探究市政道路工程路面沉降原因及对策

2021-05-17

智能城市 2021年6期

（兰州新区城市发展投资集团有限公司，甘肃兰州 730300）

1 市政道路工程路面沉降原因

导致市政道路工程路面沉降的原因是多方面的，文章主要从道路路基填料因素、路基和地基因素、新老路基路面结合因素等方面探讨相关原因。

1.1 道路路基填料因素

在重建或改造市政道路工程路面的过程中，路面的质量会受土质承受能力的影响。软土在我国分布较广泛，软土大量存在我国市政道路路基中，受软土较大的含水量和较差的稳定性影响，软土难以压实，无法达到预期成果，不能完全压实的情况较为常见，会使市政道路工程路面路基含水量增多而发生沉降。

1.2 市政路面下因素

市政道路下方存在大量地下管道，应注重市政道路路面受到的地下管道影响。对建成年限较长的市政道路工程，长时间的压力作用会使地下管道出现损坏，导致市政道路路面沉降，影响行人与车辆安全。

市政地下管道施工完成后，回填环节的控制不当可能带来相应影响，如在回填厚度、回填压实工作等环节出现质量问题，存在不满足标准规定的回填压实和底部缝隙，存在质量不达标的相应材料，不符合标准的回填将引发地下受力不均匀问题，引发市政道路路面沉降[2]。

1.3 新老路基路面结合因素

新老路基路面结合处易引发市政道路工程路面沉降，直观的路面破坏可能在该因素影响下出现，如贯通结合处的横向裂缝。市政道路新老路基的不均匀沉降会导致错台，进而导致路面开裂，裂缝处进入雨水会降低结合面强度，导致路面损坏且使用功能下降。

结合相关调研可知，存在沉降差异的新老路基会导致路基结合面产生滑移，路基出现差异变形，破坏路面结构，将引起结合料松散、面层破碎、横向裂缝等病害情况。

受新老路基路面不均匀沉降影响，会使市政道路的服务性能、结构性能不断下降，路面平整度、结构承载力、状况指数下降至一定程度后，会影响行车安全、舒适度。

针对市政道路改扩建工程，新老路基路面属于薄弱的位置，易发生路面病害问题，应科学处理结合处，避免发生横向裂缝，保证道路的使用寿命[3]。

1.4 地质情况本身影响因素

湿陷性黄土地质路段土质较为均匀、结构疏松、孔隙发育，在未受水浸湿时，强度较高，压缩性较小。一旦受水浸湿，特别是三水管网破裂，受雨水影响后路基路面会发生不同程度的沉降、位移，路基路面沉降较为突出，湿陷性黄土遇水极易膨胀。

2 市政道路工程路面沉降对策

为应对市政道路工程路面沉降，总结了强化沉降监测工作、监督并控制地下管道与回填工作、强化结合处路基路面处理三方面应对策略。

全科医学是提供以社区为基础的、连续的、综合的、预防的、基层保健的一门学科，被世界卫生组织定义为“最经济、最适宜”的医疗卫生保健服务模式[3]。国家卫生健康委员会在“十三五”全国卫生计生人才发展规划中明确提出大力加强全科医师规范化培训。

2.1 强化沉降监测工作

为有效应对市政道路工程路面沉降，沉降监测工作的强化较为关键，可采用专业仪器用于沉降监测，如二等水准测量采用S1水准仪，三等水准测量采用S3水准仪，前者可用于观测工作基桩和校核基准标高，后者可用于沉降观测，一般以0.1 mm作为观测精度。

磁性分层沉降仪可开展土体分层沉降的观测，量测结果为重复2次的测量平均值，保证存在1.5 mm内的2次读数较差，同时存在最低1.5mm的沉降仪系统精度。

应注重监测频率可强化沉降监测工作，对市政道路的填土期，每层填筑均应开展一次观测，如存在较长的填筑间隔时间，应保证观测至少每3 d进行一次，施工监测时间需要以3 d为最大观测间隔。

对路基填筑环节，监测间隔应控制为1 d，发现存在较大的场地条件变化或超过有关标准的变形，应适度提升监测频率，出现危险事故征兆时须适度提升监测频率。以市政道路工程的路基填筑预压期为例，第一个月观测间隔为3 d，第二、三个月观测间隔为7 d，四个月之后观测间隔调整为15 d，直至预压期结束。具体施工过程的沉降监测应结合相应预警值，保证市政道路的施工质量、施工安全，有效预防市政道路工程路面沉降。

2.2 监督并控制地下管道与回填工作

对建设过程中的市政道路，应严格监督与控制市政道路路面下各类影响因素，保证相关施工和操作严格遵循国家规定标准，避免路面沉降问题。在铺设市政道路下的管道施工中，应严格控制地下管道质量，施工前应由专业人员分析地质地形，严格遵循行业规定和设计要求。

地下管道回填环节，应采取人工回填的施工方式，避免机械操作不当引发的破坏问题，具体实践需要保证回填人员的操作达标，并控制每层回填厚度为20 cm。

应重视管道管材质量的针对性检测、市政道路改造过程中老旧地下管网的更换、管道接口的严格处理、管道周边土体腐蚀性的检查，注重管材的出厂和进场检验、分段施工的针对性开展、止水用橡胶圈的科学应用、化学物质排放针对性检测等。

2.3 强化结合处路基路面处理

为更好应对市政道路工程路面沉降，应加强重视新老路基路面结合处的针对性处理工作。在新老路基结合处的处理过程中，主要采用结合处开挖台阶、铺设土工合成材料两种方法。结合处开挖台阶指设置多个台阶于市政道路新老路基结合部，结合处开挖台阶可提供更多接触表面积，强化新老路基结合，减少不均匀沉降，具体的台阶开挖应遵循新老路基衔接的要求，需要开展分层逐步开挖，为保证路基稳定性，不可存在过陡的台阶坡度，一般需要应控制在1∶1.5以上。开挖台阶断面示意图如图1所示。

图1 开挖台阶断面示意图

铺设土工合成材料指通过铺设各种由人工合成聚合物组成的产品，实现土体的强化、保护，如土工膜、土工织物、复合型土工合成材料、特种土工合成材料，常见土工合成材料包括土工格网、土工格栅、土工格室等，这类材料多具备隔离、排水、过滤、防渗、加筋、防护等功能。以土工格栅为例，该材料适用于新老路基结合处的处理，可分为新老路基路面结合处、双向拉伸的土工格栅，具备造价低廉、质量轻、延伸率低、抗拉强度高、整体性能好、耐腐蚀、耐碱、耐酸、抗老化、物理及化学稳定性高等优势，在土体变形协调方面的表现较为优秀，在施工中的应用较为简单，属于实用性较高的道路用加筋材料。

在市政道路新老路基结合处，土工格栅的铺设可发挥摩擦和锁定咬合作用，土体的侧向滑动变形可由此限制，在土颗粒的被动阻力下，提升土地的抗弯刚度、抗剪强度，强化基层侧向位移的约束和地基承载力。

土颗粒和土工格栅间的作用会产生应力效应，土体的部分水平应力和竖直应力可通过土工格栅张力产生的拉力承担，在较大范围内均匀扩散荷载应力，顺利规避新填路基土体变形因应力过分集中出现的问题，增强整体稳定性，有效避免在新老路基结合处出现不均匀沉降。

在新老路面结合处的处理过程中，常见处理方法包括设置过渡性路面、预设反向坡度、铺设玻璃纤维格栅等，玻璃纤维格栅的铺设最适用于市政道路新老路面结合处的处理。在《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）等规范中，存在较为详细的结合处路面处置技术，铺设玻璃纤维格栅属于其代表之一，加筋材料可较好服务于市政道路新老路面的强化处理。玻璃纤维格栅具备低延伸性、高抗拉强度、嵌锁和限制作用、与沥青混合料相容等特性，具备较高的物理耐久性、化学稳定性、高温稳定性。

通过铺设玻璃纤维格栅，可使市政道路新老路面结合处的结构应力状态发生变化。使用玻璃纤维格栅强化基层，在不影响拉应力的前提下减小表面弯沉，可在基层强度不足时采用此种方法。在面层使用玻璃纤维格栅进行加强处理，可减小弯沉、层底拉应力、沥青面层厚度。

为提升市政道路路面的抗车辙性能，可在沥青层表面设置玻璃纤维格栅，一般可减少50%的车辙。为预防反射裂缝，应设法实现基层底面弯拉应力的减小，需要靠近基层底面铺设玻璃纤维格栅，并保证上下结构与玻璃纤维格栅完全黏结，充分发挥玻璃纤维格栅的加筋能力。考虑相对刚度较大的玻璃纤维格栅特点的影响，可采用复合夹层设计，上层、下层分别设置玻璃纤维格栅、应力吸收层，可更好处理市政道路新老路面结合处，预防路面沉降问题。