高速公路路基桥涵过渡段施工的安全质量管控对策

刘志航

（广东潮惠高速公路有限公司兴汕建设管理处，广东 汕尾 516600）

0 引言

高速公路线路通常包括桥梁、路基和隧道等结构，这些结构在强度、刚度以及变形量中存在较大的差异，该问题会给施工质量带来较大影响。在高速公路上，路基与桥涵之间连接的过渡段一直是这一类建设项目中最薄弱的环节。一方面，二者之间在刚度上存在较大差异，会造成公路的刚度突变；另一方面，二者之间的沉降差也会造成公路在后期运营中出现不平顺的问题，严重影响公路整体使用效果。由于当前很少有学者专门对过渡段的施工安全质量管控进行研究，为改善该现状，提升过渡段的施工质量，该文以某高速公路为例，针对其路基桥涵过渡段施工提出相应的安全质量管控对策。

1 工程概况

为提高路基桥涵过渡段施工质量，确保其具备足够的安全性，以某高速公路建设项目为例，针对该公路路基桥涵过渡段施工提出相应的管控对策。已知该高速公路建设项目沿线上一座桥梁建立在山坳结构上，其现场施工条件复杂，且具有一定特殊性，因此针对该情况，在施工中采用预应力混凝土T 型桥梁作为基本结构，将其平面设置在半径为1200m 的左偏圆曲线上。将该项目路基与桥涵的过渡段施工作为重点，其中包括了1 号桥台过渡段和10 号桥台过渡段。过渡段的全场为22.5m，填土高度为7.23m，边坡坡度为1 ∶1.2。在各个过渡段层中将填料的厚度控制为30cm，误差不超过±1cm，并设置3 层，及总厚度为（45±3）cm。该高速公路建设项目在设计阶段对路基桥涵过渡段的差异沉降量标准设定为±5mm，如果超过该范围，就说明施工存在不合理的问题，施工质量无法满足后期公路使用的要求。在具体施工过程中，按照地基处理、填料、施工工艺以及过程控制等环节施工。确定该工程项目的填筑材料包括灰土、碎石灰土以及级配碎石等。在施工中，遇到过度不平顺的问题，为此，采用加筋土法进行处理，将角砾土作为主要填料原材料，加筋材料选用单向土工格栅。

2 高速公路路基桥涵过渡段施工的安全质量管控对策

为提升高速公路路基桥涵过渡段施工的安全性，该文提出以下安全质量管控对策，如图1 所示。

图1 安全质量管控对策

2.1 控制过渡段两侧排水

为保证上述高速公路建设项目的质量符合设计阶段的差异沉降要求，针对其施工过程中进行管控。首先，针对该高速公路建设项目中的路基桥涵过渡段范围以及两侧排水问题进行控制。在施工中，要求过渡段与其相邻的路段路堤应当形成排水体系，以防止过渡段在实际施工中出现受水浸泡或冲刷的现象，保证后续施工顺利进行。为进一步提高排水效果，需要在过渡段边缘位置建设排水设施。

在设计排水设施时，需要对高速公路路基桥涵过渡段未来运行期的洪峰流量进行计算，如公式（1）所示。

式中：为径流系数，为暴雨雨力，为流域汇流时间，为暴雨指数，为流域面积。在求得近几年的洪峰流量后求出历史洪峰流量的变率，如公式（2）所示。

式中：U为高速公路路基桥涵过渡段历史年份中剔除最高值后遇到的最大洪峰流量，U为高速公路路基桥涵过渡段历史年份中剔除最低值后遇到的最小洪峰流量，为统计总年长。

为保证过渡段两侧能够快速排水，应根据以上洪峰流量设计排水体系深度。在设计时，应注意防止附近出现水土流失的问题，尽可能第不破坏施工区域原有的天然体系，尽量采用有利于地质条件的布置方式，建立人工沟渠。对过渡段两侧路基的排水体系来说，还应结合该高速公路建设项目所处地理位置的水文条件和道路等级进行调整。在建立排水体系时，应做到就地取材，尽可能地减少排水体系对路面造成的破坏，并且避免水流入路面结构中。通过上述管控对策，提升路基桥涵过渡段承受荷载和承受雨水共同作用的能力。在设置排水体系时，横向位置应布置在路基路肩外侧或较低的路堤坡脚外侧。在设置其纵坡时，应保证其方向与路基桥涵过渡段路线纵坡一致，并且将其角度严格控制在0.5% 以内。设置排水体系长度时，应使其保持在合适区间，根据对该工程进行分析，可知在单向排水长度上每隔100 m～150 m 设置1 个出水口是合适的，可以避免出水不及时导致过渡段两侧因长时间无法排水造成路基桥涵受流水侵蚀出现质量问题的情况发生。最后，在对过渡段进行施工时，需要同步进行相邻路堤的施工，将其看作一个整体，从而进一步提高整体施工总质量。

2.2 控制填料颗粒级配与含水量

在完成对过渡段两侧排水的控制后，需要从施工填料的角度出发，通过控制填料颗粒级配以及含水量，提高施工质量。通过运输车辆将拌和完毕的材料输送到施工现场。在应用这些材料进行施工前，需要对材料质量进行抽验，主要针对材料的颗粒级配以及含水量等参数数值进行测定。在抽验过程中，每组材料都需要至少抽取一次。当测定结果中的数据出现明显变化，并超出规定范围时，则需要立即进行抽样复测，并将得到的测验结果反馈给搅拌站。由搅拌站对填料的配比进行调整，保证最终施工中使用的填料质量符合规定要求。在选择原材料时，尽可能地选择品质优良的材料，为级配碎石质量奠定基础。在过渡段填料时，很容易出现填料浪费以及容易出裂的现象，为此在确保填料质量符合要求后，需要结合过渡段施工的具体填铺厚度要求以及运输车辆每次能够输送的材料量，对方格网面积进行测定，可选择通过石灰撒线的方式，划分填料区域方格网结构。在填料时，应严格按照方格网的规格进行填料，并确保方格网中每个边界线都能够超填10cm～15cm。级配碎石和级配砂砾石必须严格按照国家标准GB/T14684—2001，见表1。

与表1 中数字相比，砂的实际颗粒级配除4.75 mm 和0.60 mm 筛可以略有超出，但其超出总量应小于5%。在过渡段的每层进行填料时，都需要重新确定填料的颗粒级配以及含水量，保证其参数符合标准要求，保证其具备均匀性以及稳定性的基础上，才能进行碾压夯实。过渡段填料颗粒级配碎石填筑处理方法如图2 所示。

图2 过渡段填料颗粒级配碎石填筑处理方法

表1 GB/T 14684-2001 颗粒级配

2.3 控制过渡段压实质量

在进行基坑回填时，选用强度等级为C15 的素混凝土，通过搅拌站进行集中拌和，在进行密实处理时，采用插入式振捣器进行振捣。在回填完毕后，针对过渡段的基底进行处理，清除掉表面的松软土以及腐殖土，利用振动碾路机进行密实。再针对地基的系数进行检测，保证其符合控制标准（大于或等于60 MPa/m）后，才能够进行后续施工工作。以上是控制过渡段压实质量的一般做法，但是在进行过渡段压实过程中，很少会对填料水泥含量进行测定，只是进行压实，再人为观察压实质量，很容易导致压实质量存在问题。为解决该问题，需要在填筑过程中，每填高90 cm 就应对左、右和中间位置进行填料水泥含量进行测定，保证水泥含量控制在试验标准配比量的±1%。针对过渡段级配碎石填层的压实标准：对地基系数来说，为保证实际施工中地基系数符合施工质量要求，需要将其压实度设置为大于150 MPa/m；动态变形模量压实大于50 MPa/m；变形模量压实应大于80 MPa/m。每压实一层都需要对其孔隙率进行检测。在压实区域选取3 个测点，分别位移过渡段左侧、右侧和中间。每填高25 cm，都需要对其动态变形模量进行测定，同样按照上述方式选择3 个测点，针对过渡段的压实不符合上述标准的区域，需要使用碾压机对其进行反复压实，通过该方式解决以往目力检测压实质量的问题。在进行压实处理时，需要先进行静压处理，再采用振动碾压的方式完成4 次压实处理，振动压路机需要采用50t 以上的，使振动频率应贴近基底土层状态，最后，再进行一次静压。在过渡段压实处理施工过程中，碾压次数应在8 次以内，如果超出8 次仍然没有达到预期的压实效果，就需要对压实位置进行开挖，并再次检验填料质量。为进一步提高压实质量，还需要对压实过程中碾压的顺序进行调整，采取先向两侧碾压，后中间碾压，先缓慢碾压，后快速碾压的方式进行压实，压实交接位置需要互相重叠压实，并针对靠近桥台的区域进行横向碾压。

3 管控效果

该文针对某高速公路建设项目中的路基桥涵过渡段施工提出了3 个方面的质量管控对策，为验证上述内容是否合理，根据该工程项目的基本施工条件，将这3 个方面的对策应用于该建设项目中，并采用对过渡段承载能力进行检测的方式，分析管控效果，在对过渡段承载能力检测时，采用灌砂法和环刀法相结合的方式，在过渡段的施工区域内，每间隔5 m 设置1 个监测点，共设置10 个监测点，其中5 个位于过渡段左侧，另外5 个位于过渡段右侧。针对各个监测点的承载能力进行测定。为方便论述，针对各个监测点进行编号，分别为GDL-01、GDL-02、GDL-03、GDL-04 和GDL-05、GDR-01、GDR-02、GDR-03、GDR-04 和GDR-05。在检测过程中，利用分离式千斤顶进行加载，并利用油压表对其应力进行记录，利用百分表对沉降值进行测定。其中油压表的测定精度为0.3 级，百分表的分辨率为0.01 mm。为了量化过渡段的沉降能力，将K30作为评价量化指标。K30 为荷载强度与标准沉降的比值，通过该量化结果评价过渡段承载能力，测定得出的K30 数值越大，则说明过渡段的承载能力越强；反之若测定得出的K30 数值越小，说明过渡段承载能力越弱。根据上文，针对10 个测点的K30 数值进行计算，并将得出的结果记录见表2。

表2 管控对策实施后的质量效果记录表

通常情况下，在正常高速公路建设项目中，符合质量要求的路基桥涵过渡段K30 值应大于150.0 MPa/m。从表2 中的数据可以看出，各个测点的K30 值均超过这一标准数值，说明各个测点上的承载能力均符合要求。因此，以上数据可以证明，在应用上述3 个方面的管控对策后，可以明显提升过渡段的承载能力，保证施工质量。

再对施工完毕后过渡段的差异沉降量进行记录，通过上述论述可知该高速公路建设项目在设计阶段对路基桥涵过渡段的差异沉降量标准为±5 mm，将这一标准作为评价指标，进一步对过渡段的质量进行验证。在过渡段上平均划分5 个区域，每个分区对应编号I、II、III、IV 和V。针对每个区域利用HR8066 型号沉降监测仪对其沉降量进行测量。HR8066 型号沉降监测仪的测量精度为±0.1 mm，电源为5 V～24 V。将HR8066 型号沉降监测仪测量结果记录，并绘制成表3。

从表3 中的数据可以看出，采用该文上述3 个方面的对策对该高速公路建设项目中路基桥涵过渡段的施工质量进行控制，5 个区域的沉降量均在标准范围内，并且随着天数的增加，各个区域的沉降值并没有出现明显增加的趋势。因此，上述结果说明，该文提出的管控对策很好地控制了过渡段沉降量。

表3 路基桥涵过渡段沉降量记录表

综上所述，该文提出的管控对策在实际应用中能够提升路基桥涵过渡段的施工质量，以此保障公路的安全。

4 结语

对高速公路建设项目来说，其施工要点较多，路基与桥涵过渡段的质量控制难度较大，若控制不合理则会造成跳车和错台问题产生，进而造成高速公路的通行服务质量降低。针对这一问题，该文以具体高速公路建设项目为例，针对其路基与桥涵的过渡段施工提出了3 个方面的管控策略，并采用对过渡段承载能力和沉降量测定的方式，验证了管控对策的可行性，通过该文研究，为保障高速公路路基桥涵过渡段施工安全提供一定的帮助。