水泥混凝土路面沉陷的原因分析及控制措施

■胡 煒 ■南昌市市政工程管理處，江西 南昌 330000

水泥混凝土路面因整體性好、強(qiáng)度高、耐磨、使用壽命長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、行車速度高和有利于夜間行車等優(yōu)點，在公路和市政道路中被廣泛使用。然而，近年來路面早期損壞的現(xiàn)象越來越普遍，如混凝土板塊裂縫、路面縱橫縫不順直、路面相鄰板塊高差過大、路面沉陷等質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響行車的舒適和安全，而且降低了道路的使用壽命，使道路提前進(jìn)入維修期。實踐表明，水泥混凝土路面因為路基不穩(wěn)定、不均勻沉降造成的沉陷損壞占多數(shù)，大量的水泥混凝土路面早期破壞主要是由于路基和基層的不穩(wěn)定支撐造成的，路基不均勻沉降造成的破壞要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過面板本身問題帶來的破壞。

根治水泥混凝土路面沉陷，重在預(yù)防。現(xiàn)筆者就個人在工程實踐中所遇到的情況，分析水泥混凝土路面沉陷的原因，并提出進(jìn)行路面沉陷控制的相關(guān)措施。

1 水泥混凝土路面沉陷的成因分析

1.1 路基不均勻沉降引起路面沉陷

(1)路基填料控制不好。路基施工規(guī)范規(guī)定，在通常情況下，不能被壓實到規(guī)定的密實度和不能形成穩(wěn)定填方的材料不能用于路基填筑，但是，由于施工單位在路基填筑材料方面控不嚴(yán)，使用了不適宜材料從而造成路基不均勻沉降，以致影響路面直到路面沉陷。

(2)濕軟地基處理不當(dāng)。在軟土地段路基填筑前，應(yīng)該首先探明地基承載力，然后采取合理的軟基處理方案和施工工藝。但是施工時，往往是由于選取的軟基處理方案或施工工藝不合理，或施工時未認(rèn)真按要求處理或處理不完善等，給路基的穩(wěn)定性造成了隱患，最終影響混凝土路面沉陷。

(3)路基土石方填壓不實。在施工過程中，主要有幾方面原因:①施工單位未嚴(yán)格按規(guī)范要求的每層填料松鋪厚度控制，這樣路基填方的密實度很難達(dá)到規(guī)范要求的低限值。②路基填筑的有效寬度和超寬填筑不夠，施工單位往往沒有按規(guī)范要求挖臺階分層填筑壓實至路基要求的寬度。③路基填筑每層的填料未用平整機(jī)械進(jìn)行整平或整平效果不好，使低凹的地方達(dá)不到密實度要求且大量積水。④路基施工過程中沒有按要求做成一定的橫坡度，路基施工臨時排水系統(tǒng)未做或不暢通，從而使大量的積水滲入下層路基、嚴(yán)重影響路基質(zhì)量。⑤路基石方或土石混合料填筑時，石頭塊徑過大，使填石路堤或填土石混合料路堤密實度達(dá)不到規(guī)范的要求。由于以上施工方面的原因，對路基的穩(wěn)定性造成一定的影響，直到影響路面沉陷。

(4)填挖交界處壓實標(biāo)準(zhǔn)不一致。當(dāng)路堤在斜坡上時，應(yīng)把原地面挖成臺階，用小型夯實機(jī)具進(jìn)行夯實，并向內(nèi)側(cè)傾斜20，且臺階上不能有積水，然后再分層填筑壓實，這樣才能保證路堤的穩(wěn)定和達(dá)到規(guī)定的密實度，而部分施工單位在施工中如遇到以上情況，在路堤填筑時未能按規(guī)范要求挖臺階施工，造成路基于填料接縫接合部產(chǎn)生裂縫和沉降;路基壓實機(jī)具不足，使路基土壤的密實度偏低，土體透水性增強(qiáng)，造成水分集聚和侵蝕路基，使路基土軟化而產(chǎn)生不均勻沉降。

(5)構(gòu)造物臺背的回填壓實度不足。目前，從建成通車的公路來看，構(gòu)造物臺背跳車是通病，然而最明顯的是臺背沉陷或錯臺，主要原因是臺背回填質(zhì)量差。有的施工單位在進(jìn)行臺背回填時，松鋪厚度未按規(guī)范嚴(yán)格控制，回填材料沒有認(rèn)真地選取;壓實僅用人工夯實;臺背回填尺寸未按規(guī)范要求開挖，使得回填材料無法壓實達(dá)到規(guī)定的密實度。

1.2 基層結(jié)構(gòu)不均勻沉降引起路面沉陷

因模板剛度不足、模板支撐間距過大或支撐底部松動等，產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，從而影響路面。

1.3 車輛的運(yùn)行荷載超過路面的設(shè)計極限荷

近幾年來，貨物運(yùn)輸都向大型化發(fā)展，大噸位車輛逐年增多，超載和超限車增多使混凝土路面在使用期內(nèi)超過規(guī)范要求，路面承受汽車荷載而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將不斷增大，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力增大到超過混凝土的設(shè)計荷載時，混凝土就產(chǎn)生了塑性變形，裂縫就出現(xiàn)了。裂縫出現(xiàn)后的路面在持續(xù)長時間、高頻率、超負(fù)荷的重撞下，路面塑性變形將越來越嚴(yán)重，裂縫不斷擴(kuò)大、增多、變粗、變長，最后導(dǎo)致路面沉陷破壞。

2 水泥混凝土路面沉陷的預(yù)防保證措施

2.1 路基施工方面

路基的施工質(zhì)量是非常關(guān)鍵的，必須想方設(shè)法提高路基施工質(zhì)量。(1)清表要徹底。不適宜的材料應(yīng)全部清除且按規(guī)范要求搞好基底壓實;(2)濕軟地基處理要慎重。軟基處理要采用合理的施工方案和施工工藝。道路軟基處理盡可能早期進(jìn)行，要用土工織物或塑料布處理好地下水。如果用石灰土或水泥土進(jìn)行改善，具體摻量應(yīng)通過試驗確定，關(guān)鍵是石灰或水泥與土要拌合均勻，進(jìn)行必要的夯實和加固，進(jìn)行連續(xù)沉降的觀測。有充分的間隔時間使軟基達(dá)到沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行填土施工。同時施工中要注意路面橫坡適度，使地表橫向流水順適;邊溝應(yīng)保證一定的深度和縱坡，使縱向排水流暢，必要時需設(shè)置集水井、排水管等設(shè)施，以減少路面地表水向結(jié)構(gòu)層的滲透。采取邊坡加固、修筑擋土結(jié)構(gòu)物、土體加筋等防護(hù)技術(shù)措施，確保不良地段處理徹底;(3)路基填筑過程中，要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好填料，控制松鋪厚度和粒徑，要嚴(yán)格控制每層填土的厚度，每層土松鋪厚度不得超過30cm;并對每層填土密實度進(jìn)行抽檢，合格后才能允許施工單位進(jìn)行下一層填土，保證路基達(dá)到規(guī)定的壓實度。控制壓實含水量與最佳含水量之差在規(guī)定的范圍內(nèi)，每層填筑要用平地機(jī)等機(jī)械整平后壓實，形成橫向路拱，做好臨時排水使路基干燥等。(4)填挖交界處。應(yīng)挖成臺階(臺階寬度不小于Im)，并用小型夯實機(jī)加以夯實。填筑應(yīng)由最低一層臺階填起，并分層夯實，然后逐臺向上填筑，分層夯實，對于壓實度標(biāo)準(zhǔn)筆者認(rèn)為比一般填土路堤要高一些，宜采用橋臺回填的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)所有臺階填完后，就可按一般填土施工。

2.2 路面施工方面

(1)路面基層施工要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好合格材料，保證路面基層設(shè)計厚度及頂面標(biāo)高，保證壓實度，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量;(2)路面鹼板施工要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好材料及材料的級配，保證砼質(zhì)量并充分地密實，搞好施工縫、縮縫、脹縫的處治，防止路表水滲入路基;(3)保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。混凝土澆灌過程中防止地基被水浸泡。

3 路面沉陷的處理與修復(fù)

(1)水泥混凝土面板開始出現(xiàn)板底局部脫空現(xiàn)象(有時伴有板塊角隅輕微裂縫)，應(yīng)立即采用板底灌漿的方法進(jìn)行處理，將病害消除在“萌芽”狀態(tài)。板塊斷裂時，應(yīng)及時組織力量進(jìn)行修補(bǔ)，以免波及周邊板塊，致使損壞擴(kuò)大;(2)對于嚴(yán)重斷裂的混疑土，采用整塊更換。先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。

4 結(jié)束語

筆者在參加本市某路路基施工、水泥混凝土路面施工實踐過程中，通過對水泥混凝土路面沉陷的原因分析，采取了相應(yīng)有效的控制措施，確保了工程質(zhì)量，取得了良好的效果。通車3 年來，通過多次質(zhì)量回訪發(fā)現(xiàn)，路面沒有出現(xiàn)沉陷，達(dá)到了技術(shù)規(guī)范的要求。混凝土路面沉陷涉及到施工方、管理方以及全社會，需要全社會各方面都來給予關(guān)注，施工方在道路施工中應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范施工，管理維護(hù)部門在日常管理維護(hù)過程中要科學(xué)管理，道路運(yùn)輸方要做到不超載不超限，只有這樣，水泥混凝土路面沉陷才能盡量避免，達(dá)到道路設(shè)計年限。