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城市道路路基路面沉降属于道路质量问题。研究得知,城市道路发生沉陷主要原因是由于道路路基的强度和稳定性不够造成,该情况下路面动载作用的承载力就会下降,长期超负荷的动载作用,超出路基路面的极限承载能力,路基路面就会发生沉降现象。实践研究表明,造成城市道路沉降的原因具有多样性,但是主要有以下方面:路基填料质量不过关、井室的承载力验算度差、管线修筑引起路面沉降、地下管线老化和地下水开采过度、局部开挖改造的影响、路基刚度不够。
1.1路基填料不合格
路基填料不合格是城市道路病害产生的主要原因之一。当前,部分城市道路路基填料采用泥沼、流沙或者是泥炭,这些填料本身较软,用它作为路基填料,在没有压实的条件下很容易造成路基变形,引起路面不均匀沉降。沉降原因在于这些类型的材料属于软土,含水量大、抗剪强度低、承载力较差。
1.2井室承载力计算不科学
城市道路建设过程中,井室虽然不是主体结构,但是就其使用功能来看却不可小视。目前,建造检修井使用的材料通常采用黏土砖,原因在于这种材料施工工艺简单、取材方便以及成本较低,施工过程中通常会采用黏土砖作为建造材料,这会给路面沉降埋下隐患。检修井建造选材使用了黏土砖,却没有科学进行承载力验算,导致的下沉或井室开裂,即便进行后期修补,依然会存在较高的问题重现风险。
1.3管线修筑引起的沉陷
城市道路下具有较多纵横交错的管线,例如:雨水管线、污水管线、通信管线、供电管线、供暖管线等,各种线路都是由产权单位独立施工,受到施工单位素质影响,也会给路基质量造成不同程度的影响。尤其是雨季高发期,很容易造成污水管接缝位置出现裂痕,促使管路内外受压状态发生变化,有时还会出现管内压力消失和管外压力不变的情况,污水就会出现压力渗流,加大了裂缝开裂程度,路基上层石子被冲走,导致路面发生沉陷变形,路面不均匀的沉降会加速车辆颠簸,加大路面的沉陷变形程度。
1.4地下管线老化与地下水过度使用
城市道路下方埋设的管线种类较多,这些管线使用后会发生自然老化现象,在外力作用下很容易发生损坏现象,尤其是自来水和热力管线,本身承载的压力就比较大,一旦破裂,很容易发生严重的道路沉降现象。此外,部分道路基础施工之前,需要进行大量降水和过度抽取地下水,路面在空洞和外力作用下很容易出现沉陷现象。
1.5局部的开挖改造
城市道路使用过程中会有自来水线、污水线、天然气线以及热力线等管线陆续接入,如果局部挖掘面积过大,道路结构稳定性就会受到影响。此外,受到施工单位操作规程的影响,道路结构质量很难得到恢复。
1.6路基刚度影响
路基的综合刚度指的是路面能够抵抗的较大综合变形能力。城市道路表面并非一直保持水平状态,城市道路构筑物与路基的综合刚度差异很大,受到相同的外力,产生的变形量并不相等。城市道路路基的纵向和横向综合刚度过大,受到车辆的动载作用,容易出现差异沉降现象,造成路面破裂。
2.沉降问题的施工控制技术
2.1高填方下沉控制措施
针对高填方下沉问题,可采用分层填筑技术进行解决。对于城市道路,在技术条件允许的情况下,实施分层填筑技术,将高填土厚度通常控制在30cm以内,并且在原有设计高度标准基础上,加大高填土以及压实的施工宽度,填土要选用水稳性较好的材料。此外,为了确保城市道路路基病害能够得到有效处理,提高道路质量和性,还要在科学勘察的基础上,针对不同的土质制定不同的填筑方案,严禁采用混合填筑技术,目的在于防止其它病害发生。具体从三个方面实施:及时,要在填挖结合区域设置台阶;第二,要对未充分压实区域使用小型设备进行压实处理;第三,分层填筑技术实施过程中,尽可能避免倾填和超厚填土问题出现。
2.2软土地基超限沉陷控制措施
城市道路软土地基沉陷问题发生较为频繁,解决此种情况下造成的地基沉陷,可采用换填方式。换填技术实施过程中,应注意的技术要点是要选用渗水性较好的换填土,目的在于确保基底加固质量得到有效控制。此外,还可采取抛石挤淤技术。但该技术具有一定的局限性,作用范围主要有表面无硬壳的道路,对于常年积水的洼地、河流以及池塘或者沼泽地,则不能采用此项技术,而应该采用挤密桩的方式。挤密桩技术在解决湿陷性黄土、非饱和粘性土超限沉陷问题方面作用明显。
2.3沉陷观测技术控制陷措施
城市道路建设过程中实施沉降观测,对于及时发现道路沉降问题具有显著效果。目前,常用的沉降观测技术包含:分层沉降观测技术、地面沉降观测技术、深层沉降观测技术等。但是实际使用过程中,这些技术往往不会单独使用,通常将两个以上的技术结合使用,才能够做到科学评价路基所处地层的压缩和沉降情况,有效预防路基沉降的目的。
2.4同填密实性技术控制措施
城市道路建造过程中不良土质,或者是地表植被、树根、垃圾等要及时予以去除,并采用透水性较好的材料替换。对于城市道路的低填方路段,要注意路基工作区域的要求,必要的情况下还要设置砾砂层,建造过程中路基深度、宽度以及长度都符合设计要求,防止留下潜在安全隐患。在填筑之前,首先要对原地面进行清理,如果基底表层土为腐蚀土,则必须借助人力或者机械清除,换填透水性好的材料。城市道路城郊路段施工中,如果横穿耕地,在施工之前要清除地表土30cm,由于表土之下30cm处含水量变高,要想达到压实要求,必须及时对土壤进行翻松、晾晒和含水量检测,待土壤含水量达到设计要求时再进行碾压,从而达到压实标准。
3.结语
综上所述,城市道路路基路面沉降现象,对城市交通正常运行会造成严重影响。随着城市道路施工技术的不断提高,更多新技术将会应用于城市道路建设过程中,此外,提高道路质量还需要提高道路安全意识,监督道路施工方严格按照设计要求施工,才能够防患于未然,保障人们的出行安全。