道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)的應(yīng)用分析

孫建民、劉順、冀東朋

（濰坊交安公路工程有限公司，山東 濰坊 261041）

0 引言

道路橋梁作為城市和交通網(wǎng)絡(luò)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著保證車輛和人們順利出行的重要任務(wù)。然而，由于車輛荷載和自然環(huán)境的作用，道路橋梁常常出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，給交通運輸帶來安全隱患和不便，對橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和可持續(xù)性構(gòu)成威脅。因此，針對沉降段路基路面施工技術(shù)進行研究和應(yīng)用具有重要的理論和實踐意義。

1 道路橋梁沉降段分析

1.1 沉降原因

地下土壤的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)會直接影響土壤的承載能力和變形特性。土層的厚度和組成、土質(zhì)的稠密程度和均勻性以及地下水位的變動都可能導(dǎo)致路基路面沉降。例如，在河灘地區(qū)建設(shè)道路時，沉積層往往是松散的，導(dǎo)致路基路面易于發(fā)生沉降；地下水位的升降會導(dǎo)致土壤中水分變化，進而引發(fā)土體壓縮和沉降；在干旱季節(jié)，地下水位下降，土壤會因為水分流失而收縮，導(dǎo)致路基路面沉降；而在雨季，地下水位上升，土壤因吸濕膨脹而引發(fā)沉降；部分土壤會因為長期受力而被壓實和壓縮，導(dǎo)致路基路面沉降；在高壓區(qū)域，土體會因為車流荷載而產(chǎn)生蠕變，從而引發(fā)沉降；部分土壤還會因為各向異性，即不同方向上的沉降速度不一致，導(dǎo)致不均勻沉降。此外，人為因素也是引起路基路面沉降的重要原因。例如，施工時挖掘和回填導(dǎo)致土壤松動和重新排列，從而引發(fā)沉降；不合理的排水系統(tǒng)設(shè)計、管道破裂等也會導(dǎo)致地下水位變動，進而引起沉降[1]。

1.2 沉降程度

沉降程度是指路基路面下沉的程度，可以根據(jù)測量和監(jiān)測數(shù)據(jù)進行評估。沉降程度的大小與沉降造成的影響程度密切相關(guān)。一是輕微沉降，通常指路基路面在一定時間內(nèi)發(fā)生的小幅度下沉。這種沉降不會對道路的正常使用和交通安全造成明顯影響。由于地下管道或較小的地下工程施工引起的輕微沉降通?？梢酝ㄟ^路面修復(fù)予以解決。二是中度沉降，可能對道路的平整度和交通安全性造成一定影響。由于地下水位變動或土壤壓縮引起的中度沉降需要進行加固和重新建設(shè)。三是嚴(yán)重沉降，將嚴(yán)重威脅道路的穩(wěn)定性和安全性。由于地下水位劇烈變動或不均勻沉降引起的嚴(yán)重沉降需要采取緊急措施實施修復(fù)或重建。

1.3 影響因素

首先，地質(zhì)條件對路基路面沉降的影響非常顯著。不同地區(qū)的土壤類型、土層厚度、巖石類型等地質(zhì)條件各不相同，會導(dǎo)致不同程度的沉降。在軟弱土壤和可溶性巖石地區(qū)，由于松散土壤和溶蝕作用，沉降問題更為突出。例如，地下水位的升降會影響土壤的濕度和體積，從而導(dǎo)致土體膨脹或收縮，引發(fā)沉降；在河岸地區(qū)，地下水位的變化會影響土壤的穩(wěn)定性和承載能力，導(dǎo)致路基路面沉降。其次，施工質(zhì)量不合格也會引發(fā)路基路面沉降。例如，土方開挖不當(dāng)、土體回填未按規(guī)范要求碾壓密實等施工問題，可能導(dǎo)致土體不穩(wěn)定，進而引發(fā)沉降；在高速公路建設(shè)中，如果土方開挖不均勻，則可能導(dǎo)致路基路面不均勻沉降。再次，車輛荷載的頻繁作用會對路基路面造成較大破壞。例如，在重載車輛頻繁通行的路段，尤其是長時間承受較大車流荷載的路段，容易出現(xiàn)路基路面沉降問題；在物流園區(qū)或重工業(yè)區(qū)域的主干道上，由于重載車輛頻繁經(jīng)過，路基路面沉降風(fēng)險隨之增加。最后，自然環(huán)境的變化會引起土壤濕度和溫度變動，從而導(dǎo)致土壤的體積變化而引發(fā)沉降。例如，在高溫干旱地區(qū)，由于土壤的干燥收縮，路基路面易于發(fā)生沉降；另外，自然災(zāi)害如地震、洪水等會影響土層的穩(wěn)定性，也可能引發(fā)路基路面沉降[2]。

2 道路橋梁施工過程中的問題及其解決方法

2.1 施工材料選擇問題

合理選擇施工材料可以確保工程的質(zhì)量和可持續(xù)性，并提升施工效率和降低工程成本。第一，施工材料應(yīng)具備足夠的強度、韌性和穩(wěn)定性，以滿足設(shè)計要求和延長使用壽命。例如，在路基路面施工中，應(yīng)選擇具有較高抗沖擊、抗乳化性能的瀝青材料，以確保路面的耐久性和承載能力。第二，施工材料應(yīng)與其他材料相互兼容，以確保施工的順利進行和結(jié)構(gòu)的整體性能。例如，在混凝土施工中，應(yīng)選用與混凝土配合比相匹配的粒徑和摻和料，以實現(xiàn)混凝土的均勻澆筑和良好的結(jié)構(gòu)性能。第三，施工材料的選擇應(yīng)綜合考慮預(yù)算和工期的要求。例如，在遠(yuǎn)離主要供應(yīng)中心的地區(qū)，可能需要考慮使用當(dāng)?shù)乜色@得的材料以降低施工成本和加快施工進度。第四，在材料選擇過程中，需要評估材料的環(huán)境影響，優(yōu)先選擇環(huán)境友好、可再生和可回收利用的材料。例如，在建筑工程中，應(yīng)選擇使用竹木、生態(tài)磚等可再生材料，以減少對自然資源的消耗和對環(huán)境的污染。

2.2 施工工藝優(yōu)化問題

施工工藝優(yōu)化可以提高施工效率、減少資源浪費、降低施工成本，同時確保施工質(zhì)量和安全。第一，通過分析施工的先后順序、時間安排和資源分配，可以優(yōu)化施工流程，減少不必要的停工和待機時間。例如，在道路修復(fù)工程中，應(yīng)采用先進行基礎(chǔ)處理、再進行路面鋪設(shè)的施工流程，以更高效地利用施工人員和設(shè)備。第二，引入先進的施工設(shè)備和技術(shù)，提高施工效率和質(zhì)量。例如，在混凝土路面施工中使用自動化的混凝土攪拌站和激光平整機，可以提高生產(chǎn)能力和施工精度，減少人力投入和人為誤差。第三，通過合理的施工計劃、資源調(diào)度和溝通協(xié)調(diào)，可以優(yōu)化施工管理，避免資源沖突和延誤[3]。例如，采用項目管理軟件進行進度計劃和資源分配的優(yōu)化，在施工過程中及時調(diào)整和協(xié)調(diào)各項工作；優(yōu)化工藝以確保施工操作安全，減少事故發(fā)生的概率。第四，遵循環(huán)境保護的要求，在施工工藝中加入安全檢查和風(fēng)險評估步驟，合理處理施工廢棄物和污水等。

2.3 施工質(zhì)量控制問題

施工質(zhì)量控制是確保工程安全和可持續(xù)使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過定期檢查和實時監(jiān)測，控制施工過程中的質(zhì)量關(guān)鍵點，確保施工符合設(shè)計規(guī)范和要求。第一，在混凝土澆筑中，對混凝土的攪拌均勻性、坍落度和澆筑速度等進行實時監(jiān)控。第二，進行必要的質(zhì)量檢測和試驗，驗證施工材料的性能和施工質(zhì)量的合格性。第三，在路面鋪設(shè)中，定期進行瀝青密度檢測、瀝青溫度測試和路面平整度測量，以確保路面質(zhì)量達到標(biāo)準(zhǔn)要求。第四，及時記錄施工過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)和相關(guān)文件，建立健全檔案管理系統(tǒng)，以便后續(xù)的質(zhì)量審查和質(zhì)量糾正。第五，記錄混凝土配合比、振搗次數(shù)和振搗時間等數(shù)據(jù)，建立施工質(zhì)量檔案。第六，提供必要的培訓(xùn)和指導(dǎo)，確保施工人員具備相應(yīng)的技能和知識，能夠正確實施施工工藝和質(zhì)量控制措施。第七，建立合理的施工質(zhì)量管理體系和責(zé)任制度，確保及時發(fā)現(xiàn)和糾正施工質(zhì)量問題。通過施工質(zhì)量控制措施的有效實施，可以保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，確保工程的安全性、耐久性等性能滿足設(shè)計要求。

3 道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)

3.1 加固處理技術(shù)

加固處理是指在路基路面發(fā)生沉降后，采取一系列措施修復(fù)和加固土體，提高路基路面的穩(wěn)定性和承載能力。常見的加固方法包括靜壓加固、振動加固和碾壓加固等。一方面，在高速公路施工中，可以采用碾壓機對土體進行多次碾壓，使其達到設(shè)計要求的穩(wěn)固程度。也可以使用地面布、土工格柵等土工合成材料增強土體的抗壓性能和剪切強度。這些材料可以分散和轉(zhuǎn)移荷載，阻止土體進一步沉降。在軟弱土層中，可以在路基的上下方分別鋪設(shè)地面布和土工格柵，以增強土壤的穩(wěn)定性。另一方面，對于由地下水引起的沉降問題，采取針對性的地下水處理措施是必要的。具體包括安裝排水系統(tǒng)、控制地下水位變動、設(shè)置滲流屏障等措施避免水分進入土體。在地勢較低的區(qū)域，可以修建排水溝和排水管道，將地下水引導(dǎo)排除，緩解水分對土體的影響[4]。

3.2 慢性角點法

慢性角點法是一種常用的路基路面沉降監(jiān)測方法，用于觀測和測量路基路面沉降的變化趨勢。該方法基于慢性角點測定原理，通過在路基路面上設(shè)置角點并定期測量角點的高程變化，監(jiān)測路基路面的沉降情況。慢性角點法的具體應(yīng)用是利用精確的地面測量儀器（如水準(zhǔn)儀、全站儀等）進行定期觀測，并記錄支點或角點的坐標(biāo)和高程；通過比較不同時期的觀測數(shù)據(jù)，可以得出路基路面的沉降速率和沉降趨勢，進而評估沉降的影響程度。例如，在一條高速公路上設(shè)置多個角點，并對其進行定期測量。經(jīng)過一段時間后，如果發(fā)現(xiàn)某個角點的高程逐漸下降，則說明該處存在路基路面沉降問題。進一步分析和比較多次測量的數(shù)據(jù)，可以計算得出該處的沉降速率和沉降趨勢，為后續(xù)的修復(fù)和加固施工提供參考依據(jù)。

3.3 預(yù)養(yǎng)護技術(shù)

預(yù)養(yǎng)護技術(shù)是指在新建路基路面完成后，在正式通車前對其進行一段時間的預(yù)先養(yǎng)護，以促進土體的固結(jié)和穩(wěn)定。預(yù)養(yǎng)護技術(shù)主要針對新鋪設(shè)的路基路面，且是在施工完成后即刻進行。預(yù)養(yǎng)護技術(shù)的主要目的是讓土體在正式通車前有足夠的時間排水、壓實和固結(jié)，從而提高路基路面的穩(wěn)定性和承載能力。具體的預(yù)養(yǎng)護技術(shù)包括：第一，通過設(shè)置合理的排水系統(tǒng)，將路基路面中的積水迅速排除，防止水分對土體的影響。例如，設(shè)置排水管道和排水溝，確保路基路面排水暢通。第二，在路基路面施工完成后，采取適當(dāng)?shù)膲簩嵈胧雇馏w更為堅實和穩(wěn)定。例如，使用振動壓實器對路基進行振動壓實，加強土體的密實程度。第三，為確保土體充分固結(jié)和穩(wěn)定，需要設(shè)置一定的預(yù)養(yǎng)護期，讓土體自然固結(jié)。通常，預(yù)養(yǎng)護期的長短應(yīng)根據(jù)工程的復(fù)雜程度和土體的特性予以確定。在高速公路建設(shè)中，通常會設(shè)置幾個月至一年的預(yù)養(yǎng)護期。通過預(yù)養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用，可以使土體充分排水、壓實和固結(jié)，提高路基路面的質(zhì)量和穩(wěn)定性，減少后期發(fā)生沉降問題的概率。在實際工程中，預(yù)養(yǎng)護技術(shù)常常與其他加固處理技術(shù)結(jié)合使用，以達到更好的效果

4 道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)應(yīng)用的具體步驟和要點

4.1 土方開挖

根據(jù)設(shè)計圖紙確定路基軸線和標(biāo)高，是土方開挖工程的第一個重要步驟。通過仔細(xì)測量和標(biāo)記，使用標(biāo)桿和標(biāo)線確保路基軸線和標(biāo)高的準(zhǔn)確性和一致性，以確保在實際開挖過程中，土方的位置和高度符合設(shè)計要求。根據(jù)具體情況和工程要求選擇適當(dāng)?shù)臋C械挖掘、人工挖掘或爆破等土方開挖方法。在作出選擇時，需要考慮工程的規(guī)模、地質(zhì)條件和環(huán)境要求等因素。機械挖掘通常用于大規(guī)模土方開挖，可以提高效率和準(zhǔn)確性；而人工挖掘適用于較小規(guī)模的施工部分；爆破方法則可在特定情況下用于處理堅硬的巖石或巖層。在實施開挖工作的同時，還需要對需要回填的土方進行分類和存儲?？苫靥畹耐练胶蜔o用土方應(yīng)該區(qū)分開，并進行合理存儲，為后續(xù)的填筑和回填施工提供便利，確保土方的有效利用和合理排布。分類存儲土方還有利于環(huán)境保護，如避免無用土方不必要地占用土地資源或影響周邊環(huán)境。

4.2 路基處理

根據(jù)設(shè)計要求和施工方案，進行路基的填筑和夯實施工是確保道路安全性、耐久性、穩(wěn)定性和承載能力的關(guān)鍵步驟。第一，在填筑過程中，需要注意控制填筑層的厚度，以確保其滿足設(shè)計要求。第二，利用碾壓機、振動板等設(shè)備，并采用合適的夯實方法，對填筑層進行密實處理，使其達到設(shè)計要求的密實度。第三，采取必要的土石方加固、排水處理和擋墻建設(shè)等措施，以提高路基的穩(wěn)定性和抗變形能力。土石方加固可以采用加筋土工格柵、索網(wǎng)或土工布等材料，用于增加路基的抗拉強度和穩(wěn)定性。排水處理是為了確保路基的排水能力，防止積水對路基結(jié)構(gòu)的不利影響。而擋墻建設(shè)可以用于加固邊坡或防止土方滑坡。

4.3 施工管理

一方面，制訂詳細(xì)的施工計劃是確保道路建設(shè)進展順利的關(guān)鍵步驟。施工計劃涵蓋了每個施工步驟的時間安排和資源分配，以提高施工效率，確保實現(xiàn)對施工進度和質(zhì)量的有效控制。另一方面，對施工現(xiàn)場進行管理和組織是確保施工人員安全的重要措施。例如，在施工現(xiàn)場設(shè)置明顯的指示牌、標(biāo)識板、警示燈等標(biāo)識和標(biāo)志，確保施工區(qū)域邊界和危險區(qū)域清晰可見；合理設(shè)置安全圍欄、安全網(wǎng)和警示線等防護設(shè)施，以降低事故的發(fā)生概率；設(shè)置適當(dāng)?shù)氖┕ねǖ?，以確保施工人員和設(shè)備暢通無阻，且有助于減少事故風(fēng)險，保障施工人員的安全。這些措施的實施將有助于確保道路建設(shè)過程的安全性、順利性和高效性。

5 結(jié)語

本文研究了道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)的應(yīng)用，對沉降段進行分析，介紹常用的施工技術(shù)，并對其應(yīng)用效果和可行性進行評估。實踐證明，合理選擇和應(yīng)用施工技術(shù)可以有效解決路基路面的沉降問題，提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和可持續(xù)性。然而，在施工過程中仍然存在一些問題，需要進一步研究和探索。未來的研究可以從施工材料改進、施工工藝優(yōu)化以及施工質(zhì)量控制等方面入手，進一步完善沉降段路基路面施工技術(shù)，為道路橋梁工程提供更好的服務(wù)。