浅谈城市道路路基路面沉降的机理与施工控制技术

白燕

(山西诚信市政建设有限公司，山西 太原 030024)

城市道路作为城市基础设施的重要组成部分，承载着人员和车辆的日常交通需求。然而，在城市道路的使用过程中，路基和路面的沉降问题逐渐凸显出来，给交通运行和行车安全带来了一系列问题。因此，深入了解城市道路路基路面沉降的机理，并采取相应的施工控制技术，对于保障道路的正常使用和延长道路的使用寿命具有重要意义。本文将从城市道路路基路面沉降的机理入手，探讨其形成原因以及影响因素。

1 城市道路路基路面施工控制技术的特点

解决城市道路路基路面沉降问题需要多个领域的综合性技术，包括：土壤力学、结构设计、施工技术等。针对不同的地质情况和工程要求，需要精细化的施工控制技术。针对每个工程，都需要根据具体情况制定相应的施工方案。沉降问题的解决需要实时监测沉降情况，及时调整施工控制措施。采用现代技术，如激光测量、卫星遥感等，可以实现实时监测。施工控制技术强调预防为主，通过科学的施工规划、材料选择和工艺操作，从而减小沉降问题的发生概率。

2 城市道路路基路面沉降的机理

2.1 结构设计异常

城市道路路基路面产生沉降的原因之一是结构设计异常。结构设计异常可能导致路基路面不稳定、不均匀的荷载分布以及不适当的排水等问题，从而引起沉降。以下是结构设计异常的主要内容：1)不合理的截面设计。若路基截面设计不合理，例如截面高度不足、宽度不足等，会导致路基承载力不足，容易引发沉降[1]；2)不适当的材料选择。使用不合适的路基材料或路面材料可能导致不均匀的沉降，材料的强度和稳定性与设计要求不匹配；3)排水设计不足。不良的排水设计会导致积水和水分渗透，损害路基路面的稳定性，引发沉降问题；4)地质条件考虑不周全，忽视路基路面所处地质条件。如土壤性质、地下水位等，可能导致不适当的设计，增加沉降风险；5)动态荷载考虑不足。在设计中未充分考虑车辆荷载、交通流量等动态因素，可能造成局部过载，导致局部沉降；6)不合理的路基加固。若路基加固不合理，例如未充分考虑土壤改良和加固措施，可能引起路基不稳定和沉降；7)施工工艺问题。设计合理但在施工过程中未按照设计要求实施，例如：不均匀的压实、不合理的施工顺序等，会导致路基路面的沉降；8)维护不当。设计合理但缺乏适当的养护和维护，如定期检查和修复损坏，也可能导致路基路面沉降。综上所述，结构设计异常是城市道路路基路面沉降的重要原因之一。合理的结构设计和施工过程以及定期的养护和维护对于预防和减轻沉降问题至关重要。

2.2 压实度不足

城市道路路基路面产生沉降的原因之一是压实度不足。压实度不足可能导致路基土体的松散和不稳定，进而引发路面下沉。在路基施工过程中，如果未采取足够的压实措施，土体可能会保留较多的气孔和松散部分，降低路基的稳定性。或者使用的压实设备可能不适合特定的土质和路基条件，导致无法达到足够的压实度。并且压实过程中的次数不足以确保土体的充分密实，会导致路基土体中存在空隙和松散部分。如果未充分考虑路基土壤的特性，如粒度分布、含水量等，可能导致压实措施效果不佳。如果施工人员的操作不当，或者未按照设计要求进行施工，压实效果也会大打折扣。其次，缺乏对压实过程的有效监控和控制，导致压实度无法达到设计要求。恶劣的天气条件也可能影响压实效果，如雨水浸泡导致土体回潮，影响压实质量。为防止压实度不足引发的路基路面沉降问题，施工过程中需要确保合理的压实措施和技术，选择适当的压实设备，并严格按照设计要求进行施工，以保证路基的稳定性和安全性。

2.3 路基承载力低

城市道路路基路面产生沉降的原因之一是路基承载力低。路基承载力低意味着路基无法承受交通荷载和外部荷载，导致路面下沉。以下是路基承载力低导致沉降的主要内容：1)土壤质地不适宜。路基所使用的土壤质地可能不适合支撑预期的荷载，如软弱土壤或可膨胀土；2)路基设计不合理。路基设计可能未充分考虑土壤的承载能力，导致路基无法满足预期荷载要求；3)地下水位过高。地下水位高可能会降低土壤的承载能力，导致路基承载力下降[2]；4)路基加固不足。路基加固工程可能未充分进行，或者加固方法不当，导致承载能力低；5)交通流量增加。随着交通流量的增加，路基可能承受更大的荷载，导致承载力不足；6)土壤沉降。路基下的土壤可能会因为沉降而失去一部分承载能力。

2.4 管线修筑引起的沉降

城市道路路基路面沉降是在城市发展和施工活动等因素影响下，路基和路面逐渐下沉的现象。其中，管线修筑引起的沉降是导致城市道路路基路面沉降的一个重要原因之一。在城市建设中，为了满足城市居民的生活和工作需求，各类地下管线如自来水、天然气、电力、通信等被广泛铺设于道路的下方。然而，这些管线的铺设和维护过程中往往需要在道路路基下进行挖掘、埋设和修复，这些工作可能会对路基的稳定性造成影响，从而引起沉降问题。管线修筑引起的沉降的主要原因包括以下几点：首先，在进行管线的修筑、埋设和维护过程中，土壤会被挖掘或移动，导致地基土质的改变。这可能引起地基的松散或密实，从而影响路基的稳定性。在挖掘和填充过程中可能会导致土壤的压实度降低，使得地基的承载能力减弱，从而引起路基的下沉。其次，管线修筑可能会导致道路不同部分的沉降差异。如果管线修筑不均匀或者修筑后未能恢复原状，不同部分的沉降速度不同，会导致路面的不平整和坑洼。此外，管线的施工和运行可能会影响地下水位的变化，导致土壤湿度的变化，从而引起地基的沉降。为了应对管线修筑引起的沉降问题，需要实时监测管线附近道路的沉降情况，及时采取补救措施，可以有效减轻沉降带来的影响。

3 城市道路路基路面沉降施工控制技术探析

3.1 保证结构设计合理

保证城市道路的结构设计合理是防止路基路面沉降的重要措施之一。合理的结构设计可以确保道路在使用过程中能够承受交通荷载和外部环境的影响，从而减少沉降的可能性。在道路设计阶段，需要准确估算不同类型车辆的交通荷载，考虑到不同荷载的频率、强度和分布，以确保路面和路基能够承受预期荷载。在设计前进行详细的土壤调查和测试，了解路基的土壤类型、性质和承载能力，以便根据实际情况进行结构设计。根据土壤的性质和交通荷载的特点，选择合适的路基和路面材料，确保其具有足够的强度和稳定性。并且使用结构分析软件对道路的结构进行分析，考虑各种荷载的作用，计算出结构在不同情况下的应力、变形等参数。根据结构分析的结果和土壤性质，设计路基和路面的厚度，使其能够承受预期的荷载并保持稳定。合理设计排水系统，确保水分不会对路基造成不利影响，防止土壤膨胀和沉降。在设计中考虑使用合适的防护措施，如地下排水、挡土墙等，以减少土壤膨胀和侵蚀。在施工和使用过程中，定期进行路面和路基的监测，发现问题及时进行调整和修复，以保证结构的稳定性。通过以上措施，能够确保城市道路的结构设计合理，从而减少因结构问题导致的路基路面沉降风险，提高道路的使用寿命和安全性。

3.2 提高搭板施工质量

在城市道路的施工过程中，搭板施工是1种常见的施工技术，用于路面的铺设和养护。为了提高搭板施工的质量，在进行搭板施工前，需要根据道路的设计要求和实际情况，合理规划搭板的布局。确保搭板的位置和形状能够满足路面的平整度和坡度要求[3]。选择适用于道路类型和交通荷载的搭板材料，如钢板、木板等。确保搭板材料具有足够的强度和稳定性，能够承受施工过程中的荷载和压力。在搭板安装过程中，要采用专业的技术，确保搭板与地面紧密贴合，不存在空隙或变形。对于复杂地形，可能需要采用调整和校正技术，确保搭板的平整度和坡度。在搭板施工过程中，要进行实时监测，确保搭板的位置和状态符合设计要求。使用测量仪器和技术，对搭板的高程和坡度进行精确测量。搭板施工完成后，要采取适当的养护措施，保护搭板不受外部环境和荷载的影响。定期检查搭板的稳定性，修复和调整可能存在的问题。在搭板施工过程中，要严格遵守安全规范，保障施工人员的安全。搭建和拆除搭板时，要注意防止坠落和碰撞等意外事故。其次，应培训施工人员，使他们了解正确的搭板施工方法和技术。通过总结施工经验，积累并分享成功的搭板施工案例，以提高施工质量。

通过以上措施，可以有效提高搭板施工的质量，确保城市道路的平整度、坡度和稳定性，从而提高道路的使用寿命和安全性。

3.3 应用软基处理技术

在城市道路的施工中，应用软基处理技术是1种常见的方法，用于减少路基的沉降问题。软基处理技术旨在改善路基土壤的力学性质，提高其承载能力和稳定性，从而减少沉降的风险。以下是软基处理技术的具体内容：首先，将土壤改良剂与路基土壤混合，通过混合与稳定化的方法，改变土壤的颗粒结构和颗粒间的相互作用，提高土壤的密实度和强度。对于路基较深的部分，可以采用深层软基处理技术，如：振动加固、搅拌桩等。这些方法能够改良土壤的承载性能，减少沉降问题。在施工前，对路基进行预压和预应力处理，通过施加外部压力，使土壤紧密排列，提高承载能力。其次，使用固结技术，如冻结法或化学固结法，改变土壤的颗粒状态，提高土壤的稳定性。加固技术包括：添加加筋材料，如钢筋或纤维，以增加土壤的强度和韧性。最后，在软基处理后，要进行实时监测，观察土壤改良效果。根据监测结果，及时调整施工方法和方案。

3.4 提高填料处理水平

在城市道路施工中，提高填料处理水平是1项重要的施工控制技术，它可以有效预防和减少路基路面沉降问题。填料处理水平的目标是确保填料的均匀性、紧密性和稳定性，从而保障道路的平面水平度和承载能力。以下是提高填料处理水平的具体内容：1)根据施工需要和土壤特性，选择适宜的填料材料。填料材料应具备良好的稳定性、耐久性和抗沉降能力；2)将填料按照一定的厚度分层填充，每一层填料都要经过压实和均匀分布。分层填料有助于减少填料的沉降和变形；3)确保填料在路基上均匀铺设，不得出现高低差和堆积现象。采用机械设备进行均匀铺设，保证填料的一致性；4)采用合适的压实设备进行填料的压实处理，使填料充分密实，排除孔隙和气泡，提高填料的稳定性和承载能力[4]；5)在填料施工过程中，要控制填料的湿度，避免过于湿润或过于干燥，以保证填料的压实效果；6)在填料施工过程中，要进行实时监测，观察填料的沉降情况。如果出现不均匀沉降或变形，需要及时调整施工方法；7)在填料施工完成后，进行填料的质量验收。通过测量填料的厚度、均匀性和稳定性，确保填料达到设计要求。

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项关键的施工控制技术，它可以有效预防和减少路基路面沉降问题，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体内容：1)设计合理的排水系统。在沉降段的设计中，要考虑排水系统的布局和设计。确保排水系统能够及时将降水排出，防止积水导致路基路面沉降；2)在沉降段的降水集中区域，设置排水沟或排水沉降槽，以便将积水引导至排水系统。排水沟应具备良好的排水能力和流通性；3)排水管道铺设。在沉降段的施工中，要铺设合适的排水管道，确保排水通畅。排水管道的铺设应符合设计要求，避免弯曲和堵塞；4)排水设施维护。在施工过程中和日常使用中，要定期检查和维护排水设施，清理排水沟、清除堵塞物，保障排水通畅；5)施工过程中的排水措施。在沉降段的施工过程中，要采取合适的排水措施，防止降水对施工造成影响。如设置临时排水设施，确保施工现场不积水；6)沉降段补充填料的排水处理，如果在沉降段需要进行补充填料，要特别注意填料的排水处理。确保填料不会影响原有的排水系统[5]；7)质量验收。在施工完成后，要对沉降段的排水系统进行质量验收。通过检查排水设施的排水能力和排水通畅性，确保排水系统达到设计要求。

4 结语

城市道路路基路面沉降是1个复杂而严重的问题，直接影响道路的使用寿命、交通安全以及城市的发展。通过深入了解沉降的原因以及采用合适的施工控制技术，可以有效地预防和减少这一问题的发生。在施工控制方面，应采用合适的技术手段，保障道路的平面水平度和承载能力。总之，通过科学的施工规划、精细的施工操作以及有效的监测和调整，可以最大限度地减少路基路面沉降，保障道路的平稳、安全、持久运行，为城市的可持续发展做出贡献。