市政道路桥梁工程沉降监测与控制技术研究

引言​

市政道路桥梁作为城市交通网络的核心组成部分，其结构稳定性直接关系到市民出行安全与城市运转效率。然而，在工程建设与运营过程中，受复杂地质条件、施工工艺差异、持续外部荷载及材料性能衰减等因素影响，沉降现象时有发生。轻微沉降可能导致路面平整度下降、桥梁结构异响，严重时会引发路面开裂、桥梁支座损坏，甚至造成结构坍塌，不仅增加维修成本，还会对公共安全构成重大威胁。在此背景下，开展沉降监测与控制技术研究，能够及时捕捉沉降动态，预判潜在风险，并采取针对性措施遏制沉降发展。这对于延长工程使用寿命、降低全生命周期成本、保障城市交通顺畅具有重要现实意义，同时也为城市基础设施的可持续发展提供了技术支撑。

一、市政道路桥梁工程沉降的主要影响因素

1.1 地质条件

地质条件是引发市政道路桥梁工程沉降的基础性因素。软土地基因土壤颗粒细腻、孔隙率大，承载力薄弱且压缩性极强，在上部结构荷载作用下，土体易发生显著压缩变形，进而导致工程沉降。黄土地区的黄土具有特殊的湿陷性，遇水后土壤结构会迅速破坏，颗粒间胶结力减弱，引发剧烈沉降。岩溶地区地下溶洞、裂隙发育，若未妥善处理，随着工程荷载持续作用，溶洞上方土体可能坍塌，造成地基不均匀沉降，对道路桥梁结构稳定性构成严重威胁。

1.2 施工因素

施工过程中的操作规范程度直接影响工程沉降。地基开挖时，若未根据地质情况采取合适的支护措施，会破坏周边土体原有平衡，导致土体侧向位移和沉降，进而影响临近道路桥梁结构。桩基施工质量把控不严，如桩长不足、桩身混凝土强度不够等，会使桩基承载力不足，无法有效传递上部荷载，引发基础沉降。路基填筑和路面铺设阶段，若填筑材料级配不合理或压实度未达设计标准，材料后期会因自重和外部荷载继续压缩，产生沉降。

1.3 外部荷载

外部荷载的长期作用是工程沉降的重要诱因。道路桥梁运营期间，车辆荷载反复碾压，尤其重型车辆的高频通行，会使地基和结构产生累积变形，久而久之引发沉降。周边新建建筑物或构筑物会增加地基附加应力，改变原有力学平衡状态，导致既有道路桥梁地基发生沉降。地下水的频繁变化也会影响工程沉降，地下水位上升会软化地基土，降低其承载力，地下水位下降则会使土体有效应力增加，引发地基压缩沉降。

1.4 材料与结构因素

材料性能不合格是工程沉降的潜在隐患。混凝土强度未达标，在荷载作用下易出现开裂、变形，影响结构整体性，进而引发沉降；钢筋锈蚀会削弱其受力性能，导致结构承载能力下降，产生不均匀沉降。结构设计不合理同样会导致沉降问题，荷载计算偏差会使结构实际受力超出设计预期，引发过度变形，结构刚度不足则无法有效抵抗外部荷载产生的弯矩和剪力，导致结构在使用过程中出现沉降。

二、市政道路桥梁工程沉降监测技术与方法

2.1 传统监测技术

传统的监测方法以手工施工以及传统仪器设备为主，在工程监测中已经开展使用了较长时间，典型的例如几何水准，测量出监测点处和基准点之间的高差从而得到沉降量，用水平仪等进行仪器架设和作业时，严格按照相应的测量制度，保证架设可靠、视线良好，在测量过程中反复测量读数。具有较高的测量精度，可以满足开展基础沉降监测的需求，但依靠人工进行操作，导致效率比较低，尤其是监测点较多或地势复杂的时候，人工完成这样的测量工作需要投入更多时间人力。

2.2 现代监测技术

作为现代监测技术，信息技术和自动化设备实现监测手段的智能化、高效化。全球定位系统（GPS）监测技术对监测点设立 GPS 接收机，实时接收卫星发出的信号，计算位置信息，最终获取沉降信息。GPS 监测不受距离限制，适合对大面积区域进行不间断监测，可以在任何恶劣的天气条件下工作。道路桥梁工程中主要使用此手段来监测城市内大型主干道、大型桥梁的沉降；传感器监测技术主要指在道路桥梁构造体内部或周边布设沉降计、测斜仪等传感器，直接感知构造体的沉降信息。

2.3 监测数据处理与分析

沉降监测数据处理和分析是使原始数据形成有用信息的过程，将直接关系到最终沉降判断结果的正误。首先应对收集到的数据进行整理和过滤，去掉由仪器引起的异常数据、受到外界干扰的异常数据等非有效数据，从而保障数据的有效性。对得到的有效数据进行核检，通过对两种不同的监测方法得到的数据结果对比、数据连续性对比等过程对数据的一致性进行检查。在数据分析过程中，通常对收集到的数据进行统计分析法来整理数据规律，通过制作沉降 -时间曲线的方式，对沉降随时间的发展变化情况进行对比，得出沉降是在发展阶段或是趋于稳定的判断结果。

三、市政道路桥梁工程沉降控制技术

3.1 地基处理技术

基础是沉降控制的关键，换填法就是挖除基础浅层的软弱土层，置换强度大、压缩性小的材料经分层压实，以达到基础尽快施工的目的，且基础浅，适用于浅层的地基处理。排水固结法就是通过砂井、塑料排水板等排水体，增加地基土的排水固结，强化土体强度，以减小最终沉降量，可以适用于软土地基。复合地基法就是通过水泥土搅拌桩、碎石桩等作为复合地基，提升地基受力状况，能够起到分散上部荷载的作用，避免引起沉降。

3.2 结构设计优化

结构设计应该考虑到其受压性以及沉降控制性。结合桥梁设计，实施连续梁结构设计，调整支座设置，可以让荷载趋于合理，减小不均匀沉降。路面设计中合理设置基层和面层的厚度，并结合合理的材料配比方案，提高路面抵抗变形。充分认识到地质地形，采取针对性的结构参数调整，比如对于软土地基地区，增大结构刚度等，从设计角度就降低了沉降发生的概率。

3.3 施工过程控制技术

施工阶段需严格把控各环节。优化施工顺序，桥梁施工采用对称作业，避免荷载集中引发地基沉降；路基填筑按 “分层填筑、分层压实” 原则，控制每层厚度和压实度。实时监测沉降数据，若沉降速率超标，及时放缓施工进度或采取加固措施，通过动态调整确保施工安全，减少沉降隐患。

3.4 运营期间维护与加固技术

运营期需建立长效监测机制，定期检查道路桥梁沉降状况。对沉降较大的路面，采用注浆加固填充空隙，恢复地基密实度。桥梁结构出现沉降时，通过体外预应力加固增强结构承载能力。及时修复路面裂缝、桥梁支座损坏等问题，防止小病害扩大引发更大沉降，延长工程使用寿命。

结语

市政道路桥梁工程沉降监测与控制需结合地质、施工等多因素，统筹传统与现代监测技术，强化数据处理分析。通过地基处理、设计优化等技术手段，可有效防控沉降风险。未来需深化机理研究，推动监测智能化与技术集成，提升工程安全性与耐久性，为城市基础设施高质量发展提供更坚实的技术保障。

参考文献

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