【摘 要】路橋過度段施工中要注意連接問題,平整度問題,路面受損問題等,本文針對需要注意的問題對過渡段施工的技術措施進行了探討。
【關鍵詞】路橋過渡段 搭板 排水
一、引言
隨著交通基礎設施建設的加快,路橋施工質量問題也逐漸引起重視,在道路的建設過程中經常會遇到各種各樣的質量病害,路橋過渡段是常見道路病害的多發地段,其質量病害一直是道路建設過程中的一大難題。本文將從路橋過渡段常見病害出現的原因以及防治措施等方面著手,對路橋過渡段路基路面施工技術進行簡單的分析研究。
二、路橋過渡段施工中需要注意的問題
(一)橋梁伸縮縫與橋頭搭板連接問題
眾多調查結果顯示,路橋過渡段接口部位的階梯狀縫隙結構存在較普遍,且其對道路行車舒適度、安全性及穩定性等均造成嚴重的負面影響。就道路行車速度而言,階梯狀縫隙結構對其的負面影響尤其明顯。此外,接口位置的階梯狀縫隙結構也是路橋承受巨大沖擊壓力的關鍵原因。針對橋梁伸縮縫及橋頭搭板連接問題,其出現的主要原因包括:橋臺臺背回填材料的各項技術指標與設計要求間存在較大偏差,即回填材料的透水性能及壓實性能等較差,從而導致路基路面壓實不夠,并最終引發路橋過渡段路基路面的不均勻沉降。
(二)路橋過渡段的路面平整度較低
在建設路橋時,應該嚴格控制路橋路面施工工藝,以防路面下降過快;以免路面行車因難以全速行駛或過度顛簸而加劇車輛輪胎的磨損。就路橋路面平整度問題而言,其主要原因包括:基層碾壓或壓實施工質量管理與控制措施不到位,以至于基層波浪狀結構的出現;路橋路面整平施工質量不達標,特別是壓路機及攤鋪機操作人員的質量意識、專業技能等綜合素養不高,亦或某些誤操作現象的存在。
(三)路橋過渡段地基塌陷或路基路面受損
相關調查結果顯示,我國路橋工程普遍存在在運行初期便出現大范圍且大面積的斷裂及破損現象。針對這一問題,其主要原因包括:過度追求路基路面的平整度,卻將過渡段路基的夯實問題忽視;施工材料配比不科學等,這些問題均可能導致工程結構收縮或膨脹,并最終引發路基路面基底荷載不均勻及路基路面斷裂病害等。
(四)橋頭滲水
連接橋涵和路基的部分一般會進行伸縮縫的設置,但是由于天氣問題,雨雪會滲漏于伸縮縫從而使土基層及路面的結構層受到嚴重侵害。另一方面,細粒料也發生流失,增大了結構層及土基的含水量,使強度降低,從而給橋頭錯位留下隱患。
三、路橋過渡段路基路面施工技術措施
為了避免路橋過渡段路基路面出現上述問題,路橋過渡段路基路面設計技術方案通常有兩種:一種是設置搭板的設計方案,另一種則是不設置搭板的設計方案。
1.關于搭板的設置。從理論上講,設置搭板的方法是十分科學的,在搭板的長度范圍內,隨著車輛荷載作用的增加,路面的彎沉程度會逐漸發生變化,將可以避免橋頭跳車的現象,然而這種方法施工的難度卻相當大,因此在實際施工中,設計搭板往往采用第二種方法,采用預留反向坡度的方法。方法二是設置柔性搭板,既克服了方法一的施工困難,又有效地解決了剛柔過渡的問題。坡度大小根據路橋之間的沉降差而定,此法的關鍵在于考慮路線縱斷面平順的前提下,確定沉降差和預留反向坡度。
搭板與橋臺間的錨固有豎向和水平向兩種方法。搭板自由端在車輛荷載作用下必然發生豎向位移,而水平向的錨固更符合這一受力狀態,并有利于橋臺受力,因而搭板與橋臺間宜采用水平錨固。實踐表明,枕梁下的路基內設置碎石樁或水泥石屑樁,可以改善枕梁及其下部路基土承載能力,減少沉降,這種處理方法效果顯著,費用不大。因此,我們建議如果設置枕梁,枕梁下的路基地應設置碎石樁或水泥石屑樁。
搭板下面地基的非均勻特別是脫空,能顯著地增大板底的彎拉應力。當地基從均勻到非均勻再到脫空,其相應的最大豎向位移各增大100%左右,而增加搭板厚度能顯著地增大搭板抵抗彎拉應力和變形的能力,板厚從20 cm增到30 cm,板底最大彎拉應力減少30. 60%,相應的豎向位移也減少19. 85%,因此按彈性地基板和脫空板分別計算板厚,對鋼筋混凝土搭板可取板厚為30 cm左右。
2.臺背不設置搭板的情況。如果不設置搭板,則應對臺后填筑作周密設計和認真施工,對填料和壓實應有更高要求,或采用專門的結構措施,如鋪土工格網、填筑聚乙烯塊等。
3.臺后填筑質量控制。橋梁兩端路堤沉降由地基、路基、路面三部分壓縮變形組成。其中,地基的壓縮變形由路基路面的恒載和車輛荷載引起,填料的壓縮、固結、次固結引起路基路面結構層因行車作用而被壓縮搭板上和橋面上的面層結構和厚度相同,則不會產生沉降差。車輛荷載的影響深度一般為2 m左右,不能因此忽視整個臺背的質量控制。
4.選擇合理的過渡段地基處理方法。對于軟土地基地段,處理好橋背軟弱地基是控制橋頭跳車的關鍵。應對其處理方法進行特別設計。以綜合處理方案為宜,或采用粉噴樁加土工合成材料和砂墊層并利用長短樁逐漸過渡,靠近橋臺處的粉噴樁最長,且最好樁端支撐在硬層上;也可采用排水固結法加土工合成材料,并輔以超載預壓,采用加密區、密疏過渡區和一般區方式,由橋臺向路基過渡。關于豎向排水通道,大通道塑料排水板的處理效果要比袋裝砂井好一些。因為在施工中對砂的質量和灌砂率難以掌握,可能會出現縮頸或隔斷,繼而影響排水效果。
5.臺背排水。在路橋過渡段如果排水處理不當,會使水沿橋臺路基連接處下滲,降低路面結構層的穩定性,路基和地基的穩定性,加劇錯臺和跳車。因此,應根據臺背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水方式,以疏干臺后填料的水分。
臺背路基填筑前,在原地基土拱上亦設置泄水管或盲溝。在基底上,先作必要的處理。然后填筑橫坡為3%~4%的夯實黏土形成土拱,再在土拱上挖成雙向坡的地溝(地溝尺寸一般寬為40 cm~60 cm,深為30 cm~50 cm)。在臺背后全寬范圍內滿鋪一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。在地溝內四周鋪設有小孔的硬塑料管(塑管直徑一般不小于10 cm,其上小孔孔徑為5 mm,布成梅花形,間距控制在10 cm以內)。塑料泄水管的出口應伸出路基外或橋頭錐坡外。在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料。再分層填筑臺后透水性材料,直到路基頂面。
橫向盲溝的設置與上相同,取消泄水管,以滲透系數較大的透水性材料填筑地溝(加大粒徑碎石)。用土工布包裹盲溝出口處,并對其作必要的處理。有時視需要可在臺后填方中設排水墊層。排水墊層的作用:促使地基和其下軟弱層能在施工期內基本上完成滲透固結,減少后期下沉量;排走上部填方因降雨等原因下滲的多余水分;孔隙壓力增大時有滲透出路,不會由于地下水和潛水在底層的積聚,而降低土體的強度和穩定性。墊層的厚度為1 m~2 m,并要高過原地面不少于0.5 m,使地基沉陷后,原地面和地下水位不高過墊層。橋臺背面應設置防水涂層以避免滲水對結構物的侵蝕。對于回填區頂面與底面排水,回填表面應夯實并設置截、排水設施,必要時表面予以封閉,以減少地面水下滲。當回填范圍較大且表面滲水較多時,應沿回填區底部原地面設置橫向水平滲溝或透水管,滲溝或透水管水平間距一般為1 m~2 m,排水管管徑10 cm~15 cm。
四、結論
綜上所述,由于路橋過渡段路基路面的施工對于整條公路的使用安全性以及穩定性有很大影響,因此必須要嚴格控制路橋過渡段路基路面的施工質量,按照設計要求以及規范進行施工,并通過對以往路橋過渡段路基路面施工中常見的問題進行總結,針對施工中的一些技術要點,因地制宜進行科學、合理的施工才能獲得良好的施工效果,路橋建設者也應將提高公路使用壽命以及綜合性能作為路橋建設的總目標,從而進一步推動我國路橋建設健康、快速的發展。