搭板施工案例，以提高施工質量。

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

3.3 應用軟基處理技術

在城市道路的施工中，應用軟基處理技術是1種常見的方法，用于減少路基的沉降問題。軟基處理技術旨在改善路基土壤的力學性質，提高其承載能力和穩定性，從而減少沉降的風險。以下是軟基處理技術的具體內容：首先，將土壤改良劑與路基土壤混合，通過混合與穩定化的方法，改變土壤的顆粒結構和顆粒間的相互作用，提高土壤的密實度和強度。對于路基較深的部分，可以采用深層軟基處理技術，如：振動加固、攪拌樁等。這些方法能夠改良土壤的承載性能，減少沉降問題。在施工前，對路基進行預壓和預應力處理，通過施加外部壓力，使土壤緊密排列，提高承載能力。其次，使用固結技術，如凍結法或化學固結法，改變土壤的顆粒狀態，提高土壤的穩定性。加固技術包括：添加加筋材料，如鋼筋或纖維，以增加土壤的強度和韌性。最后，在軟基處理后，要進行實時監測，觀察土壤改良效果。根據監測結果，及時調整施工方法和方案。

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項重要的施工控制技術，它可以有效預防和減少路基路面沉降問題。填料處理水平的目標是確保填料的均勻性、緊密性和穩定性，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容：1)根據施工需要和土壤特性，選擇適宜的填料材料。填料材料應具備良好的穩定性、耐久性和抗沉降能力；2)將填料按照一定的厚度分層填充，每一層填料都要經過壓實和均勻分布。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，不得出現高低差和堆積現象。采用機械設備進行均勻鋪設，保證填料的一致性；4)采用合適的壓實設備進行填料的壓實處理，使填料充分密實，排除孔隙和氣泡，提高填料的穩定性和承載能力[4]；5)在填料施工過程中，要控制填料的濕度，避免過于濕潤或過于干燥，以保證填料的壓實效果；6)在填料施工過程中，要進行實時監測，觀察填料的沉降情況。如果出現不均勻沉降或變形，需要及時調整施工方法；7)在填料施工完成后，進行填料的質量驗收。通過測量填料的厚度、均勻性和穩定性，確保填料達到設計要求。

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項關鍵的施工控制技術，它可以有效預防和減少路基路面沉降問題，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容：1)設計合理的排水系統。在沉降段的設計中，要考慮排水系統的布局和設計。確保排水系統能夠及時將降水排出，防止積水導致路基路面沉降；2)在沉降段的降水集中區域，設置排水溝或排水沉降槽，以便將積水引導至排水系統。排水溝應具備良好的排水能力和流通性；3)排水管道鋪設。在沉降段的施工中，要鋪設合適的排水管道，確保排水通暢。排水管道的鋪設應符合設計要求，避免彎曲和堵塞；4)排水設施維護。在施工過程中和日常使用中，要定期檢查和維護排水設施，清理排水溝、清除堵塞物，保障排水通暢；5)施工過程中的排水措施。在沉降段的施工過程中，要采取合適的排水措施，防止降水對施工造成影響。如設置臨時排水設施，確保施工現場不積水；6)沉降段補充填料的排水處理，如果在沉降段需要進行補充填料，要特別注意填料的排水處理。確保填料不會影響原有的排水系統[5]；7)質量驗收。在施工完成后，要對沉降段的排水系統進行質量驗收。通過檢查排水設施的排水能力和排水通暢性，確保排水系統達到設計要求。

4 結語

城市道路路基路面沉降是1個復雜而嚴重的問題，直接影響道路的使用壽命、交通安全以及城市的發展。通過深入了解沉降的原因以及采用合適的施工控制技術，可以有效地預防和減少這一問題的發生。在施工控制方面，應采用合適的技術手段，保障道路的平面水平度和承載能力?？傊?，通過科學的施工規劃、精細的施工操作以及有效的監測和調整，可以最大限度地減少路基路面沉降，保障道路的平穩、安全、持久運行，為城市的可持續發展做出貢獻。