城市道路复杂路基的不均匀沉降预处理

引言

城市道路作为交通基础设施，其质量直接影响交通效率和安全。沥青混凝土道路因平整性和施工便捷性被广泛应用，但在复杂路基条件下（如刚性基底与软弱地质并存），不均匀沉降易导致路面开裂、沉陷等问题。本文以笔者亲历的某城市双向四车道道路工程为例，探讨不均匀沉降的成因及预处理措施，为类似工程提供参考。

一、不均匀沉降的成因分析

笔者参与管理的一个城市次干路新建项目（以下简称“本工程”），双向四车道沥青混凝土路面，其中一段长约 200 米，西半幅路基下为临近的居民小区的地下室钢筋混凝土顶板，东半幅路基下为旧宅基地、旧河道、原土及坑穴等复杂地质，具有一定的施工难度。

道路不均匀沉降主要因素是：

1 地基刚度差异

本工程的西半幅路基下的钢筋混凝土顶板刚度高，沉降几乎为零；东半幅路基下的旧河道淤泥承载力低、压缩性高，原土及坑穴区域力学性质不均，导致沉降量差异显著。

2 地下水位影响

本工程东半幅旧河道区域地下水位较高，水位波动改变地基土的含水量和力学性质，引起湿陷或压缩。降雨或排水不畅进一步加剧地基不稳定性。

3 施工工艺不足

施工中若地基处理不彻底、填料压实不足或材料选择不当，会加剧沉降。例如，路基填料压实度未达标或东西半幅交界处未妥善处理，可能导致局部沉降。

二、不均匀沉降的预处理措施

针对上述成因，结合国内外工程实践，提出以下预处理措施，旨在减少复杂路基不均匀沉降，确保沥青混凝土道路的耐久性。

（一）差异化地基加固

针对工程东西半幅地基刚度差异，采取分区加固措施。

1.东半幅复杂地质处理东半幅路基下地质复杂，需针对性处理。

首先，施工前用钻探和静力触探（CPT）详细勘察地质，绘制剖面图，明确淤泥层厚度、地下水位及坑穴分布。

二是换填。机械开挖旧河道淤泥层，换填级配碎石或中粗砂，分层填筑压实，换填深度依勘察而定，确保地基均匀承载。

三是桩基加固。在承载力不足的旧河道区域用CFG桩，桩长穿过淤泥层至稳定土层，通过高压注浆形成，控制水泥掺量，提高地基承载力，施工中确保桩体垂直度和间距均匀。如广三高速拓宽工程采用CFG桩和土工格栅结合，有效控制沉降。

四是坑穴处理。清理坑穴区域杂填土和有机物，用水泥稳定土或低标号混凝土回填压实，必要时局部喷射混凝土加固。

2.西半幅处理

西半幅路基下钢筋混凝土顶板刚度高、沉降近乎为零。施工前清理顶板表面，涂刷界面剂增强粘结力。填筑路基用级配碎石，铺缓冲层缓解应力集中，施工中检测顶板平整度。

3.过渡段设计

东西半幅交界处刚度差异是沉降控制难点。设级配碎石过渡层，压实度达标，在过渡层内铺双层高强土工格栅，上下层错位布置，确保拉紧固定。还可在过渡段局部增设定砂桩等短桩，提高地基承载力。

（二）排水系统优化

良好的排水系统可降低地下水位对工程东半幅地基的影响，减少湿陷性沉降。

1.顶板防水

西半幅钢筋混凝土顶板需防地下水渗漏影响路基稳定。施工时在顶板铺高性能防水卷材（如 3-4mm 厚SBS改性沥青卷材），搭接宽度≥10cm，热熔粘结；在顶板与路基间设 300g/m² 土工布隔离层，辅助排水。防水层施工后进行闭水试验（积水5cm深，持续24 小时）确保无渗漏。

2.路基排水

东半幅路基设纵向盲沟（直径 20-30cm ，碎石填充，间距 5-8m ），连接横向排水管引地下水至路外排水沟。京沪高铁路基处理工程在高地下水位区用砂砾透水层和纵向排水系统，沉降量控制在 3.22mm ，满足无砟轨道要求。

3.路面排水

设计路面横坡 2%-3% ，用激光整平机控制坡度偏差在 :±0.2% 内，使雨水快速排出。路肩用15-20cm厚水泥稳定碎石硬化，表面涂 0.2-0.3kg/m² 防水涂料防雨水冲刷。路肩外侧设30cm宽、 40cm 深混凝土边沟连接市政排水系统，施工中定期检查边沟畅通，防淤积影响排水效率。

（三）路面结构层优化设计

优化路面结构层设计，增强抗变形和应力分散能力。

1.高模量沥青混合料

SBS改性沥青AC-20（掺量 4%～5% ），面层厚 8～10cm ，动稳定度 ≥300 0 次 /mm ，摊铺温度 140～160^∘C ，压实度 ≥97% ，掺 0.3%～0.5% 聚酯纤维。

2.基层厚度调整

东半幅30\~35cm水泥稳定碎石（水泥掺量 5%～6% ），西半幅 20～25cm ，分层摊铺（每层 15～18cm ，压实度 298% ）。

3.应力吸收层

铺4cm沥青砂胶层（橡胶沥青 60%～70% ），摊铺温度 150～170^∘C ，掺 0.1%～0.2% 玻璃纤维。

4.过渡段优化

东西半幅交界处，基层厚度渐变（ 30cm 至 20cm ，过渡长 ），加密钢纤维或土工格栅增强抗裂。山东某高速拓宽工程、荷兰N247 公路拓宽工程分别采用相关设计，沉降控制良好且路面无裂缝，证明土工格栅和渐变设计有效。

（四）施工质量控制严格施工管理是确保预处理效果的关键。

1.分层压实

东半幅分层填筑（每层 20～30cm ），12\~15t压路机，压实度 295% 。西半幅涂界面剂（ ⟨0.4～0.6kg/m²⟩ ）。

2.接缝处理

热接缝，沥青温度≥1 40^∘C ，压实度 297% ，喷改性沥青乳液（0.4\~0.6kg/m², ），涂防水密封胶。

3.动态监测

施工期间每50m布设沉降观测点（交界处加密），竣工后初期持续监测沉降数据，异常时及时补强（如局部注浆）。

三、结语

复杂路基条件下的不均匀沉降是城市沥青混凝土道路建设难点。采取差异化地基加固、排水系统优化等预处理措施，可减小沉降差异、防路面开裂。国内广三高速等工程实践表明，CFG桩等是关键技术；荷兰和美国公路经验验证了土工格栅等有效性。未来可结合智能监测技术实时评估沉降状态，为城市道路建设提供更可靠方案。

参考文献

[1].《城市道路地基处理技术》，交通出版社，2020.

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