市政道路工程中沉降段路基路面的施工技術(shù)

張亞偉

安徽天潤建筑工程集團(tuán)有限公司 安徽 亳州 236700

引言

市政道路工程常年露天使用，其中行車壓力﹑外界環(huán)境﹑當(dāng)?shù)貧夂虻纫蛩?，均會?dǎo)致路基路面出現(xiàn)沉降問題。一旦市政道路工程存在嚴(yán)重沉降現(xiàn)象，需立即做出應(yīng)對，對沉降段路基路面進(jìn)行修復(fù)處理，盡快恢復(fù)道路情況，以免影響國民日常出行。

1 道路沉降的危害

路基路面沉降是市政道路工程中常見的病害，若道路路基路面出現(xiàn)不均勻沉降，則會引發(fā)路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形或路面開裂，對道路質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)l(fā)交通安全問題，造成嚴(yán)重后果。道路沉降成因復(fù)雜，如道路施工時(shí)，路基支撐結(jié)構(gòu)施工不規(guī)范；路面底板施工質(zhì)量存在隱患，路面開裂；路基路面壓實(shí)度不足，引發(fā)路堤變形等，都極容易導(dǎo)致道路沉降[1]。此外，多數(shù)道路工程與市政橋梁工程聯(lián)系緊密，在道路與橋梁連接位置也極容易因搭板連接問題出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。通常而言，道路沉降是一個較為緩慢的發(fā)展過程，在日常行車中或施工中較難發(fā)現(xiàn)，但在長期的作用力影響下，沉降現(xiàn)象會愈加明顯，最終導(dǎo)致路面大面積破損。道路沉降路段會使車輛在行駛過程中出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，行車安全性﹑舒適性都會大大降低，也會引發(fā)各類安全事故，造成極為不良的社會影響。可以說，道路沉降問題大大縮短了道路使用壽命與道路的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益。

2 市政道路工程沉降原因與機(jī)理

2.1 沉降原因

2.1.1 道路﹑橋梁過渡段構(gòu)造不合理。通常市政道路工程在建設(shè)過程中，如遇道路與橋梁連接處，則需使用鋼筋混凝土搭板法或者是粗料灌注法完成基礎(chǔ)處理。以上兩種方法可以有效降低道路與橋梁之間過渡段的高度差異，以此降低不均勻沉降的發(fā)生概率，能夠最大限度避免橋頭跳車等狀況。而在實(shí)際施工現(xiàn)場，部分施工單位對此過渡段的構(gòu)造設(shè)計(jì)并不合理，現(xiàn)場施工質(zhì)量監(jiān)管不嚴(yán)格，基礎(chǔ)構(gòu)造存在嚴(yán)重質(zhì)量隱患。

2.1.2 路基回填料質(zhì)量不佳。當(dāng)前我國道路工程建設(shè)中，軟土地基情況較為明顯，而在軟土地基結(jié)構(gòu)處理上，部分單位會選用換土回填法，以提高路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。如果此時(shí)施工人員選用的回填土材料質(zhì)量不符合工程標(biāo)準(zhǔn)，則會嚴(yán)重影響路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，致使路基在長期荷載力的作用下，出現(xiàn)變形或歪斜等情況，致使道路出現(xiàn)沉降問題[2]。

2.1.3 地下管道破損。我國交通網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，市政道路覆蓋面較廣，在大量道路工程下，均存在地下管道。道路投入使用后，受路面行車情況﹑荷載情況影響，會致使地下管道出現(xiàn)破損或塌陷等問題，引發(fā)路基路面沉降。此類現(xiàn)象多為市政道路施工過程中，施工人員回填壓實(shí)工作存在質(zhì)量隱患﹑施工人員未按標(biāo)準(zhǔn)完成回填作業(yè)所引起。在回填﹑夯實(shí)過程中，施工人員并未根據(jù)現(xiàn)場情況完成精密的回填﹑夯實(shí)參數(shù)計(jì)算，致使地下管道受力不均，引發(fā)管道破損等情況，便會導(dǎo)致路面沉降。

2.1.4 新老路基路面沉降差異。市政道路工程建設(shè)或后續(xù)修補(bǔ)﹑保養(yǎng)過程中，存在新老路面接壤的情況，而新老路基路面結(jié)合處，可能因工程差異存在橫向裂縫或錯臺現(xiàn)象，導(dǎo)致路面開裂。路面開裂后，受雨水侵蝕影響，路面整體強(qiáng)度會大大降低，致使路面功能性降低。另外，在施工過程中，新老路面或路基可能會存在一定的沉降差異，而具有沉降差異的新老路基結(jié)合處會產(chǎn)生橫移，致使路基因沉降差異引發(fā)變形，直接破壞路面結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生各類路面病害。通常在道路工程建設(shè)過程中，新老路基路面結(jié)合處始終屬于薄弱環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)性能﹑平整度﹑整體承載力均存在一定問題，極易引發(fā)較為嚴(yán)重的路面沉降病害。

2.2 沉降機(jī)理

2.2.1 橋頭搭板沉降。道路工程與橋梁工程連接位置的橋頭搭板易發(fā)生彈性支撐現(xiàn)象，在橋臺距離出現(xiàn)變化后，該范圍內(nèi)的土壤結(jié)構(gòu)所承載的應(yīng)力也會出現(xiàn)變化，此時(shí)該區(qū)域內(nèi)地基受力必然不均勻，繼而引發(fā)不均勻沉降。道路使用后，長期受到縱向作用力影響，致使搭板位置的應(yīng)力長期處于集中狀態(tài)，一旦盈利達(dá)到峰值，便會引發(fā)沉降﹑變形。通常橋頭搭板引發(fā)的路基路面沉降區(qū)域集中在搭板末端，因此施工人員必須提高該區(qū)域范圍內(nèi)的施工質(zhì)量，重視現(xiàn)場施工監(jiān)督，優(yōu)化施工技術(shù)應(yīng)用，以提高工程效果。

2.2.2 路堤變形。市政道路工程建設(shè)過程中，極易出現(xiàn)軟土或黏土，此類土質(zhì)結(jié)構(gòu)自身黏度較高﹑緊密度較低﹑壓縮性極強(qiáng)，并不適用于道路工程路基建設(shè)。施工時(shí)，若沒有對黏土土質(zhì)進(jìn)行有效處理，便會導(dǎo)致道路工程后續(xù)受外界荷載影響，出現(xiàn)路堤變形，路基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足，便會引發(fā)不均勻沉降病害[3]。

2.2.3 臺背地基變形。在道路工程建設(shè)中，涉及橋梁﹑通道﹑涵洞等結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)開展橋臺回填處理。此時(shí)，道路工程過渡段中溝壑位置的土壤壓縮性較強(qiáng)，土壤內(nèi)部含水量較高﹑穩(wěn)定性不足。道路投入使用后，長期受行車壓力影響，則會導(dǎo)致路面過渡段出現(xiàn)沉降或變形等情況。施工人員需注意道路與橋涵結(jié)構(gòu)過渡段的設(shè)計(jì)及填筑高度引起的沉降差，避免出現(xiàn)臺背地基變形等情況。

3 市政道路工程沉降段路基路面施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 沉降檢測

針對市政道路沉降段路基的施工，需要施工人員使用專業(yè)沉降監(jiān)測設(shè)備，對路基路面情況進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)場沉降情況，優(yōu)化沉降監(jiān)測頻率，提高沉降監(jiān)測工作效率。若沉降道路處理處于填筑期，則需在每層填筑后開展一次監(jiān)測；若道路填筑時(shí)間較長，則監(jiān)測應(yīng)至少每三天進(jìn)行一次；若發(fā)現(xiàn)道路結(jié)構(gòu)內(nèi)存在較為嚴(yán)重或超出標(biāo)準(zhǔn)的變形，則需提高監(jiān)測頻率，確保能夠在第一時(shí)間察覺沉降變化。

3.2 路基填筑

若沉降段路面已出現(xiàn)路基變形，施工人員應(yīng)合理采用填筑技術(shù)，完成沉降段填筑處理。施工人員需要根據(jù)因地適宜原則，選擇合適的回填材料與施工技術(shù)，在降低路面沉降情況的情況下，解決路基壓縮﹑變形的問題。

填筑技術(shù)前期，應(yīng)由施工人員先完成沉降段路基開挖工作。施工人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境以及路基路面沉降現(xiàn)象，選用合理的開發(fā)方式。若土層厚度較深，工程量較大，可選用光面爆破方式；若在開挖過程中，發(fā)現(xiàn)地下土質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，則施工人員需立即停止施工，隨后結(jié)合土質(zhì)情況調(diào)整路基開挖方案，以提高工程質(zhì)量。填筑前，施工人員需要先清理區(qū)域范圍內(nèi)的樹根或植物殘骸，認(rèn)真清理雜質(zhì)及路基表層土壤后，進(jìn)行基層處理，再進(jìn)入到路基壓實(shí)工序[4]。

路基壓實(shí)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守工程規(guī)范，不同路基邊坡應(yīng)選擇不同的處理方式。沉降段路基路面的壓實(shí)工作難度較高，對施工人員技術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范性有較為嚴(yán)格的專業(yè)性要求。路基壓實(shí)過程中，施工人員必須嚴(yán)格控制回填土的材料選擇及回填土厚度，回填材料需具有一定透水性。隨后施工人員需在明確壓實(shí)工藝流程﹑規(guī)范性技術(shù)操作的基礎(chǔ)上，選用機(jī)械設(shè)備與人工結(jié)合的方式完成路面壓實(shí)，以提高路面緊密度。沉降段路基路面的壓實(shí)與一般路基壓實(shí)技術(shù)操作存在一定差異性，因此施工人員必須嚴(yán)格遵守沉降段施工規(guī)范，確保工程安全性的同時(shí)，提高路基結(jié)構(gòu)整體性能。在沉降段路基壓實(shí)中，施工人員應(yīng)先從兩邊開始，逐漸向中間區(qū)域過渡。此外，施工人員可以在壓實(shí)中設(shè)計(jì)一定拱度，以提高路基路面的排水性能。壓實(shí)力度應(yīng)以從輕到重的原則為主，逐漸增加壓實(shí)壓力，以提高路基土層緊密度的均勻性，確保路基結(jié)構(gòu)緊密度保持一致。使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行路基壓實(shí)時(shí)，施工人員應(yīng)以由慢至快的原則，嚴(yán)格管控壓路機(jī)的行駛速度，并按照施工現(xiàn)場實(shí)際情況完成分層壓實(shí)作業(yè)[5]。

若施工現(xiàn)場存在特殊情況，施工人員應(yīng)做出特殊處理。例如在地面斜率大于1∶2.5的路基壓實(shí)過程中，施工人員應(yīng)在路面表層下，鋪設(shè)三層高強(qiáng)度的土工格柵，以降低路基不均勻沉降及路面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生概率。若施工現(xiàn)場選用土石混合料完成填筑，則需選用層狀分段式填筑工藝，在下部填筑滲透性較小的各類回填物，并制作4%的橫坡，方能保障填筑質(zhì)量。

3.3 軟土地基處理

如在沉降段路基路面修復(fù)過程中，施工人員察覺該路段屬于軟土地基，則需要采用合理的施工技術(shù)，完成軟土地基處理工作。通常在路基施工中，對軟土地基的處理方式有化學(xué)加固法﹑換填法﹑排水固結(jié)法等等，不同的操作工藝都有其優(yōu)劣所在，施工人員應(yīng)以現(xiàn)場情況為依據(jù)，選用合理的軟土路基處理方式。在處理過程中，施工人員需要注意軟土地基處理技術(shù)要點(diǎn)，以降低路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部土壤含水量﹑提高軟土地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為基準(zhǔn)，開展軟土地基處理作業(yè)。因此，施工人員需選用合理方式完成施工，并結(jié)合現(xiàn)場氣候條件開展路基固定﹑碾壓等工序，避免降雨或周圍環(huán)境潮濕對軟土地基處理技術(shù)造成的影響。處理軟土地基時(shí)，施工人員常選用輕質(zhì)施工材料，以防止地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形。沉降段路基路面常存在于各類溝壑區(qū)域，此區(qū)域土壤以黏土居多，土壤內(nèi)部的有機(jī)物含量及含水量相對較高，若施工現(xiàn)場無法通過換填法﹑化學(xué)加固法等軟土地基處理方式完成路基修復(fù)，則需施工人員采取邊挖掘﹑邊晾曬的方式，降低黏土土壤水含量。另外，若遇雨季，施工人員可選用石灰土完成回填，將石灰土與軟土﹑黏土結(jié)構(gòu)充分混合，讓石灰吸附土壤中的水分，便可提高土壤結(jié)構(gòu)緊密度[6]。

3.4 路基排水

路基積水也是導(dǎo)致路面路基沉降的根本原因。施工人員應(yīng)對沉降段的路基含水量做出檢測，隨后合理設(shè)置止水溝或排水渠等各類排水設(shè)施，排除路基中的積水。此時(shí)，施工人員可以加設(shè)鋼筋混凝土板，以提高排水溝或排水渠的排水效率。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，合理規(guī)劃排水溝及各類排水渠管路的長度，以提高排水作業(yè)實(shí)際效果。通常，施工人員需按照道路情況設(shè)置橫向排水管，同時(shí)開挖截水溝﹑急流槽等，在邊溝處設(shè)置地表排水管道，以提高排水效率[7]。

3.5 臺背壓實(shí)、填筑

臺背回填工藝中，若壓實(shí)質(zhì)量不滿足工程標(biāo)準(zhǔn)，便會導(dǎo)致道路沉降。因此，在對沉降段路基路面進(jìn)行修復(fù)施工時(shí)，施工人員需優(yōu)化臺背壓實(shí)﹑填筑工藝。施工時(shí)，施工人員可先使用水泥灰等建筑材料，完成沉降段路基路面的加固處理，確保路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可以應(yīng)對后續(xù)施工作業(yè)。隨后，施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，對臺背填筑尺寸及壓實(shí)度進(jìn)行精密計(jì)算，并有效控制填筑工藝﹑流程，方能切實(shí)提高填筑效果。臺背填筑﹑壓實(shí)過程中，施工人員選用的填充材料必須符合工程標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁質(zhì)檢不合格的材料入場，以免影響沉降段路基路面施工質(zhì)量[8]。

4 結(jié)束語

市政道路工程在城市化建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)中起到關(guān)鍵性作用，因而，各施工單位應(yīng)對市政道路工程中沉降現(xiàn)象進(jìn)行深入研究，探索沉降原因，并采用合理的施工技術(shù)解決沉降問題，提高道路承載力，強(qiáng)化道路性能，延長道路使用壽命，為國民出行安全﹑行車安全提供保障。