道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术探讨

2021-11-23景学东

商品与质量 2021年41期

景学东

河北北方公路工程建设集团有限公司河北承德 067000

基于城市居民私家车保有量逐年增长的背景下，城市公共交通更为拥挤，促使路桥工程建设愈发受到人们的重视。施工前，对道桥建设项目进行严格的地质勘察分析，是形成项目方案、提高管理效能的重要前提。对一些地质结构较弱的区域进行路基路面施工时，应注意控制其质量和承载力，充分考虑实际使用需求，选择高强度的原材料和工艺手段，以提高道桥的施工水平，切实保证道路桥梁在使用过程中的安全，延长使用寿命，促进道桥基础施工技术的发展。

1 沉降段路基路面施工概述

我国道路工程面临着很大的交通压力，路基路面也需要承受更大的负荷。受到人为因素和外界环境因素的影响，道路工程也会出现沉降的问题，导致其内部结构的受力平衡遭到破坏，进一步出现凹陷裂缝。由于道路桥梁衔接的位置沉降不均匀，也会引发桥头跳车的问题，轻度的沉降会影响人们的行车体验，也会影响道路工程后期的维护，如果出现非常严重的沉降现象，就会带来意外事故，甚至会造成难以估量的损失。所以，在施工过程中对沉降段进行妥善处理，需要从路基路面施工入手，切实提高路基路面的承载能力，保证路面的平整度，只有这样，才能够有效防止沉降现象的出现，切实提高公路工程的使用寿命，为人们带来更加安全舒适的行车环境。

2 路基路面沉降机理

2.1 路堤变形机理

实际使用过程中，黏性土的密度和压实度变化相对较大，如果施工现场的地形与条件很难满足黏性土的施工要求，就会影响黏性土的实际使用性能，导致土体中的密实度和含水量很难达到标准的要求，就会留下安全隐患，加大了地基沉降出现的概率。一旦工程项目投入使用以后，由于受到车辆荷载等作用，没有达到标准密级程度的土体进一步扩大，最终会导致地基沉降的问题，使用混凝土浇筑而成的桥台和台背填土，两者之间的柔性有一定的差距，前者的柔性比后者柔性小，在这一差异下，由于车辆荷载及冲击的反复作用，就会导致这两种材料出现变形的差异，最终出现差异性沉降。

2.2 桥头引道设计

由于主客观原因造成的地质钻探布控过少或钻探深度不足，未能准确探明软基范围和深度，造成软基处置的理论计算与选用的计算参数与实际情况不符，导致软基处治设计未能达到规范要求。另外，设计人员对土壤保护理论和科学计算方法及模拟的不足，导致施工时，不与实际地基条件相联系，不与道路的长期侵蚀相联系，这加快了路基损坏的速度，严重削弱了路基的强度和抗剪强度，最终使道桥在长期应用中容易产生不均匀沉降。

2.3 桥头搭板设置

桥头搭板一般将底座支撑放在托座上，使底座与桥底相辅相成，以减轻桥底的荷载。但是，这可能导致力负载不均匀，尤其是当车辆负荷作用于平板端部的点达到了平板端部最大暂挂应力时，该区域可能会长期萎缩。

3 路基路面沉降原因

3.1 地基设计问题

一些施工单位形成的道路桥梁建设方案，尤其是对一些地质结构分布较复杂的区域，没有考虑到区域性软弱地质对建设造成的影响，或仅凭工程建设经验，设计程式化的地基建设方案，而没有考虑到不同地质环境所带来的设计变化问题。地基设计不仅仅是土层分布问题，在一些较复杂的地下水系分布条件下，很容易发生水土流失所导致的沉降，这种情况在进行修复和加固处理时，工艺难度较大，必须引起设计和施工单位的重视，合理平衡使用需求和对实际环境产生的影响，更好地保证工程方案的科学性和合理性[1]。

3.2 连接缝隙

通常会在桥头利用桥梁伸缩缝的连接手段。但是，如果后期路基路面出现了沉降问题，就非常容易导致桥梁两端和桥头路基之间产生连接缝隙。而再由于车辆长时间的行驶，道路桥梁的压力就会急剧提升，并且连接缝隙问题也会在一定程度上影响桥梁的正常通行。综合而言，假如建设企业不能及时对连接缝隙问题开展修复和完善工作，不仅仅会在一定程度上影响道路桥梁的承载限度，而且还会降低桥梁的使用时间。当前我国几乎50%的沉降路段都会在桥梁连接处产生跳车问题，其最为普遍的修补手段就是向出现跳车问题的附近路段填充材料。

3.3 路堤压实问题

在实际施工的过程中，路堤填筑前需要对原地面进行压实处理，一旦施加的压力不足或者是选择的工艺不正确，势必会影响到后续工程的应用效果。一般情况下针对特殊的路段，需要采取科学的方式做压实处理，以确保土基和填料能够有效结合。如果方式不当也会出现路基承载力低下的情况，甚至出现填料位移的问题。桥梁台背填土压实技术、路基填土压实技术需要兼顾各方面的施工标准，规范化施工[2]。在实践中发现，填料在压实时的松铺厚度、机械选择以及填料的含水量，都会对压实度造成影响，如果填料压实不到位就会出现路基沉降不均匀的情况。

3.4 基坑变形

由于土压骤降问题会发生变形，给工程安全带来很大危害，同时，也会造成不必要的经济损失。基坑变形是因地质环境变化而产生的一种现象，如果不加以控制，使用过程中会出现变形加剧、倾斜甚至坍塌的情况，特别是桥梁工程，其后果危害严重，必须引起工程技术人员的高度重视，运用准确有效的监测手段及时发现并加固处理。在一些复杂的工程中，基坑变形是一个连续发生的过程，前期及时有效的监测能更好地处理这类事故，也是一种常用的管理手段。

4 沉降段路基路面施工技术

4.1 科学设计路基路面结构

沉降段路基包括坡面、边界层和路基主体，同时设置护坡，以保护路堤不受雨水侵蚀，保持结构设计的稳定性[3]。此外，还应进行地基处理，以提高桥梁软基的性能，当土工地基厚度较大时，可将一些高性能材料加到填土中，为提高回填土的强度和路面基层的承载力，对原路面进行了路面基层处理。回填土可采用沥青混凝土，并可掺入粒径均匀的砂石。该材料可大幅度提高回填的承载力，在回填实施过程中，进行分层回填，控制每层厚度及各节间的连接，避免出现施工缝。铺设1层，并对其相容性、含水量等参数进行检测，确认符合标准规范要求后，方可进行下道工序施工。只有控制好上述参数，才能使路基和路面的承载力达到设计要求，减少沉降和变形。

4.2 搭板建设

搭板工作要在确保搭板和路基顶面维持平行位置关系的基础上来开展，这样一来，最终就可以使得搭板的顶面和桥面层底的标高保持一致。此外，在后续的建设过程中，施工企业要想确保道桥项目的建设流程更加顺利、安全、稳定，可以事先利用橡胶材质的支座来开展测量工作，进而高效确保道桥的使用时间。与此同时，建设过程中所利用的支座要放置在搭板的四周，并且牛腿和桥台之间应该体现出一种倒立的状态，这样不仅仅可以最大限度地提升道桥的稳定性，而且还可以确保路基和桥梁之间完美过渡的同时降低事故出现的概率。除此之外，在搭板建设过程中，建设人员还要尤其重视大雨浸泡问题，所以，施工人员一定要事先利用优良的防水材料对搭板和桥头缝隙开展倒灌工作，进而高效确保道路桥梁的综合建设流程不会受到雨水的影响[4]。

4.3 软弱地基处理技术

在厚度较大的软土层进行地基施工时，一般会设置高路堤，在路堤中添加合适的填充材料，软土层地基在填充材料的作用下就会出现形变，从而会对桩基产生极大的作用力，很容易出现桥台转动的现象，破坏整个桥梁的支座，甚至还会加大伸缩缝的宽度，导致桥面出现裂缝。所以，施工企业在选择填充材料的时候，需要以轻质材料为主，在施工过程中提高地基的刚性，防止地基结构出现变形，由于沉降段经常会出现在低洼沟壑的区域，这样的区域一般以黏性土为主，土壤中含有的有机物含量相对较高，而且水含量也很高，在具体施工过程中可以对黏性土进行以下处理。第一，对于一般的黏性土可以使用边挖掘边晾晒的方式，减少土壤中水分的含量，开挖深度也应该与填土的高度直接关联，举例来说，如果填土的高度小于4m，那么开挖控制在0.6m左右，如果填土的高度超过4m，那么开挖的深度需要控制在1m以上，使用这样的方式就能够使黏土得到充分的晾晒，提高土体的密实度。第二，如果在施工过程中遇到雨季，可以使用石灰土进行回填，石灰土和黏土进行充分混合，就会吸附粘土中的水分来提高土壤的密实度。

4.4 台后填筑

（1）为了保证工程的质量，施工人员需要对桥头的基底进行科学处理，并且需要采取分层回填夯实的方式进行。

（2）施工人员在开始施工之前，必须根据现场进行全面勘察，全面掌握现场的实际情况，从而制定科学合理的施工方案，在方案中应尽可能地呈现出工程中存在的难点和注意事项。在施工时应严格按照施工方案中的措施和技术严格操作，这样可以提升路基建设的质量，减少路基路面出现沉降的几率。由于桥台地基的应力比较小，为了保证桥台的承载能力，施工人员应先在其基底中进行打桩处理，稳固地基的稳定性，提升土层的支撑能力。当回填作业操作完成之后，应将其放置几天，让土层能够更好地完成沉降，这样可以提升回填的质量，保证桥台打桩的质量。

4.5 路面变形处理

首先，应积极采用桥台软基结构的填筑技术措施，如果沉降段路面已经出现了压缩变形的问题，就要采用填筑技术，按照沉降段的强度情况针对性填筑处理，因地制宜选用填筑所使用的材料与施工技术措施，在减小沉降的情况下解决压缩变形问题。还可以使用塑料排水板、夯实等技术方式，尽可能采用水泥旋喷桩的技术，提升加固的效果，应对变形的问题。施工工作中还需对比不同的技术方案，按照地域性的特点选择最佳的方案措施，消除不均匀沉降，开展桥台部分的预压处理工作，增强稳定性、牢固性的情况下，预防后续出现质量问题和事故问题。其次，为了预防出现变形问题，还应该采用排水技术，主要因为在排水不良的情况下，水分侵入路基路面，会出现坍塌、翻浆等问题，危害性较高。所以，企业必须要科学应用排水施工技术，按照当地区域的状况设置横向排水管道，开展截水沟施工、急流槽施工等等，设置边沟地表排水管道，加快排水速度的情况下，规避变形的问题。最后，在应对变形问题期间还应注重压实技术的应用，严格进行含水量的检测与控制，协调摊铺的速度、明确设定碾压的长度，在风速较高的气候环境中，可以适当缩短压实的长度，以免出现压实质量问题。

4.6 完善排水施工

在施工现场可能会出现大量的降雨问题，因此，在进行桥梁工程施工时，一定要及时排除积水，防止留存安全隐患。抽排水处理时，可能会因土体环境承载压力骤降而出现地质沉降问题，施工技术人员要做好防治工作。首先，对于基坑内的排水可采用边坡护理和管道抽取的方式，沿基坑外侧设计集水井，具体间隔可根据实际需要调整；井内如需安装潜水泵，可与污水管道直接相连，使积水迅速排出，以便于缓解基坑排水引起的压力骤降问题。其次，对于一些排水需求量较大的工程现场，可采用排水沟的方式进行施工，在沟壁位置用专用砂浆材料进行砌筑处理。一般的排水沟倾斜度控制在1%左右，如果地质环境条件比较特殊，需用钢筋加固，以保持支护结构的稳定性，避免因抽排水工程引起地质沉降问题。