城市中難以“腳踏實地”,家門口的路面為何塌陷?

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圖:重慶渝北區S536公路發生路面沉降

近年來隨著我國經濟的快速發展,為了促進城市的貿易效率和發展規劃,道路工程成為我國基礎設施建設的重要環節。但同時,部分地區的道路在使用過程中出現問題,其中最為常見的就是路面沉降問題。如果不及時對沉降問題進行處理,那麼可能就會導致道路工程整體結構穩定性受到影響,進而影響居民和車輛對道路的正常使用,並引發安全隱患。

路面沉降的風險

在道路施工過程中,應及時處理施工階段出現的各種道路變形問題,因為在道路建成投入使用之後,其往往需要承載大量的車輛流量,道路附加的荷載、路基自重應力、環境影響等因素會使得路面出現沉降的現象,這也是當前施工過程中最常見的問題。一旦路面出現沉降的情況,不僅嚴重影響道路的正常使用,還會給過往的行人造成安全隱患。常見的道路沉陷主要包括:不均勻下沉、整體下沉、區域性沉降等,這三種沉降可能導致道路路面產生橫向裂縫、縱向裂縫。當橫向裂縫出現時,透過的車輛發生跳車現象,嚴重情況可能會導致道路塌方使汽車下陷;當出現縱向裂縫時,路面承載力不足,汽車行駛會加重路基內部結構破壞,使道路整體結構穩定性失衡,容易導致同一路段不同部位後續產生沉降風險。

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圖:上海楊浦區松花江路路面塌陷

路面沉降的具體原因

為了能夠有效的降低路面沉降發生可能,還需從其發生原因抓起,透過對大量的公路工程調查分析得到,往往是由於地質條件因素、施工技術因素以及地下水影響因素,導致路面產生差異沉降,具體如下:

1、 地質條件因素

對於道路工程而言,路基下方地質條件十分關鍵。施工道路沿線岩石種類及風化程度,岩層走向、傾向、傾角,以及有無斷層、不良地質現象等,都對路基穩定性有一定影響。岩石種類以及風化程度決定了岩石的強度,如果路基組成為強度過小的岩石或軟土,如不進行工程方法處理,可能導致路面使用年限縮短,更易發生路面沉降;在山區的道路工程中,路基下方的岩層走向、傾向、傾角也至關重要,在當岩層傾斜方向和山坡同向時,會形成順向坡的地質環境,當發生降雨或其他極端天氣時,路基下方岩層支撐力不足以承載上方時,順向坡產生滑動,造成路面大量裂縫出現,產生安全隱患;路基下方如果存在斷層、空洞、土壤液化等其他不良地質現象,導致地質結構不穩定,施工時應及時規避或採取恰當工程措施,否則就會導致道路工程在投入使用後發生道路沉降,嚴重地影響了道路工程的整體質量。

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圖:深圳路面地下空洞引發路面沉降後進行混凝土回填

2、施工技術因素

(1)在對道路工程施工前,由於施工者未能正確熟練地掌握施工技術,沒有按照國家制定的相關技術要求與標準進行施工,未能發現施工過程中存在的不足,隨意更改鋪築厚度,導致道路重複荷載,進而不斷沉降導致道路出現結構變形。

(2)在道路施工時,由於路基土體壓實度不足,往往導致道路的不均勻沉降。部分道路填料顆粒大小差異過大,致使路面壓實度不均勻;壓路機噸位不足或壓實時間不足,也導致路面壓實不充分,未達到壓實施工標準。

(3)對道路施工的填料很難得到有效的控制。選用了穩定性較差的路堤填料,如粘土、粉質土或淤泥等,會使路堤產生整段或區域性的變形;採用不同填料填築同一路堤時,因填料性質不同,碾壓成型後易造成不均勻性沉降。

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圖:湖北武漢解放大道下延線近千米路面沉降變形

3、地下水影響因素

地下水的入浸和沖刷也是造成道路沉降的關鍵性因素。地下水來源主要有三種類型,即地下水、地表水以及降雨。在對道路施工前,如果道路基礎含水量過大,就會導致工程不能達到施工標準,無法開工;而含水量過小,就會導致道路基礎空隙過大,在道路施工期間若壓實噸位不足,也會出現道路不達標準的情況,影響道路基礎整體結構的穩定性與強度。在道路施工完成後,如果降雨過大,地下水的侵蝕作用導致路基中的細小顆粒流失,產生不均勻沉降。尤其在夏季,路面經常遭受強降雨的沖刷,雨水侵入路基造成路基浸水和軟化,局部發生下沉塌陷;同時滲流也會帶走一部分土顆粒,使填土的孔隙率增大,其應力分佈、結構特徵和強度發生改變,也會造成不均勻沉降。

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圖:北京通惠河北路地下水導致路面沉降

如何規避道路沉降風險

1、保證前期勘查工作

想要有效地規避道路工程沉降的風險,那麼首先要保證前期地質勘查工作。在進行道路施工前,施工方應委託專業地質部門,對將要開工的道路區域進行詳細準確的地質勘察。在地質勘查工作過程中,要確保勘查工作的規範性及準確性,勘查的範圍不僅侷限於施工地點,同時也應對周邊可能造成影響的區域進行勘查,對地下水因素更應重視。對可能容易受到地下水、地表水以及降雨影響發生結構變化的區域,應提前採取灌漿的方式,增加其圍巖的穩定性,減小地下水因素對道路工程施工的影響,降低道路沉降的發生率。當道路工程主要地質基礎為軟土時,首先應對軟土地基進行處理,加固地基,之後再進行施工,可以有效規避軟土沉降風險發生。

2、確保施工技術的合理性

結合道路施工地點地質環境及勘查資料,合理制定工程施工設計方案,能很大程度上減少道路沉降的形成。在施工過程中,針對施工地點的實際情況選擇合理施工工藝,可以提升道路工程施工質量和安全保障。如果在施工中發現道路基礎發生形變,應及時上報並採取相應措施進行處理,確保道路整理結構的穩定性。同時,設計者也應對施工進行情況實時跟蹤,密切注意現場的各項工作進展,並根據實際情況進行設計方案的合理調整,保證道路工程設計與施工過程的合理性,延長道路建成後的使用年限。

圖文:徐博,劉凱

本文來自微信公眾號“地震三點通”

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