道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)

文/韓雪峰、宋麗珠 山東格瑞特監(jiān)理咨詢有限公司 山東濰坊 261000

1、道路橋梁產(chǎn)生沉降的原因

1.1 臺背地基變形機理分析

在路橋施工過程中，經(jīng)常會遇到橋涵結(jié)構(gòu)地基變形現(xiàn)象，這種現(xiàn)象一般發(fā)生于溝壑地段，究其原因，溝壑地段往往存在著較多的土壤空隙，而在地基強度不足的情況之下，這些土壤孔隙造成了地段含水量高，在壓縮性較大的情況下就會發(fā)生變形。和其他路段的施工相比，路橋施工中的橋頭段路堤，在設(shè)計及建設(shè)時其高度一般高出5cm 左右。對于臺背地基的基底部分，高出的路基能夠產(chǎn)生一定程度的應(yīng)力，最終導(dǎo)致地基沉降的產(chǎn)生。如果填土容量相同，則建成的路面就有了能隨填土高度的遞增導(dǎo)致地基沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2 路堤變形機理分析

我國路橋施工通常會選用粘性土來進(jìn)行臺背回填，在具體的施工過程中受到外部條件的限制，臺背土方是難以完全壓實的，而如果臺背土方壓實之后的密度難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，便會導(dǎo)致土方本身的含水量過高，為可能發(fā)生的沉降現(xiàn)象打下伏筆。當(dāng)公路最終交付使用的時候，一方面承載著過往交通工具的垂直荷載，另一方面也受到路堤自重，在雙重的重力疊加下，路基的密度會漸漸隨著時間而提升，所以在一定的時間區(qū)間之內(nèi)，會進(jìn)行數(shù)次路堤填土。而土體本身是有彈性的，加之臺背填土具備較多的柔性，和混凝土橋臺相比較，承載著較為顯著的剛性差，在經(jīng)過的各類交通工具的荷載下，由于材質(zhì)的不同便會累計直至變形。

1.3 橋頭搭板設(shè)置機理分析

在公路經(jīng)過橋梁的情況下，路基的橋頭搭板存在著彈性支撐，因為路基處的土體和橋臺的距離很小，所以這部分土體的應(yīng)力并不大，于是產(chǎn)生了受力不同的現(xiàn)象。通常的路橋施工是以搭板和路基共同完成的。因為橋臺屬于剛性結(jié)構(gòu)，對于縱向?qū)用娑裕驗榻煌üぞ叩慕?jīng)過而使路基的荷載不停變化，最終產(chǎn)生的應(yīng)力就會不均勻分布，很容易在搭板末端導(dǎo)致沉降。

2、道路橋梁沉降段路基路面施工的有效措施

2.1 沉降段路基路面開挖、填筑以及壓實作業(yè)

道路橋梁沉降段路基路面開挖過程中，一般主要包括橫向通道與縱向全寬兩種掘進(jìn)方式，同時也可以選擇二者結(jié)合進(jìn)行。路基填筑之前，應(yīng)當(dāng)先對開挖后的路床進(jìn)行全面的清理，然后結(jié)合路基土層中的實際土質(zhì)特點，分層檢測與填筑，即分層平鋪、混合填筑，并保證路基土層的實際厚度與堅實度。沉降段路基壓實作業(yè)中，可采用分層壓實的方法，即填筑與壓實操作交叉進(jìn)行，保證均勻壓實；對于含水量較大的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦龃髩簩嵉牧Χ龋员ＷC橋梁沉降段的路基與路面承載的強度以及穩(wěn)定性。

2.2 沉降段路基與路面的排水工作

對于沉降段，水是導(dǎo)致路基穩(wěn)定性與承載強度下降的重要原因，所以應(yīng)當(dāng)重視路基與路面的排水作業(yè)。沉降段的路基與路面的排水設(shè)施通常采用截水溝、跌水、急流槽及邊溝與地表的排水管等方式來進(jìn)行，同時還可以利用漿砌片石來加固溝渠，具體操作過程中還可以利用混凝土預(yù)制板塊。

2.3 對沉降段的路基加強維護(hù)

當(dāng)路基修筑作業(yè)打破了原本地層的平衡狀態(tài)時，路基就要承受由此而產(chǎn)生的荷載壓力，因此對路基加強維護(hù)是必不可少的。對道路橋梁的坡面進(jìn)行維護(hù)，主要是為了防止地表水沖刷坡面造成巖土風(fēng)化剝落，維持與環(huán)境的協(xié)調(diào)。當(dāng)前使用范圍最廣的方式方法就是石砌圬工防護(hù)法，它主要是針對不同路基坡面而采取的不同的護(hù)坡方式，路堤邊坡使用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，路塹邊坡使用連片帶窗孔的墻型護(hù)坡；在路塹邊坡中，對易風(fēng)化破裂的巖石邊坡可使用噴射纖維混凝土或者高強塑料網(wǎng)格噴漿、錨桿掛鐵絲網(wǎng)等保護(hù)策略，但因混凝土和石砌圬工防護(hù)坡造價高、缺乏耐久性，所以還是以草型護(hù)坡方法運用的更為廣泛一些。

2.4 填料控制

在選擇臺背填料時應(yīng)從經(jīng)濟角度考慮，首選當(dāng)?shù)夭牧希捎锰盍蠎?yīng)保證潔凈，內(nèi)部無機質(zhì)和有機質(zhì)及泥塊等摻雜，且其應(yīng)級配良好，含水量符合最佳含水量范圍內(nèi)，若含水量超出最佳范圍則應(yīng)進(jìn)行翻曬或摻加含水量較小的填料進(jìn)行攪拌或灑水濕潤等措施以保證其含水量適合；施工前應(yīng)進(jìn)行土壤的塑限和液限聯(lián)合測定，并應(yīng)實施擊實和篩分試驗，若采用二灰碎石混合料則應(yīng)適當(dāng)增加粗集料，適量減少膠結(jié)料以改善其線性收縮系數(shù)；在拌合過程中應(yīng)嚴(yán)格控制拌合含水量，確保在最佳含水量范圍內(nèi)碾壓，同時應(yīng)做好養(yǎng)護(hù)工作以保證基層表面濕潤有效減少基層收縮后產(chǎn)生裂縫。

2.5 沉降段路基軟土地基的加固處理

加強對沉降段的軟土地基加固處理，可以有效地解決伸縮縫問題，對于避免“橋頭跳車”現(xiàn)象也非常有效。實踐中比較有效的軟土地基處理技術(shù)主要包括超載預(yù)壓法、換土法、減少附加應(yīng)力法、排水固結(jié)法、振動碎石樁法以及高壓噴射注漿法。道路橋梁路基路面施工過程中，厚度出超過三厘米的淺層軟土地基，可以土工布（具有過濾、加速固結(jié)和排水功能，能有效限制路基填料與地基土層向兩側(cè)及向上下的位移，避免路基承受應(yīng)力不均勻，減少橋梁路基路面的總沉降量）平鋪地基土層，然后填筑路基材料，這樣可避免因路堤與橋臺之間存在沉降差而出現(xiàn)錯。當(dāng)軟土層較厚在應(yīng)在其上修筑高路堤，軟土?xí)捎诨靥盍系那秩攵騻?cè)向移動并對基樁產(chǎn)生較大應(yīng)力，最終會導(dǎo)致橋臺產(chǎn)生水平位移或轉(zhuǎn)動現(xiàn)象，該現(xiàn)象一旦發(fā)生則會損壞支座、伸縮縫，甚至?xí)p壞橋面和橋臺，對該類情況必須減輕回填材料或增強地基土以實現(xiàn)其可抵抗側(cè)向流動的強度。

結(jié)語：

綜上所述，伴隨路橋工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，應(yīng)對沉降段路基路面進(jìn)行有效處理。因路基出現(xiàn)不均勻沉降問題，進(jìn)而產(chǎn)生縱、橫裂縫，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)與滑坡等情況頻發(fā)。基于此，為降低沉降問題的出現(xiàn)，施工單位必須充分結(jié)合工程實際施工情況，進(jìn)行路橋沉降段機理的分析，規(guī)范施工流程，只有這樣才能有效提升路橋沉降段路基路面施工的整體質(zhì)量，才能實現(xiàn)其經(jīng)濟效益最大化。