城市道路路基路面沉降的机理与施工控制技术分析

2022-12-10王纪玉

运输经理世界 2022年21期

王纪玉

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

0 引言

城市道路作为市政工程的核心项目，其建设质量会影响城市发展进程，与城市面貌息息相关，如果在运行过程中出现沉降现象，不仅会加大施工成本，还会在一定程度上影响城市面貌。最近几年，我国城市道路建设规模以及数量正在持续扩大，而其沉降现象发生频率也在逐渐上升，因此，施工单位必须了解道路沉降现象出现的具体情况，合理应用相应施工控制技术，降低沉降现象出现的概率，控制其影响范围，保证施工效率，延长道路使用寿命。

1 城市道路路基路面沉降的机理

城市道路路基路面出现沉降的机理无非是路基以及路堤出现变形，其中路基变形主要是由于路基出现被破坏的情况，通常是在沟壑区域形成，最主要的是由于该区域的土壤较松软，存在低密度土壤，整体承载力并不理想。随着道路应用时间的延长，该区域路基损坏而出现沉降现象。

同时，如果在施工过程中没有选择正确的路基施工材料，导致其密度不符合要求，也会影响后续压实工作质量，导致压路机无法全面将土壤压实，整体土壤也会存在松软现象，其负荷能力不理想，在后续应用过程中，重型车辆频繁通过时就会导致路基质量下降，出现变形和下沉的情况。路堤变形主要是由于在传统施工过程中施工人员使用的是普通黏性土作为回填土，该材料对施工现场的环境要求较高，施工现场的各项要素都会影响施工结果，如地形、温度、湿度等，如果没有做好环境控制工作，无法达到施工标准，在后续应用过程中也容易受到外界因素影响，导致路堤出现变形，加大沉降现象出现概率，影响工程应用效能[1]。

2 施工控制技术

当路基路面出现沉降时，会严重影响工程正常施工进程，使得工程质量下降。因此，施工人员需要对其引起重视，从实际情况入手，准确分析沉降现象出现的具体机制，掌握其原因，寻找相应的解决措施，合理应用不同的控制技术开展作业，保证道路的稳定性，让其结构更加稳固，保证后续应用效果与质量。

2.1 原地面处理技术

所谓原地面处理技术，主要是指在正式施工之前，施工人员清理施工现场道路的多余杂物，做好前期准备。在处理过程中根据原地面的实际情况，合理选择相应方式进行作业，例如原地面表层是以腐殖土为主，需要应用机械与人工相配合的方式开展作业，做好摊铺和填充工作。而如果原地面属于耕地路面，要先做好表层清理，可以清理30cm 左右的表层，使其表土可以顺利脱落。

由于耕地下方的土体含水量较为丰富，因此在表土脱落后要预留一段时间进行暴晒，将多余水分蒸发，进而保证土体的含水量符合施工需求，当含水量下降以后进行加固，提高土体的稳定性。施工单位可以组织相应人员进行现场检验，判断土体最高含水量是否符合施工需求，如果水量过多则严格按照上述流程重复作业，进而保证原地面的整体密实度达到施工标准[2]。

另外，在进行边坡路基处理时，施工人员根据实际坡度合理选择相应的方式，如边坡坡度为1∶5，可以通过人工方式进行作业；如果其坡度大于1∶4，则要开展开挖作业，改变原坡度的形式，通过台阶差的方式来提高边坡的稳定性，避免出现路基打滑情况。在台阶设计过程中，同样需要根据施工场地的具体情况进行合理施工，例如土质、地形等，施工人员可以在完成开挖工作后，利用分层碾压的方式将断层土层抬高，提高其宽度以及高度，使坡度控制在3%～5%之间[3]。

在施工过程中，管理人员要做好现场检验，加大质量监管力度，使其平整度以及压实度符合设计需求。可应用跟踪检测的方式来提高施工质量与效率，做好施工技术控制，进而及时发现并解决相应问题，保证施工的准确性和科学性[4]。

2.2 填料处理技术

填料作为路基路面施工的重要材料，其处理工作将直接决定路基路面的施工效果，因此施工人员要做好材料处理工作。

首先，施工人员要严格控制其含水量，以最佳含水量为标准，判断填料的具体含水量，将其偏差控制在2%以内。如果遇到特殊情况，可以根据实际施工情况进行调整，进而保证填料的性能符合施工标准，提高填料整体状态。由于部分城市道路填料种类多元化，因此施工人员要适当减少填料层数，控制其厚度，尽量将其控制在0.5m 左右，并且不能将各层材料混合，要保证每一层填料稳定以后才能进行后续填料。

其次，施工人员在进行底层填料时要先进行材料选择，尽量选择渗透率较低的材料，保证其底层与下层填料隔离，避免出现混合的情况。同时，还要利用双向坡方式作业，将其坡度控制在4%以内，进而提高排水效果。由于不同材料的使用方式具有一定差异，因此施工人员需要做好各类材料的选择，例如上层需要使用优良土，以保证施工质量。而在各填土交接区域需要设置相应横面，在其下方开展作业时，选择透水性较弱的填土，避免水分进入结构内部，导致路面路基出现沉降情况，影响工程应用效果[5]。

2.3 结构设计原则

道路结构是导致路基路面出现沉降的主要因素，施工人员需做好结构设计，保证结构的合理性和科学性，切实提高道路质量，从根源上减少沉降现象出现。道路结构设计对于路面结构极为重要，设计的合理性决定路面的承载力，如果其设计不合理会导致结构的承载力下降，在道路通行后，会在短时间内发生沉降病害。因此，在施工前期要做好现场勘查，了解施工区域路面路基的具体情况，根据其情况进行准确设计，进而保证设计方案符合施工现场需求。同时，还要进行材料把控，合理应用各类材料，准确分配材料资源。在施工之前可以组织勘查人员进行现场勘查，了解施工区域的具体环境，掌握当地土质类型，明确各类参数，如含水量、承载率；待获取相应参数以后，及时将其数据制作成报表交由设计人员；与设计人员进行有效沟通，使设计人员了解施工现场的具体情况。设计人员可以根据道路修建标准以及土层具体现状准确设计施工方案，明确钢筋应用数量以及形式，做好搭接设计，细化施工流程。当施工完成以后进行验收作业，以设计方案为依据，通过多个方面判断施工结果，如果工程在投入使用一年内没有出现明显的沉降，并且其参数都符合预计范围，则表明结构设计较为合理[6]。

2.4 排水与搭板施工技术

做好排水与搭板施工可以有效降低道路沉降现象出现。施工人员要提高搭板施工质量，根据相关数据表明，锚栓质量对于搭板质量有着较为重要的影响，因此在施工过程中，施工人员要提高锚栓施工水平，实现质量优化控制，进而减少沉降现象，将其沉降量控制在合理范围内，避免在后续应用过程中车辆出现跳车情况，减少交通安全事故发生概率。施工人员在施工过程中应该根据具体情况以及施工标准优化搭板施工流程。

首先，做好尺寸控制，钢筋作为该工程施工的重要材料，施工人员在选择过程中要先从外观进行检验，判断钢筋是否存在质量问题，如弯曲、腐蚀[7]。当外观检验完成后，再做好尺寸控制，可以通过横向与纵向的锚栓判断钢筋尺寸。

其次，提高支座施工质量，支座作为路基施工的核心元素，其质量也会影响路基路面的施工水平，会直接决定其承载力，因此在施工过程中要对支座予以重视，合理选择制作材料的材质。通常情况下，可以通过橡胶开展施工，橡胶的成本较低，并且性能较为优异，能够满足工程施工需求。同时，施工人员还需优化其参数，将其距离严格控制，尽量控制在80cm 以内，以保证工程施工水平，降低沉降现象出现。

最后，施工人员还需做好沉降段排水作业，排水技术在道路施工过程中极为重要，也是使用最为频繁的一项技术，在施工初期，设计人员要合理设计排水方案，预留相应排水孔，进而降低路基的含水量，避免其土质过于松软，导致密实度不够，影响工程应用效果。因此，设计人员需准确计算排水量，根据施工具体情况合理选择排水技术，提高沉降段排水工作效能。

2.5 软土地基处理方式

我国广袤无垠，不同区域的自然环境及地质条件都具有一定差异，因此在施工过程中容易遇到软土地基，而软土地基在导致路面路基出现沉降的机制中所占据的比例较大，如果施工人员没做好软土地基处理，就会导致路面路基施工质量下降，加大沉降出现概率，影响工程的安全性。软土地基出现的主要原因是部分城市的降水量较大，土壤含水量过高，土壤整体承载力较弱，土质较为松软，不仅会加大施工难度，还会导致后续应用出现问题。如果其含水量不足，也会导致沉降现象出现。因此，在施工过程中，施工人员要准确应用各类软土地基处理方式进行作业，可以利用水泥粉喷桩地基法开展作业，该方式与传统施工技术相比具有一定优势，可以切实提高路基的承载力，并且延长路基的使用寿命，避免在后续应用过程中出现沉降现象，同时该技术施工流程简单，对于施工人员的技术要求较低，可以保证施工人员准确开展作业，避免在施工过程中因施工人员自身问题，导致软土地基处理工作不到位[8]。

3 提高施工控制技术应用质量的有效措施

3.1 加强现场管理与勘查力度

道路工程在施工过程中外界影响因素较大，因此施工单位要做好现场管理与勘查，进而了解施工现场的具体情况，并以此为基础优化施工方案，通过动态管理的方式提高方案的科学性，约束施工人员行为，保证各项施工技术得到合理应用[9-10]。

首先，在现场勘查过程中，工作人员要做好地质分析，尤其是地基较为薄弱的区域，如果在施工过程中发现其地基较为薄弱，就要立即采取相应方式进行更换，提高该区域土壤的整体性能，保证其地基的稳定性。在填充过程中，选择渗透性好的材料开展作业，避免土壤中的含水量持续上升，施工人员可以根据具体情况设置隔离层保证施工质量。

其次，在施工前也要进行现场检验，了解施工区域的具体地质条件，以设计要求为依据开展准确分析，收集各项参数，如果存在不合理的情况应及时通知设计部门，请设计部门根据现场情况，开展方案更改，保证方案的可行性。

最后，管理人员加大沉降观察频率以及力度，定期检验道路沉降情况，不仅要做好地面沉降观测，还要加大深层沉降观测力度。为了保证观测工作的准确性，在施工过程中施工人员可以在相应区域预埋沉降板，通过相应工具开展观测，例如可以在路堤处布置沉降观测点，让其数据能更加精准。

3.2 做好特殊区域处理工作

道路工程在施工过程中难免会遇到特殊区域，而特殊区域处理质量也将直接决定道路沉降现象发生的频率以及影响范围，所以在施工时施工单位要做好特殊区域处理。首先，施工单位在正式施工前必须明确特殊施工段的各项参数以及位置，通过换填法的方式提高地质条件。在换填过程中要保护其深度，尽量保证其深度能大于80cm，在结束作业以后，使用相应设备进行碾压，进而提高特殊路段土壤的密实性，控制交接区域施工质量，可以通过加长处理方式来消除突变，保证其荷载力及应力分布的均匀性，避免其分布不均匀导致道路路基出现被损坏。同时，施工单位在路基两侧制作边沟，使其底部以及基部能紧密结合，避免路基底部出现浸泡情况，影响路基的稳定性。最后，在低填方路段施工过程中，施工人员要充分考虑施工区域的具体施工需求，必要时可以增加砂砾层，提高低填方路段施工水平。