沉降段路基路面施工技术研究

2015-12-02凌妙青浙江省湖州市航道养护中心浙江湖州313000

江西建材 2015年19期

■凌妙青 ■浙江省湖州市航道养护中心，浙江湖州 313000

随着我国对基础设施的投资日益增多，全国各地的公路建设也在加速进行。与此同时，对与公路设施的可靠性也提出了越来越高的要求，公路工程的质量问题逐渐浮出了水面。一项针对我国高等级公路的调查数据显示，因为公路桥台和路基之间存在显著的刚度差异，加之公路的路基沉降，会导致在引道等路段出现不容忽视的沉降差，造成路面的凹凸，进而引发跳车现象，为车辆的行驶带来影响，极易造成交通事故。客观地讲，目前不少处于运营状态的高等级公路中普遍存在着不均匀沉降，这也是公路施工过程中亟待解决的一个关键问题。本文就此进行分析，探讨沉降段路基路面施工技术。

1 沉降机理分析

1.1 台背地基变形机理分析

在路桥施工过程中，经常会遇到桥涵结构地基变形现象，这种现象一般发生于沟壑地段，究其原因，沟壑地段往往存在着较多的土壤空隙，而在地基强度不足的情况之下，这些土壤孔隙造成了地段含水量高，在压缩性较大的情况下就会发生变形。和其他路段的施工相比，路桥施工中的桥头段路堤，在设计及建设时其高度一般高出5cm 左右。对于台背地基的基底部分，高出的路基能够产生一定程度的应力，最终导致地基沉降的产生。如果填土容量相同，则建成的路面就有了能随填土高度的递增导致地基沉降现象的发生。

1.2 路堤变形机理分析

在我国的大部分路桥施工项目中，通常会选用粘性土来进行台背回填，在具体的施工过程中受到外部条件的限制，台背土方是难以完全压实的，而如果台背土方压实之后的密度难以达到标准，便会导致土方本身的含水量过高，为可能发生的沉降现象打下伏笔。当公路最终交付使用的时候，一方面承载着过往交通工具的垂直荷载，另一方面也受到路堤自重，在双重的重力叠加下，路基的密度会渐渐随着时间而提升，所以在一定的时间区间之内，会进行数次路堤填土。而土体本身是有弹性的，加之台背填土具备较多的柔性，和混凝土桥台相比较，承载着较为显著的刚性差，在经过的各类交通工具的荷载下，由于材质的不同便会累计直至变形。

1.3 桥头搭板设置机理分析

在公路经过桥梁的情况下，路基的桥头搭板存在着弹性支撑，因为路基处的土体和桥台的距离很小，所以这部分土体的应力并不大，于是产生了受力不同的现象。通常的路桥施工是以搭板和路基共同完成的，下图给出了搭板和路基的相互作用示意图。

图1 搭板和路基的相互作用

由图1 可知，因为桥台属于刚性结构，对于纵向层面而言，因为交通工具的经过而使路基的荷载不停变化，最终产生的应力就会不均匀分布，很容易在搭板末端导致沉降。

2 沉降段路基路面施工技术

2.1 设置搭板

(1)设置搭板的方法

首先，考虑到因为交通工具产生的重力负荷，会使公路的厚度与刚度等参量产生渐变，这就使施工的操作难度增加了。通过设置搭板装置，能够将公路厚度维持在和路基顶的平行，最终使标高一致。其次还应使搭板顶面和路基标高一致，最终较为有效地避免路基与桥梁之间的过渡发生问题。此外，也可以使搭板与桥台保持系统的高度，通过对比搭板和路面的高度差，在施工的过程中，使其稍微高于设计高度，从而预留一个坡度，再结合路桥间的高度差来决定坡度斜率。

(2)桥台和搭板的连接

对于锚栓，在搭板近台测将其设置在桥台上，布设在搭板与台背之间的位置。一般情况下，会同时设置拉杆以及锚栓，从而避免由于搭板的移位而使桥头出现凹陷。通常推荐的施工材质是22#的钢筋，并使其间留有70 厘米的距离。如果锚栓始终保持竖直状态，会有可能坏搭板及牛腿造成影响。假如可以使位移和拉杆保持方向一致，最终的效果便会令人满意。对于支座，在近台端处可以设置厚度为1 厘米左右的油毡层。如果支座的材质的橡胶，则应将其间距设置为一米左右。对于倒角，首先应保证不会存在由于搭板的位移而使道路结构遭受破坏，因此推荐把近台端制成倒角。

(3)搭板施工技术

在对混凝土搭板进行施工的时候，应该严格控制施工标准，使之能够一方面满足路桥施工的行业要求，另一方面符合国家相关的施工标准，从而最终使工程的各类参数指标得到保障。在压路机设备进场之后，路面上厚度较小的一些局部有可能在压路机的压力下发生碎裂，有时候会出现过薄的路面。为了避免这种情况发生，应该在基层顶面和搭板间保持十厘米间距，而铺沥青混凝土的时候，也应首先去除水泥碎石，从而使台背回填强度得到保证。

2.2 地基处理

高速公路施工中，如果存在桥背软弱地基问题，很容易发生桥头跳车的现象，影响交通安全。施工者必须结合工程项目的实际情况，采取必要的应对和预防措施，从而增强道路的承载力，克服地基性能的不足，把公路路堤和桥台的沉降差维持在最低限度，降低沉降变形的发生几率。对于施工路段中具有一定厚度的软土层，因为加入了不少填充物，很容易造成软土地基移位，最终使基桩承受的压力增加，进而导致桥台位移。一旦发生此类现象，便会对伸缩缝造成破坏，甚至使桥面受到影响。为了杜绝此类现象，在选择回填材料的时候应增强地基部分的刚性，并且适当布设一些基桩来减少地基的侧向位移。

如果工程经过一些沟壑地段，这些区域的土壤往往具有比较大的孔隙，土壤中含水也比较多，施工时应该和黏性土层间换土，理由是黏性土层具备相对较高的强度。在确定换土深度的时候，应结合沟壑地段的软层厚度。假如黏土的含水率不是很高，则也可对其翻晒之后继续施工。但假如工程在雨季进行，则黏土翻晒难以起到作用，此时推荐以石灰土进行回填，在最大程度上减少路面的沉降变形。

2.3 填筑台后

对于桥梁引道的沉降，可以将其进一步细分为三个部分，一是地基的沉降、二是路基的沉降，三是路面的沉降。填筑台后主要针对的是路基的沉降，因此必须严格控制填筑材料和填筑施工质量，假如选择轻型材料进行填筑，则能够有效降低路面的地基发生沉降，也能够减轻路堤土体的沉降。在把填筑材料进行压实以后，能够在很大程度上增加路堤的压缩模量从而减轻累积变形等情况的发生。所以，施工者和设计者应该结合实际情况选取台背材料。结合笔者的施工经验，推荐在桥台之后5 里面内，选取性能良好的材料进行填筑。因为路桥之间的过渡区域在物理上为刚柔之间的过渡区域，所以选取的填筑材料的硬度应该被控制居于路基与桥台之间。因为台后部分无法做到完全压实，而对压实又有着较高的要求，所以必须选用能够良好压实的材料进行填筑。并且填筑材料也应具备比较优异的透水性，笔者推荐砂砾土、碎石土等。假如由于材料来源的限制只能使用非渗水性材料，则必须在材料中增添石灰来处理。随着材料的发展，近年来出现了泡沫混凝土等，这些材料与传统填筑材料相比密度较低，能够降低路基重量，因此对于避免路基沉降有着良好的效果。