道路桥梁沉降段路基路面施工技术
2018-02-04王金
王 金
中铁三局集团有限公司桥隧分公司,浙江杭州 311603
道路包含路面、路基、路堤等组成结构,道路桥梁过渡段位置非常容易发生沉降,属于公路建设中一种较为常见的病害,对行车安全性有严重影响。随着我国社会经济发展进步,在交通运输方面需求量越来越大,道路交通建设事业蓬勃发展,不断有新的道路桥梁建设项目出现,在道路桥梁施工建设中,必须要提高沉降段路基路面施工有效性,采取科学合理的施工技术和工艺,实现对沉降的综合性防治,本文就道路桥梁沉降段路基路面施工技术展开研究分析。
1 道路桥梁沉降段施工现状
自改革开放后,我国基础工程项目迅猛发展,对经济发展有非常重要影响,在这种环境下,道路桥梁容易有各类问题出现,有道路使用几年后路面严重损坏,有桥梁刚完成建设就已经成为危桥,这些问题的出现受到社会各界的广泛关注。我国道路桥梁建设多数能够达到设计指标,但是仍出现有这些方面问题,主要是因为利用“老标准”解决“新问题”,很多地区“过时道路”仍继续建设。道路桥梁建设过程中,道路桥梁过渡段位置容易因为沉降出现台阶,沉降出现有较多原因,比如压实不合格、地基处理不合格、边坡防护不到位等,当沉降台阶达到一定高度后,行车过程中容易出现跳车,降低行车舒适感和安全性。针对这些方面问题,只有从设计角度出发,做好道路桥梁沉降现象发生原因和影响因素的分析,在施工中结合工程项目实际情况选择相应的施工技术,才能实现对沉降的有效控制,降低沉降、变形发生率,取得理想建设质量和建设效益。
2 道路桥梁沉降现象的发生原因和影响因素
道路桥梁一旦出现沉降,不仅影响工程项目建设质量,甚至还会威胁到行车安全,造成严重交通事故。道路桥梁沉降现场有较多影响因素,包含施工材料、施工现场地形、施工设备性能等,想要实现对道路桥梁沉降的有效控制,必须要明确沉降现象发生原因和影响因素,主要表现在以下几个方面:
(1)道路桥梁主体不同部位会受到多个方面因素影响导致存在沉降隐患,比如在桥涵位置,这一区域土壤孔隙大,地基强度低,往往会因为地基变形等因素产生沟壑,进而发生沉降。另外,因为沟壑含水量要高于其他区域,会很大程度上提高桥涵变形幅度。结合桥梁工程建设要求,一般桥头段填筑高度会高10cm左右,增大在基底部位的应力强度,进而增大地基沉降几率。另外,如果道路桥梁工程在桥涵位置有相同填土容量,随着填土量增加,也会很大程度上增大沉降发生率。
(2)施工所使用的土方含水量同样会很大程度上影响到道路桥梁压实度和密实性。正常情况下,如果道路桥梁建设中所使用的粘土不符合要求,在之后道路使用过程中非常容易受到车辆荷载等因素影响发生变形。工程主体材料与桥台材料在物理性质方面有明显区别,受到车辆荷载作用,两种材质交接区域会产生变形,进而造成沉降隐患。
(3)道路桥梁主体桥头搭板发挥弹性支撑作用,支撑力主要集中在桥梁牛腿部位,选择这种结构布置方式会很大程度上减少路基土体承受的引力,进而导致路基整体不同部位承受大小不同压力。在之后的桥梁使用过程中,车辆荷载作用下,桥梁路基会在纵向剖面表现出两个峰值区路基应力,导致桥梁搭板末端位置路基承受最大应力,进而容易有变形和沉降情况出现。
3 道路桥梁沉降段路基路面施工技术
3.1 设置搭板
在设置搭板时,首先,确定锚栓,搭板一端与桥台相互连接,这一端在水平方向会设置有拉杆固定,在垂直方向会设置有锚栓固定,通过这种方式,避免搭板纵向滑落导致桥头发生凹陷等问题。所选择的锚杆使用22号钢筋,在钢筋设置过程中,需要将两根钢筋之间的间距控制在75~80cm,因为锚杆竖直固定,在实际应用中不可避免的会给搭板或牛腿带来一定破坏,为提高施工效果,可选择将锚栓规定位移值设置与水平拉杆相同。其次,选择支座,在靠近桥台一端搭板下还需要铺设1~2cm厚的油毡,如果选择板式橡胶材料支座,还需要做好支座之间距离的控制。再次,制作倒角,搭板在使用过程中如果发生转动等情况,将会直接影响到公路路面结构,出现破坏风险,因此,还需要对搭板两端上缘位置做倒角处理。最后,选择填缝材料,搭板与桥台连接位置往往会有接缝,向其中添加填缝材料,能够实现对雨水等的有效预防,当前常见的填缝材料包含有油浸甘蔗板、沥青等,在填缝材料确定之后,进行填缝施工,控制好填缝材料制备浓度,提高填缝施工有效性,取得理想施工效果。
3.2 地基处理
道路桥梁施工过程中还需要结合实际情况进行地基处理,以此提高公路承载能力,同时优化地基性能品质,减少路段与桥台之间沉降差,避免因为沉降导致公路使用过程中发生变形以及错台等情况。
如果道路桥梁施工中地基为软土层地基,且厚度较大,在填入填充材料后,非常容易使软土层地基向两侧挤动,基桩压力明显增加,桥台可能会出现不正常转动以及水平位移。这些情况的出现会对伸缩缝以及支座造成严重破坏,情况严重时甚至导致桥面断裂。因此,为实现对桥台非正常位移现象的有效预防,必须要制定科学合理的解决和应对措施,在提高地基刚度的同时减少回填材料的使用。另外,还可以利用基桩实现对桥台不正常位移的有效约束。
地基处理过程中,沟壑区域有着土壤孔隙大、含水量多特点,可以利用这方面特点在粘土层换土施工,粘土层强度相对较大,同时存在较多的有机物质,结合软土层实际情况明确换土深度。正常粘土层,开挖后可直接进行翻晒作业,如果填土高度未超过4m,那么最佳深度选择0.6m,如果填土高度过大,那么开挖深度需要超过1m,直至满足相关要求,结合土层具体含水量实现对粘土的有效控制,展开回填密实作业。在回填作业过程中需要提前预留60cm空间,使用石灰土等提高粘土密实性。在雨季施工时,粘土无法顺利晒干,在粘土回填施工时,需要全部使用石灰土,石灰土在路基下可起到渐变土层带作用,实现对沉降变形的有效控制。
3.3 台后填筑方式
道路桥梁沉降现象出现包含地基沉降、路面压缩变形、路基压缩变形等,一般路面压缩变形影响相对较小,可忽略。路堤沉降,需要结合沉降时间分为三个不同类型,分别是同结沉降、次同结沉降以及瞬时沉降,其中,瞬时沉降不容易引起桥头跳车,另外两种沉降桥头跳车可能性非常高。在填筑材料选择方面,必须要保证材料质量达到相关要求,填筑材料质量会直接影响到道路桥梁使用过程中的沉降,如果选择轻型填充材料,能够有效避免地基沉降现象,同时降低地基变形和压缩等发生率,填筑材料压实后,压缩模量会有明显提高,能够实现对反复荷载地基变形的有效缓解。即在台背材料选择方面,必须要对其在公路使用方面实际情况有详细了解,同时明确具体施工方法。
在桥台后面填筑材料选择方面,必须要做好材料性能的检查,选择质量优良材料,将其应用在桥台后面5~10m范围。填筑材料的使用需要注意以下几个方面问题:首先,因为压实台后施工难度相对较大,在道路桥梁建设过程中,必须要做好对压实程度的严格控制,所选择的填筑材料需要方便压实施工的开展;其次,道路桥梁之间会产生刚柔过渡,在过渡段填筑材料选择方面,必须要处于桥台与路基材料刚度中间位置,实现柔性过渡;最后,选择的填筑材料还需要有良好透水能力,在材料中掺杂有砂砾土、碎石土等,如果材料不具备良好透水性,还需要添加石灰等提高材料稳定性,另外,还需要注意填充材料使用之前的处理,保证能够更好的应用在工程项目施工中。
4 结语
道路桥梁沉降段路基路面施工技术在实际应用中需要对道路桥梁不同环节之间的联系有充分分析考虑,重点关注相应施工环节材料的选择,保证所选择的施工材料能够满足工程项目实际需要。技术人员在施工过程中还需要做好对外界环境因素的分析考虑,明确沉降段出现的原因以及相关影响因素,对现有的施工技术和工艺进行针对性改进和优化,使道路桥梁沉降段路基路面施工工艺水平有明显提高,降低沉降发生率,提高道路行驶安全性和使用寿命,满足我国交通运输行业发展需要。