道路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)與質(zhì)量控制

陳國友

（中交路橋建設(shè)有限公司華中分公司 湖北武漢 430000）

如今，道路橋梁交通的發(fā)展日益加快，道路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)問題備受關(guān)注。因橋梁沉降段和其他路段不同，針對(duì)不同的路基地質(zhì)特點(diǎn)所采取的施工技術(shù)也不同。

1 工程概況

貴州沿德高速的起點(diǎn)在沿河縣與重慶市的交界處，它處于《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“6橫7縱8聯(lián)”中第2縱沿河到榕江高速公路的路段中，既連通了包茂高速公路和杭瑞高速，也是黔東北地區(qū)北上重慶、東至湖廣、西至云南的交通要道。

沿德高速的建設(shè)符合四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，其路基寬21.5m，設(shè)計(jì)速度80km/h，全長104.435km，橋隧比42.7%。共設(shè)置了7處互通立交，即沙子、沿河、官舟、德江北、德江樞紐（預(yù)留）、德江南、合興；43個(gè)通道、10處天橋；服務(wù)區(qū)、主線收費(fèi)站和管理中心各1處、匝道收費(fèi)站6處。項(xiàng)目工程有：路面沉降和推移，使用工藝為轉(zhuǎn)孔注漿和路面銑刨重鋪推移；擁包處治，用銑刨重鋪工藝處理擁包，處治則用推移。

2 沉降的危害分析

公路橋梁工程在我國是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的重要工程，它的建設(shè)為人們提供了更加快速安全的出行路徑，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。但是在公路橋梁的建設(shè)過程中，受到技術(shù)的限制或者施工過程的不規(guī)范，造成公路橋梁在實(shí)際運(yùn)行時(shí)發(fā)生不同的隱患。例如，在施工過程中未對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，容易在公路與橋梁的連接段發(fā)生沉降，出現(xiàn)搭板脫空的現(xiàn)象，甚至有些情況下還存在斷裂的現(xiàn)象。

由于橋梁整體結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土，最大的優(yōu)勢是剛度大，因此基本不會(huì)出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，但是公路路基通常是將土壤進(jìn)行壓實(shí)形成的，一旦施工技術(shù)存在缺陷或質(zhì)量控制未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，則非常容易出現(xiàn)沉降，尤其是在公路與橋梁連接位置，一旦路基變形則會(huì)發(fā)生不均勻沉降的現(xiàn)象，沉降過多則會(huì)不同程度地影響行車安全和駕駛體驗(yàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成顛簸，也就是跳車的問題。

3 沉降原因分析

經(jīng)過以上分析能夠了解，公路橋梁的沉降不僅是自身結(jié)構(gòu)的損害，還會(huì)影響行車體驗(yàn)和行車安全[1]，因此要引起足夠的重視深究其發(fā)生的原因，并采用相應(yīng)的措施避免沉降的發(fā)生。

3.1 地基原因

以上分析得知導(dǎo)致跳車現(xiàn)象發(fā)生的直接原因是路面出現(xiàn)不均勻沉降，在工程技術(shù)方面進(jìn)行分析是由于地基的施工質(zhì)量不合格造成的。在公路地基施工時(shí)，如果沒有根據(jù)施工場所的地質(zhì)特點(diǎn)、氣候條件等因素進(jìn)行分析制定合理的施工方案，往往會(huì)導(dǎo)致施工技術(shù)的不合理，為公路橋梁的運(yùn)行埋下諸多隱患。如果施工前未對(duì)土層進(jìn)行全面的勘測分析，勘察時(shí)鉆孔數(shù)量不足、鉆進(jìn)深度不足等都會(huì)影響設(shè)計(jì)人員對(duì)土層性質(zhì)的正確判斷，尤其是當(dāng)?shù)貙虞^軟時(shí)，所采取的加固措施可能不足以保證公路橋梁承載設(shè)計(jì)載荷，從而發(fā)生沉降。由于地基施工造成沉降大多是由于前期對(duì)地質(zhì)勘察工作的不全面導(dǎo)致的，有部分施工人員僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定施工方案，缺乏對(duì)施工環(huán)境的整體判斷，導(dǎo)致地基施工質(zhì)量不佳，不可避免出現(xiàn)沉降。

3.2 搭板結(jié)構(gòu)問題

當(dāng)前的公路橋梁項(xiàng)目施工經(jīng)常采用橋頭搭板的方式起到緩沖的作用，有效防止沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而避免跳車。雖然橋頭搭板技術(shù)能夠在一定程度上減少跳車現(xiàn)象，但是不能完全避免，深入分析該種情況發(fā)現(xiàn)造成該現(xiàn)象的原因主要是搭板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定的缺陷。比如在搭板的近臺(tái)端設(shè)計(jì)施工時(shí)，若將搭板置于路面表層以下就會(huì)在無形中增加路基的載荷，形成不合理的搭板結(jié)構(gòu)；若搭板周圍有低洼造成水分沉積，則水分會(huì)通過伸縮縫逐漸向下滲入，不斷侵蝕路基中的回填土，使回填土的塑性增大而流失，長時(shí)間影響下導(dǎo)致搭板脫空，回填土也隨之喪失了其支撐作用，相應(yīng)的搭板在實(shí)際的運(yùn)行中受到載荷的作用而逐漸產(chǎn)生變形甚至出現(xiàn)裂紋，從而在日常運(yùn)營中載荷作用下漸漸變彎甚至折斷；如果在設(shè)計(jì)或施工中外錨栓和拉桿的位置放置不合理，同樣會(huì)加大對(duì)搭板的損害；還有些項(xiàng)目在施工過程中使用粗粒級(jí)配料進(jìn)行填筑，未嚴(yán)格按照施三分法的規(guī)定施工，也大大增加了發(fā)生跳車的概率。

3.3 橋臺(tái)背路堤問題

根據(jù)公路橋梁工程施工的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)臺(tái)背實(shí)施行填土作業(yè)，以便減少沉降發(fā)生的概率[2]。但是在實(shí)際施工過程中受到諸多外界因素的影響，使得橋梁臺(tái)背的填土效果不能滿足設(shè)計(jì)需求。如在實(shí)際施工過程中受到施工場地的空間限制，一些大型的施工設(shè)備無法對(duì)臺(tái)背處進(jìn)行細(xì)致的施工作業(yè)，導(dǎo)致臺(tái)背不能有效進(jìn)行填土，或者填土效果不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，砂石灰的參數(shù)控制不精確；或壓實(shí)環(huán)節(jié)質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致填充后的臺(tái)背強(qiáng)度不足以及對(duì)實(shí)際運(yùn)行的需求。除此之外，填充的臺(tái)背土受到外界氣候條件的影響以及長期荷載的作用也會(huì)存在一定程度的破壞，導(dǎo)致沉降現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，作業(yè)流程、機(jī)械設(shè)備的使用、原料的配比、施工人員的技術(shù)水平等都會(huì)在一定程度上影響臺(tái)背的施工質(zhì)量。

4 處理技術(shù)分析

4.1 橋頭搭板的設(shè)置

對(duì)公路橋梁工程橋頭搭板的設(shè)計(jì)、施工過程中，關(guān)鍵是要確保搭板的穩(wěn)定性。尤其是在設(shè)計(jì)階段應(yīng)當(dāng)充分考慮搭板出現(xiàn)滑落的可能，因此在制定施工方案時(shí)應(yīng)針對(duì)性地采取橫向拉桿對(duì)其進(jìn)行固定，同時(shí)在縱向上采取錨栓加固，通常情況下選取φ22鋼筋作為拉桿，各拉桿之間相距75cm左右。另外，由于錨栓在垂直方向上可能對(duì)搭板造成一定程度的損傷，因此在移動(dòng)錨栓與拉桿時(shí)應(yīng)保持相同的位移確保搭板的施工質(zhì)量。

其次還要合理設(shè)計(jì)搭板的支座。選取油氈作為支座的底層，各板式橡膠支座之間相距80cm并呈倒角形式。同時(shí)在確保橋臺(tái)穩(wěn)定的前提下，盡可能減少支座對(duì)道橋的損傷，將牛腿、橋臺(tái)上端也設(shè)計(jì)為倒角形式。

另外應(yīng)充分考慮水分對(duì)公路橋梁的侵蝕作用，因此要對(duì)連接處的縫隙進(jìn)行填充，通常使用的材料有瀝青、油浸甘蔗板等，完全填充后再使用瀝青對(duì)其表面進(jìn)行覆蓋以增強(qiáng)密閉性。

搭板的長度應(yīng)根據(jù)橋頭的設(shè)計(jì)坡度來確定，同時(shí)保證其合理的強(qiáng)度，滿足實(shí)際運(yùn)行時(shí)車輛荷載的需求[3]。如果在公路橋梁的實(shí)際運(yùn)營過程中出現(xiàn)了搭板脫空的問題，必須及時(shí)使用采用砂漿進(jìn)行封堵，同時(shí)對(duì)因脫空而形成的空間進(jìn)行填充，然后利用水泥凝結(jié)使其更加穩(wěn)固，但是這種方式只在脫空初期效果較明顯，能夠有效避免裂縫進(jìn)一步加大。在施工時(shí)可以將搭板放置在路面基層之下，同時(shí)澆筑20cm厚、50cm寬的墊層，在遠(yuǎn)臺(tái)端的墊層長度應(yīng)超出50cm，通常將縱橫比坡度保持1：3的比例。

4.2 臺(tái)背的填筑

臺(tái)背填筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制施工范圍并緊密壓實(shí)，施工過程中還要對(duì)臺(tái)背的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。另外合理控制填筑的厚度，通過水平測量儀進(jìn)行監(jiān)測，填筑過程中應(yīng)保持填充作業(yè)的均勻性。通過振動(dòng)壓路進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)，在近臺(tái)端附近應(yīng)注意緩慢行進(jìn)防止損壞橋臺(tái)。而填筑材料的選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)等確定，通常會(huì)選取性價(jià)比較高的輕型材料，能夠有效避免沉降的出現(xiàn)。如圖1所示，A1為泡沫混凝土，A2為常規(guī)中粗砂填料。

圖1 輕型材料和常規(guī)材料的沉降比較

4.3 地基的處理

在公路橋梁沉降路段，保證臺(tái)背填土的質(zhì)量是整個(gè)項(xiàng)目的重點(diǎn)工作，也是確保公路橋梁安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。臺(tái)背填土作業(yè)前應(yīng)當(dāng)全面勘探地質(zhì)特點(diǎn)，確定合理的鉆孔數(shù)量和鉆進(jìn)深度，準(zhǔn)確獲取軟土層的地質(zhì)信息，并以此為基礎(chǔ)制定科學(xué)的施工方案，設(shè)計(jì)合理的加固措施。當(dāng)受到工期的限制時(shí)可以選擇水泥噴樁復(fù)合地基的方式施工，這種方式可以在短時(shí)間內(nèi)快速增加地基的強(qiáng)度，但相對(duì)成本較高。當(dāng)施工進(jìn)度滿足工期要求時(shí)可以選取超載預(yù)壓技術(shù)，在確保施工質(zhì)量的前提下可以有效減少工程造價(jià)。

5 結(jié)束語

在施工過程中，不斷改善道路橋梁沉降段的施工技術(shù)和處理方式是非常重要的。只有有效解決不均勻沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生，才能夠大大提高公路橋梁沉降段的安全性穩(wěn)定性，確保整個(gè)工程的長期穩(wěn)定運(yùn)行。