市政路桥过渡段路基路面施工技术
2022-11-15彭锐
彭锐
(广东裕仁生态建设有限公司,广东 东莞 523000)
市政路桥工程在整个交通运输中起着十分关键的作用,随着社会经济的快速发展和地区经济交流的频繁,出行的车辆日渐增多,对路桥的使用有了更高的质量要求,也要求国家强化市政路桥工程的建设。然而在市政路桥的使用过程中,路基路面是承载整个交通系统的关键,尤其是路桥过渡段的软基路基路面,是影响车辆安全行驶的重要因素,如果在施工过程中处理不当会给道路交通安全造成严重的隐患问题[1]。因此,如何有效地解决市政路桥工程施工过程中的问题是当前市政路桥工程建设的主要任务。
1 市政路桥过渡段路基路面施工技术
1.1 粉喷桩加固法
施工单位会结合施工现场布置的粉喷桩预先进行图纸的绘制,给出精确的桩基位置。在挖出软基后碾压土体并进行建筑材料的填充,直到符合相关的操作标准。除此之外,粉体发送器、搅拌钻头、粉煤、水泥及生石灰等施工材料在粉喷桩施工中必不可少。施工单位做好现场施工所需各种材料的检验工作后,就会实施粉喷桩处理的操作流程。需要明确的是,粉喷桩加固是否符合最基本的施工指标直接影响到后期处理的实际效果。在进行具体施工时,可以利用钻头机进行现场的调整,按照特定的节奏实施打钻处理。如果确保桩基底部已经符合特定的高度限度,就可以开展后期的施工流程[2]。
1.2 搭建搭板法
市政路桥过渡段路面施工过程中较为常见的问题是不均匀沉降、桥头跳车等,在进行这些问题的处理时可以在过渡段应用搭板法,如图1所示。桥梁的长度与路堤高度成正比,因此可以在桥梁和路面之间借助搭板构造一个反向坡度,并且在设计过程中确保搭板和桥台保持同样的高度,使其比路面标高稍高,从而形成反向坡。路基处理可以通过搭板的方式进行路基的填筑施工,这在实际的实践过程中取得了良好的施工效果,并且对路基路面抗剪能力的提升也具有一定的帮助。从路面平稳度来看,这种搭板的路基处理方式也能有效提升路面的平稳度,从而降低桥头跳车等情况的发生率,进一步保障了道路交通的安全性。在具体的施工过程中还应该有效提升搭板的抗变形和抗拉弯性能,在路面设计的使用期限内,还应该将搭板随路堤沉降后变化的倾角限制在合理范围以内,搭板的长度要跨越桥台台背。最后根据搭板实际的受力情况借助弹性地基或者简支梁科学计算搭板长度。
图1 桥头搭板钢筋绑扎
1.3 不搭建搭板法
由于搭板损坏后对市政路桥过渡段产生的影响较大,因而国内外很多大型的市政路桥过渡段路基路面的实际施工不再使用搭建搭板技术。在不搭建搭板的市政路桥过渡段路基路面的工程施工项目中,相关的施工人员更应该要提高施工严密性和科学性的重视程度,采取以下措施确保市政路桥过渡段的施工质量。第一,施工单位要充分重视施工材料的特性,确保实际施工过程中使用的材料满足市政路桥过渡段路面路基的具体施工要求。第二,进一步保障施工材料压实工作的效果,使市政路桥过渡段路基路面的强度符合施工要求。除此之外,在不搭建搭板的路桥建设项目中,搭板的作用主要由路面和路基承担,因此重视材料的选择和压实是工程施工中十分关键的内容。
1.4 后台填筑技术
后台填筑使用填料的性能直接决定了市政路桥工程路基路面的质量。因此,相关的施工人员先要进行填筑材料的合理选择,确保使用的材料满足相应的施工要求,同时要严格控制材料质量,确保不存在枯枝残叶、垃圾等杂物影响填筑材料的质量。其次,在后台填筑时要保持市政路桥工程过渡段的排水性,以免路基连接处因排水不佳而出现下沉,影响路面路基的稳定性,进而造成市政路桥过渡段出现较为严重的质量问题。因此,市政路桥工程的施工人员在进行施工时可以采取以下措施确保排水性,以不断提高市政路桥过渡段的施工效果。一方面,基于选择的填筑材料性能确定实际施工使用的排水方式,确保采用的排水方案符合施工的排水需求。另一方面,在施工过程中进行横向排水管和排水盲沟的建设,提高排水性能,以免后台填筑材料被长期浸泡而难以压实。这种排水方法经过长期的实践验证,有一定的排水效果,并且对提高市政路桥工程的施工质量有积极作用。最后,需要采取相关的措施加固后台填筑强度,从而确保后台填筑的稳定性,降低市政路桥过渡段沉降的发生率。因此,市政路桥工程的相关施工人员可以在实际的施工过程中采取以下措施进行填筑部分的加固,确保路桥过渡段的质量。一方面,土木合成材料是填筑加固的最佳材料,可以有效控制外力因素对路桥过渡段的影响,避免路桥过渡段发生沉降。而且这种材料的使用能够增大加固填筑处的摩擦力,从而强化填筑处的抗压能力。另一方面,地基强度直接决定了填筑处的稳定性,因此在进行加固填筑处之前要先进行原有地基的加固,提升后台填筑的稳定性,进一步保障市政路桥工程过渡段路基路面的施工质量[3]。
1.5 预沉降法
预沉降法是利用高频液压振动锤施工筒桩、振动取土灌注桩作为公路路面的承载桩,使路基在筒桩的施工过程中产生预沉降,从而使汽车等交通工具在行驶过程中地基不会产生沉降。在市政路桥过渡段路基路面的施工前期,可以采用预沉降法进行现场施工环境的实时勘测,搜集桥头软基数据信息后,将各种可能给过渡段带来影响的因素进行建模处理,并对影响因素作用下的不均匀沉降情况进行科学分析。结合最终建模结果进行施工设计方案的制定,从而有助于事先控制压缩层中的土基固结沉降,避免在后续施工中再次发生沉降问题,而且这一步骤必须要在桥头软基施工前完成。
1.6 喷射注浆施工
针对市政路桥工程在后续使用中可能发生的不均匀沉降问题,可以通过喷射注浆的方式进行施工处理,有效改善软土路基的性质,使其具备良好的强度与张力。在市政路桥过渡段路基路面施工过程中固结注浆孔时,还需要按照逐渐加密的方式分两序进行处理,优先灌注周边I序孔后,才能灌注II序孔。在注浆孔设置过程中应尽可能选择环向布置方式,同时按照环间分序、自低到高、环内加密的规律进行处理。
2 市政路桥过渡段路基路面施工存在的主要问题
2.1 没有重点勘测路基的实际情况
市政路桥工程的施工单位在进行软土路基路面的实际施工时,应该要做好路基实际情况的勘测工作,以进一步保障路基摊铺的稳定性[4]。路面的地质情况不同所采取的施工处理也不尽相同,然而在市政路桥工程的实际施工中,大多数市政设计单位没有充分重视和关注路基勘测等工作,从而在实际施工过程中忽视了对软基路基的实际情况勘测和考察。为了提高施工进度,也有部分设计单位沿用以前的数据内容进行设计工作。基于这种情况的工程设计,容易给市政软土路基施工带来较多且较严重的问题,影响市政路桥工程的建设质量。
2.2 软土路基处理不当
路桥过渡段常常发生桥头跳车危害的主要原因在于软土路基的处理不当。进行软土路基处理时常常会有以下几个问题的发生。第一,计算错误。在进行软基路基的处理过程中,使用的参数以及计算方式与软基的实际情况存在一定的差异,所以计算得到的结果与实际情况不符,从而导致处理完成后的施工存在很多问题。第二,设计不当。在市政路桥工程的施工过程中,没有进行实际地质情况的现场勘测和考察,仅仅依赖之前的钻探深度和较少布控数量获得的数据,难以真实反映软土路基的实际情况,而且以此为基础的设计会出现很多力学性质和深度方面的问题,如果不能够及时发现这些问题,会使施工设计图存在较大的偏差,严重影响市政路桥工程的后续施工。第三,雨水因素。如果在实际的施工过程中没有综合考虑雨水等相关因素,会严重影响工程的施工,雨水会将路基素土带走,造成水土流失,极大程度地降低了路基的强度。
2.3 台背路堤压实度不足
台背填土是开展市政路桥工程施工作业的基础性环节,该施工工艺的技术水平将会对整个工程施工作业的顺利开展产生较为直接的影响[5]。台背填土压实度不足的问题在工程实际的施工过程中常常发生,容易造成软土路基路面的沉降不均匀。施工工艺的顺序、施工质量控制、填料及施工原料等内容与具体的设计要求不符也会导致地基沉降问题的发生,给路桥路面的平整度带来一定程度的影响。路桥结构如果长期受到车辆载荷和外在应力的作用,路桥间容易发生差异沉降,进而难以进行路面平整度的有效控制。
2.4 桥头引道过渡段的施工不到位
搭板的施工工艺在桥头引道路基工程中较常使用,其主要作用在于提升路基的整体刚度和强度,有效避免路桥间的刚度变化和沉降差异,保障路桥的平整度,降低桥头跳车等情况的发生率。然而,即使在市政路桥工程实际施工时采用搭板处理也仍然避免不了桥头跳车的情况发生,其发生原因主要为桥涵结构和桥头路堤的沉降量大,如果搭板强度和刚度不够很容易造成搭板断板,进而引发桥头跳车现象。此外,桥台伸缩缝的破损、长期雨水的冲刷带走台背填土等因素容易造成搭板与台背路基的脱离,从而使搭板独自受力,引发桥头线性突变,进而导致桥头搭板断板。
3 市政路桥过渡段路基路面施工技术的改善措施
3.1 科学设计施工方案
在市政路桥过渡段路基路面正式施工之前,相关建设单位应该根据工程实际概况做好施工设计工作,并结合施工组织、施工环节、施工安排等内容科学合理地制定施工计划[6]。设计人员在工程正式施工之前,应该综合考虑市政路桥工程的施工规模、施工效益等因素,对整体工程施工作业的等级进行科学合理的划分,不断优化工程项目的施工设计。基于此,市政路桥工程相关的设计人员要做好施工现场环境的实地考察,详细勘测施工现场环境中的软弱路基路面的环境、水文、地质等情况,充分掌握相关信息后再着手下一阶段的工作。同时,市政路桥工程设计人员要积极与现场勘测人员进行有效的交流与沟通,将获得的数据信息与施工实际情况紧密结合起来,科学设计施工图纸和施工方案,有效提高施工图纸和施工设计方案的合理性和可行性,确保市政路桥过渡段路基路面的顺利施工。
3.2 做好桥台软基的处理
基于大量市政路桥工程的建设实践经验,水泥喷粉桩复合地基能够有效进行软土的加固,这种施工方式虽然施工时间短,但是造价较高;超载预压的施工方式能够将施工荷载顺利转换成针对软基的预压荷载,施工流程方便,预算成本较低,但是施工周期较长,施工效果也不完全符合预期;强夯法、爆破法及塑料排水板法等在很多施工作业中都有一定的有效性,但也存在各自的不足。就整体施工而言,桥头软基处理的方式多种多样,每种施工方式的原理、效果及适用范围也存在一定的区别。因此在进行市政路桥工程的实际施工时,施工单位应该要严格结合施工现场的具体情况选择合理的处理方式。
3.3 合理选择路堤填料
在实际施工时要基于所有土壤的对比分析实验开展路桥过渡段的路堤填筑,全面细致地分析和对比不同的土壤种类,并以此为基础进行路堤填料的确定和选择。测定土类液限、塑限等参数,做好土壤的筛分和击验工作,并根据相关参数绘制好压实曲线,进一步确保土类选择的合理性。观察同等压实条件下土壤松铺厚度和压实遍数的曲线关系,进一步确定路堤填料最为合适的土壤,选择不同的填制材料以获得最大的压实强度。填料要尽可能选择容重比较大的砂类土和吸水性能好的材料,以免路面发生不均匀沉降,有效提高压实效果。还要结合材料的透水性、压实特性等内容进行填料的选择。为了能够最大程度地节约成本投入,还要做好各种土壤技术指标的衡量,选择透气性强、渗透性好、干容重较大的最佳砂类土壤。在进行路堤填筑时,施工人员可以用红油漆提前在台背墙上划好标记,通过红线保证每层摊牌厚度的均匀性,以便于施工、监理及建设单位人员的检查。
3.4 设置合理强度的市政路桥过渡段
由于结构、形式、用料等方面的差异,桥台在混凝土路面过渡的实际施工过程中一般会经过一个强度转变的过程,强度由强到弱,因此在进行软土路基的处理时一定要根据不同路段的强度合理选择处理方式,并且要对强度过渡段进行科学合理的设计。在进行路堤的处理时,也要设置合理强度的过渡段。针对这样的情况,国家还严格制定了相关的规定和要求,明确指出了柔性路堤、刚性桥台之间应设置50 m的强度渐变段,确保路堤强度顺利过渡完成。如果现场施工时存在很多的限制因素,导致不能设置50 m长度的强度渐变段,这时应该要结合实际情况进行调整,但要确保长度在30 m以上。
3.5 不断完善桥头搭板的施工
搭板设计的位置特殊性会对路桥基台的承受能力和支撑能力产生较为明显的影响,如果距离桥台过近,会使土壤受到的压力分布不均匀,进而可能在大量车辆通行的情况下导致道路的变形。相关市政路桥工程的建设单位要对搭板施工时的钢筋安装和混凝土浇捣养护等施工作业进行严格把关[6]。搭板钢筋网采用架立筋来确保上层的钢筋不下沉的同时保证保护层厚度;搭板底膜使用砂浆封底,以免跑浆,加强搭板混凝土浇捣养护监管,确保质量。
4 结束语
市政路桥工程在推动国家工业化发展中起着极其关键的作用,然而当前市政路桥工程在实际的过渡段施工和路基路面施工过程中仍然存在不均匀沉降、地基断裂及桥头跳车等问题。随着科学技术的更新,市政路桥工程的施工工艺和施工技术手段也日渐完善,因此市政路桥工程相关的建设单位应该结合过渡段工程设计和软土路基的实际情况制定科学合理的施工方案,不断提升和改进施工技术,加强施工质量的监督和管控,做好质量验收工作,对于施工过程中发现的问题要及时采取有效的措施进行解决,提高路桥道路行驶的安全性,充分发挥市政路桥工程的经济效益。