公路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)研究

吳昊

中交四公局第二工程有限公司 北京 101149

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，越來越多的高級公路也逐漸出現(xiàn)，工程技術(shù)人員在施工過程中對于一些問題也逐漸有了更深的認識和理解，對于各類施工問題的處理也有了相應(yīng)經(jīng)驗。常規(guī)路橋工程施工中的沉降段是橋與路堤連接的重要組成部分，但這一部分經(jīng)常會因為路橋沉降而出現(xiàn)錯臺，錯臺較大時會給車輛的安全通行帶來很大的隱患，當(dāng)車輛負載較重時，錯臺現(xiàn)象則會更加顯著，嚴重影響了車輛的正常通行和橋梁的使用壽命，在施工時應(yīng)充分考慮并正確應(yīng)對。

1 公路橋梁沉降段路基不均勻沉降原因

1.1 橋頭沉降段結(jié)構(gòu)設(shè)計較差

在公路工程項目施工過程中，路基的處理方法包括鋼筋混凝土搭板、粗粒料填筑、增加鋼筋法等。這樣的處理主要是從根本上減少公路橋梁段的剛度之間存在的差異，避免主要部位存在的不均勻沉降。以調(diào)整結(jié)構(gòu)的方法來提高路基的強度，當(dāng)車輛行駛在公路上時，避免發(fā)生橋頭跳車的現(xiàn)象[1]。在使用過程中會發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的搭板結(jié)構(gòu)預(yù)防跳車的效果并不好，需要加以改進。

1.2 地基不堅固

引發(fā)公路橋梁路基不均勻沉降最主要的原因之一就是地基不堅固。因為公路地基類型有多種，施工現(xiàn)場的地理環(huán)境、土質(zhì)都有很大的差異，所以在進行設(shè)計和施工時，要綜合考慮可能出現(xiàn)的各種問題，減少對地基的影響。如果路基松軟，壓實度不夠，在公路本身的自重和車輛不斷的碾壓作用下，公路橋梁某些路段很容易發(fā)生地基沉降的問題，使路基裂開，甚至造成搭板斷裂。此外，有些施工企業(yè)為了減少施工的成本和費用，就近采購填料，有的沒有經(jīng)過脫水處理，就直接應(yīng)用在工程建設(shè)中，使填料的強度和剛度都達不到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在投入使用以后，很容易出現(xiàn)填料嚴重變形的問題。

1.3 壓實度沒有達到標(biāo)準(zhǔn)

在公路工程施工過程中，一定要用壓土機對填進去的泥土進行反復(fù)碾壓，但是一些施工企業(yè)在這一環(huán)節(jié)并未做到位，如果地基沒有壓實很容易出現(xiàn)沉降變形，也會影響后續(xù)施工環(huán)節(jié)的正常進行，所以，在地基施工過程中，一定要加強管理，充分壓實路基[2]。

1.4 填料缺乏科學(xué)性

道路橋梁在沉降段施工過程中，需要將填料加入沉降段，而填料種類比較多，有高強度黏性土與普通黏性土等填料。道路橋梁通常在施工當(dāng)中，大多施工單位會選擇使用普通黏性土，雖然這種材料符合建筑施工需求，不過這類土質(zhì)會由于長期荷載壓力與自重，導(dǎo)致沉降段發(fā)生壓實，進而促使道路橋梁的沉降段出現(xiàn)不均勻問題。在填方壓實作業(yè)過程中，剛開始可以在短時間內(nèi)很快滿足工程設(shè)計的壓實度要求，但是隨著壓實進度的不斷持續(xù)，后期壓實作業(yè)進展相對緩慢，很難像初期一樣獲得高壓實度，而大多施工方為了節(jié)約人力與物力，不愿長時間進行壓實作業(yè)，造成地基土壓實度不符合設(shè)計要求，在后續(xù)施工與投運階段出現(xiàn)不均勻沉降問題。

2 路橋工程沉降段施工中的常見問題

2.1 梁伸縮縫與橋頭搭板銜接難度偏大

大部分情況下，橋梁臺背填土和橋臺沉降間之間存在一定偏差，進而很可能導(dǎo)致梁伸縮縫和橋頭搭板兩者間的伸縮縫難以完美銜接。在很多工程施工現(xiàn)場，經(jīng)常會觀察到部分銜接接口的縫隙結(jié)構(gòu)呈階梯狀，以上狀況若長時間不被解除，將會難以確保車輛運行的安穩(wěn)性，并且也可能不利于車輛快速通行。一旦形成以上問題，將會難以保證車輛行駛過程的安全性，部分情況下還可能對道橋構(gòu)造形成猛烈的沖擊壓力，增加各種交通事故發(fā)生的風(fēng)險。分析以上問題形成的原因，主要是因為工程建設(shè)中采用的橋臺后背回填材料和工程建設(shè)不相匹配，且在開展填充作業(yè)期間并沒有嚴格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進行，這對沉降段路基路不均勻沉降現(xiàn)象的形成有較明顯的促進作用，有關(guān)部門應(yīng)予以一定重視[3]。

2.2 沉降段路橋路面欠缺平整度

在具體施工實踐中應(yīng)加強項目建設(shè)質(zhì)量的檢測，檢測實踐中側(cè)重點的內(nèi)容是判斷路橋路面平整度是否符合工程設(shè)計要求，且要加強各個施工工序的嚴格管理，若具體施工中存在路面平整度不達標(biāo)的狀況，將會造成路面上運行車輛出現(xiàn)顛簸，難以確保車輛全速運轉(zhuǎn)，并且還增加了車輛輪胎磨損情況發(fā)生的風(fēng)險，可見其造成的損害是多個方面的。針對道路沉降路段路面不平整質(zhì)量問題成因的分析，主要是因在施工階段尚未形成一套科學(xué)、完善的管理體制，特別是一些壓路機操作人員的技術(shù)水平偏低、操作行為缺乏規(guī)范性等，以上多種問題長期滯留，均會對道橋路面不平整現(xiàn)象形成、發(fā)展起到一定促進作用。

2.3 沉降段路地基路面損傷或者地基坍塌

依據(jù)現(xiàn)場施工實況，沉降段路地基路面結(jié)構(gòu)損傷或地基坍塌、斷裂等情況屢見不鮮。以上情況通常是多因素共同作用的結(jié)果，其中最關(guān)鍵的問題是施工期間施工單位沒有重視沉降段的路基夯實作業(yè)，過度追求路基路面的平整度，外加存在施工材料配比不均勻、高低溫控制效果欠佳等，就會誘發(fā)路基路面的收縮、膨脹乃至于荷載分布不勻稱等狀況，進而誘發(fā)斷裂情況。還可能是因工程建設(shè)期間所選用的材料收縮性不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，增加了路基表面瀝青出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的風(fēng)險，以上這種病害在很大程度上會促進道路橋梁結(jié)構(gòu)破損進程，若沉降段路面為軟土地基結(jié)構(gòu)，其承載力與抗剪力均處于較低水平，最終會引起地基路面坍塌、損傷等問題。

3 路橋工程沉降段施工技術(shù)的應(yīng)用控制要點

3.1 合理設(shè)計沉降段結(jié)構(gòu)

在公路工程的初始階段，最重要的工作就是完成施工設(shè)計方案，在設(shè)計之前，設(shè)計人員要多進行實地考察，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況做好設(shè)計。在設(shè)計時，要注意公路橋梁沉降段搭板的長度，現(xiàn)在我國沒有統(tǒng)一的公路橋梁沉降段搭板設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，所以在設(shè)計的時候，只能根據(jù)設(shè)計人員的經(jīng)驗，結(jié)合施工現(xiàn)場的情況來設(shè)計。在施工的時候，要依據(jù)橋頭路提、橋臺沉降的實際情況，加上工程整體的通車能力要求，設(shè)計搭板的長度。在路基施工的時候，一般會采用土工隔柵技術(shù)，發(fā)揮土層的抗剪能力，同時還要盡量減少路基填土的位移和土層側(cè)移的情況，把路基的沉降情況控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，提高路基的穩(wěn)定性。對路橋沉降段進行科學(xué)、合理的設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、耐用，減少或避免因為沉降段不穩(wěn)定而造成的沉降現(xiàn)象。

3.2 提升高臺后路路堤的密實程度

在橋梁施工過程當(dāng)中，為了在最大程度上降低路面、路基產(chǎn)生壓縮形變，通常所使用的方法是提升大臺后路堤的填充程度，保證大臺后路堤的整體密實程度，在這項施工過程中，主要包含的是加筋法、加載預(yù)壓法以及強夯法等，同時在特殊施工環(huán)境下還可以運用塑料排水法的方式，尤其是在第一種三維一體化的網(wǎng)狀施工方式上，可以通過土工格柵的方式，對混凝土、泥土以及填充的碎石等相對比較寬松的材料進行分析，造成了強度比較大，同時剛度又比較高的結(jié)構(gòu)體，通過這種方式和結(jié)構(gòu)，可以在很大程度上降低填土材料的沉降，從而降低了公路橋梁沉降段產(chǎn)生沉降量的差值。

3.3 合理使用搭板設(shè)置技術(shù)

在中國，大多數(shù)公路橋頭都有塔板，如果搭板被損壞，那么車輛將無法正常地運行。因此，在施工過程中，有必要智能地調(diào)節(jié)塔板。塔板的長度和寬度參數(shù)應(yīng)根據(jù)橋臺和橋頭的沉降以及車速來計算。塔板結(jié)構(gòu)的長度和強度通常與特定的建設(shè)項目結(jié)合在一起。在安裝塔架時，應(yīng)建立肩部以提高塔架的強度，因為實踐表明，安裝1．5m寬的彎頭可將塔架底部的最大拉伸彎曲應(yīng)力降低20%。托盤的長度應(yīng)與填充高度成正比。在設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)沉降量確定托盤的總長度。小橋和暗墻板的長度，中央橋板的長度為5-8m，橋板的長度為8-12m。有兩種方法可以將錨固件垂直和水平固定在托盤和橋臺之間，但在實際使用中，由于塔板的自由端將在車輛的載荷下垂直移動。因此在正常情況下，我們通常使用水平錨固定。

在施工中，應(yīng)加強對道橋搭板結(jié)構(gòu)的設(shè)計，要考慮到搭板可能出現(xiàn)的下滑或凹陷等問題。一般應(yīng)確保選擇的鋼筋結(jié)構(gòu)合理。在對縱向基點進行固定時，要使其保持直線垂直，并對橫向搭板拉板及其位置進行確定，為縱向基點創(chuàng)設(shè)出安全穩(wěn)定的環(huán)境。搭板設(shè)計的一個關(guān)鍵點在于對支座的選擇，要嚴格控制距離，使其不大于85cm。在對搭板進行搭設(shè)時，若遇到施工間隙，則要及時進行填補，避免進一步發(fā)展成沉降問題。

3.4 強化施工排水措施

道路橋梁出現(xiàn)沉降段，很大程度上是因為路基路面受到所含水分的影響。在道路橋梁工程施工中，要針對路基路面存在的沉降段進行不均勻沉降問題原因分析，有效控制此路段發(fā)生的滲漏問題，以全面提升道路運行質(zhì)量[4]。因此需要在路橋施工中做好施工排水措施，保證路基路面所含水分符合道路設(shè)計及運行要求。路橋工程施工中尤其要關(guān)注降水量大的施工地區(qū)，加強防水和排水工作。一方面，路橋工程在前期路基路面施工作業(yè)中，要科學(xué)設(shè)計并充分設(shè)置排水管路與溝槽，以有效控制路橋工程當(dāng)中的積水問題，避免填土結(jié)構(gòu)因為積水浸泡而發(fā)生問題。另一方面，要針對道路橋梁工程沉降段，加強地下水位情況的分析，根據(jù)實際情況，提升地基建設(shè)高度，控制雨水對路基的侵蝕情況，保障道路建設(shè)與運行質(zhì)量。在道路橋梁工程施工中，需要加強做好排水工作，全面考察工程施工現(xiàn)場實際情況，避免道路受到水量影響出現(xiàn)沉降問題。

3.5 加強臺背填筑施工

通常情況下，在完成公路的修筑以后，有一個問題通常會出現(xiàn)在測試結(jié)果中。填土通常沒有進行壓實。這意味著會影響穩(wěn)定性并導(dǎo)致沉降不均和差異。造成這種現(xiàn)象的主要原因是在填充平臺的過程中沒有重視這個問題[5]。因此，解決此問題的主要手段是在施工前嚴格分析填料，并僅在批準(zhǔn)后使用。此外，在施工過程中要注意養(yǎng)護，使用普通材料（例如稻草和濕沙）進行合理的護理。這從根本上防止了這種現(xiàn)象的發(fā)生，并實現(xiàn)了加強加固的效果。

3.6 地基處理

在公路橋梁沉降段路基施工時，要提前預(yù)防發(fā)生橋頭跳車問題，一定要處理好臺背軟弱地基。橋臺如果修建在松軟的地基上，一般使用樁基礎(chǔ)，如果在修建高路堤時，軟土層太厚，相應(yīng)的回填材料也更多，就會給樁基增加更多的壓力，造成擠動現(xiàn)象，使橋臺出現(xiàn)位移，產(chǎn)生縫隙，使支座破壞，更嚴重的還會損壞橋面和橋臺。為了防止這種情況的發(fā)生，在工程施工過程中，根據(jù)實際情況適當(dāng)降低回填料的數(shù)量。路橋過渡段合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求基礎(chǔ)具有良好的穩(wěn)定性和較強的承載能力，以作為支撐。擠密壓實法、換填墊層法、高壓噴射注漿法和排水固結(jié)法是目前常用的幾種處理軟弱地基的方法。設(shè)計人員和施工人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，考慮到軟土特性、施工難度、天氣狀況等，合理選擇處理軟弱土基的施工方案，并明確施工步驟。只有當(dāng)?shù)鼗休d力足夠時，才能在此基礎(chǔ)上進行下一步合理的設(shè)計。

3.7 質(zhì)量保證加固

在公路橋梁沉降段的施工過程中，工程師必須注意對路基進行加固的過程，并且在施工過程中，建筑材料對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重大影響。在以前的道路和橋梁建造過程中，用于加固路基的建筑材料通常是石灰石或平原土壤，建筑材料通常是直接從施工現(xiàn)場挖出的。無法滿足路基建設(shè)的要求，并且會影響路基的結(jié)構(gòu)強度。同時，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中使用的石灰質(zhì)土壤與水碰撞時會軟化，并影響道路施工質(zhì)量。技術(shù)專家必須結(jié)合實際需求來選擇最適合該項目的填料。在加固基礎(chǔ)的同時，工程師可以選擇漸進的礫石。這種混合結(jié)構(gòu)材料是包含碎石的礦物材料。在一個項目中，工程師將各種顆粒狀物料混合到混合物料中并變得緊湊。在工程中使用碎石加固路基可有效防止建筑材料和外部雨水強度對路基強度的影響，并改善路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在該項目中，施工人員可以預(yù)先分配建筑材料以改善路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在該實驗中，工程師開發(fā)了一種具有高摩擦系數(shù)的緊湊型材料。這極大地改善了路基的設(shè)計，并且可以在施工期間根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進行選擇。

4 結(jié)語

關(guān)于道路和橋梁的建設(shè)，該建設(shè)項目對于提高我國的道路質(zhì)量起著非常重要的作用。盡管這項工程顯然還存在很多的困難，但我們可以通過有效的手段來解解決這些問題。在設(shè)計道路時，應(yīng)在所有準(zhǔn)備工作完成后進行設(shè)計工作，以免影響設(shè)計效果。這也充分表明，在道路建設(shè)過程中加強道路橋梁的措施在整個項目中都起著非常重要的作用。