路桥过渡段搭板设计与施工研究

2022-11-20王苗苗

交通世界 2022年25期

关键词：土工填料路桥

王苗苗

（唐山市交通运输局公路工程处，河北唐山 063000）

1 工程概况

某高速公路工程位于河北省境内，其设计全长为8.6km，设计行车速度90km/h，工程中包括桥梁1座，桥梁总跨度为200m。施工中应保证路桥过渡段施工质量，保证行车安全。为此，本文对该工程施工中路桥过渡段的设计与施工进行研究。

2 过渡段搭板的设计

（1）搭板设计中主要工作是明确搭板的材料要求、安装方式、设置形式等，本次施工使用的搭板主要是土工格室，再向其中加入填料最终形成搭板。其中土工格室材料的选择，需结合台背填土的高度来确定，且选用土工格室参数符合以下几点要求：

土工格室之间的焊接距离控制在40cm，其高度宜控制在10～15cm，格子中间应使用填料充实，并进行机械压实，使其可以在过渡段位置起到稳固的作用；在过渡段进行搭板安装时，施工单位应遵循上密下疏的原则，从下向上进行搭板安装，布置好的土工格室间距应保持在2m以内，搭板的斜率要控制在1∶1；在搭板安装前需要在桥台的位置进行固定件的安装，固定件应使用锚钉进行固定，同时应建设柔性的结构层，结构层位置在搭板和桥台之间，其主要作用是将搭板和桥台进行连接，避免出现沉降[1]。

（2）结合本工程施工现场的具体情况，在本次搭板施工中共分为三种类型的搭板，分别为重力式搭板、桩柱式搭板、肋板式搭板三种。其中重力式搭板的设置位置主要在台背上，另外两种搭板在施工时应更偏向于位于锥坡中，搭板具体的设置层数，需要结合在台背填筑施工的高度进行确定。

（3）设计阶段搭板的基本参数确定完成后，需要进行建模的方式来验证参数设置的合理性，建模分为小比例建模和大比例建模两种方式，小比例建模主要是为了确定基本的作用原理，难以有效地反映真实的情况，如搭板的高度、间距、层数等，与大比例建模相比局限性更大。因此，本次搭板设计中使用大比例建模的方式进行搭板参数的计算和验证，在具体建模试验过程中，设计单位需要对地基沉降、动荷载的作用情况进行模拟，使其作用于搭板之上，在其作用下可以观测到搭板的变化，明确是否存在搭板损害、折断等问题，从而可以确定搭板的设计参数是否合理[2]。

3 过渡段搭板的施工

3.1 材料设备选择要求

3.1.1 填料

搭板施工之前，施工单位要结合设计要求选择施工需要的材料，在确定填料供应商之前，需要对选择的填筑材料进行试验，并利用各种土质对比试验，明确填料的具体性能参数，然后根据试验结果与设计要求的对比最终选择填料种类，本次施工使用的填料为干容度高、渗水性能好的中粗砂，中粗砂具有良好的稳定性和压实性，完全符合本次施工的要求，填料在进场前，施工单位需要对填料进行验收，填料中不得出现树根、垃圾、草皮等杂物，且填料的性能要与选定前测试的性能保持一致。

3.1.2 土工格室材料

土工格室材料的采购安排专人负责，在采购过程中由监理工程师进行监督，采购的每一批土工格室材料在进场前均需要进行详细的检测。首先要对材料的合格证明、出厂证明、质量证明等证件进行核验，其次需要对材料进行抽样检查，抽样的比例约为材料总量的2%，抽样合格后方可进入施工现场，最后要对材料的土工格室长度、强度、焊距等参数进行验证，本次施工土工格室的长度为15cm，厚度为1.25mm，焊接距离为40cm，材料的拉伸强度均大于25MPa，模量均大于650MPa，均要满足设计中要求的材料性能[3]。

3.1.3 机械设备

本次施工前，使用的设备主要包括运输车2辆、碾压机械2辆、打夯机械2台、射钉机2台及其他小型的机械设备若干，机械准备完成后，施工单位需要安排专人对机械进行调试与养护，在施工前还要进行试运行，检测机械的基本性能，满足要求后开始施工。

3.2 施工要点

3.2.1 整平和振压

（4）有些特殊水域，车辆到达附近岸边很容易，而航标船前往则较困难且耗油、费时、费力，只能依靠其他的方法靠近。

在土工格室正式铺筑前，先要将过渡段台背处的路基进行整平与压实，使其满足基本的施工要求。整平工作中，对路基上的坑槽、坟穴等进行清理，并使用合格的土质材料进行回填，场地整平之后，使用碾压机械进行振压，提升路基的压实度，待处理完成后，需要上报至监理单位，再由现场质量检测人员与监理工程师组织检查验收，验收合格并签字后，进行下一步施工[4]。

3.2.2 固定件安装

在验收合格的施工场地上，先要进行固定件的安装，固定件的施工需要结合搭板的设计要求进行，遵循上密下疏、先下后上的原则设置固定件，固定件的安装位置要按照放样的位置施工，固定件需要使用锚钉进行固定，锚钉通过射钉机械进行施工，在射钉过程中，施工单位需要严格控制射钉的深度，然后依次将固定件安装至指定位置，在安装完成后，需要检查安装的数量、位置及质量，验收合格后开始铺设土工格室。

3.2.3 张拉并铺设土工格室

结合搭板设计的层数、厚度及位置进行土工格室的铺设，在土工格室的铺设过程中，需要将土工格室一侧的位置使用插销和钢纤等连接装置，将其固定于固定件上，同时将土工格室的另一侧拉至指定的工程位置，然后再安装钢钎进行固定，土工格室的张拉均使用人工拉拔的方式进行，每个土工格室张拉后均要进行检查，合格后进行下一个土工格室的张拉，直至土工格室全部铺设完成[5]。

3.2.4 填料施工

土工格室全部张拉完成后，即可开始填料施工，这是搭板施工中的最后一个环节。填料施工中先要将检查合格的填料填筑至土工格室中，再使用机械进行材料的摊铺整平，填筑施工时应保持全面填筑，不能出现漏填的位置，填筑施工后应保持其表面的平整，最后使用机械进行压实，压实工作中要注意机械的行进速度，不能对土工格室造成破坏，待压实度满足施工要求后，方可停止碾压进行验收。

3.3 施工注意事项

（1）路桥过渡段施工中经常出现不均匀沉降的问题，而引起沉降问题的很大一部分因素就是施工区域内土质的问题。我国地域辽阔，在公路施工中经常会遇到软土地基问题，当过渡段地基中存在软基时，由于软基具有压缩性高、含水率高的特点，如施工单位在过渡段施工前不能合理处理，则过渡段施工后就会因为软基的特性而发生沉降，同时过渡段上方有车辆经过时，受到车辆荷载的作用，软基会进一步发生压缩，最终导致过渡段出现沉降问题，严重影响人们的出行安全[6]。

（2）为避免上述过渡段不均匀沉降问题的发生，在本工程过渡段搭板施工前，施工单位应注意对桥背软基的处理，目前常用的软基处理方法包括高压注浆法、碎石桩法、超载预压等。在软基处理前施工单位需要结合施工现场的具体的软基情况，选择合理的处理技术，然后安排施工人员依据处理方案施工，待软基处理完成后，及时检测软基的承载能力变化，若软基区域承载力明显提高，且可以满足施工的基本要求，再开始过渡段搭板施工，以此缩小桥台与路堤之间的沉降，同时保证搭板施工的质量。

3.3.2 做好排水系统

（1）路桥工程长期位于外界环境中，路桥工程不可避免会遭遇下雨天气，在雨水的冲刷下路桥工程表面会积攒大量的雨水，而路桥过渡段作为公路桥梁的连接位置，若不能做好排水系统，则路面的积水就很容易顺着公路桥梁过渡段位置向公路结构中渗透，当积水渗透到公路结构层后，在公路长期行车荷载的作用下，积水就会对路桥过渡段的稳定性造成破坏，同时还会对过渡段搭板造成侵蚀，最终引发过渡段不均匀沉降以及跳车的问题，严重影响公路的使用性能[8]。

（2）为有效解决此类问题，在本工程过渡段搭板施工过程中，施工单位需要注意过渡段排水系统的建设。排水系统可以及时将场地内的积水排出现场，避免过渡段搭板遭受积水的侵蚀，排水系统主要由排水沟和集水井组成，排水沟设置在地基下，在进行地基处理时，施工单位可以挖设一条排水沟，集水井主要是通过在台背位置铺设的砂石材料来实现，先在台背位置铺设一层防水层，再在其上方设置排水管道，管道与排水沟相连，在排水管道周围需要使用透水性好的砂石材料回填，可以将积水汇集至排水管道中，再汇入排水沟排出。

3.3.3 做好台背填筑

（1）路桥过渡段搭板施工完成后需要将台背回填并碾压密实，如在台背填筑施工中，施工单位不能做好施工工作，导致台背填筑质量不合格，则路桥过渡段在运营过程中就会因车辆荷载以及路面恒载的作用，使台背填料在应力的作用下发生压缩，且填料之间的孔隙率快速降低，最终引发台背发生沉降现象，造成过渡段位置存在高度差，当车辆再次通过路桥过渡段时就会发生桥头跳车问题，严重威胁行车人员的安全。

（2）台背回填施工中影响其施工质量的因素可以分为两种，其一是填料本身的问题，若施工单位在台背回填时选择的填料存在质量问题，则回填后的压实度就难以保证，最终就会形成沉降问题；其二是碾压工作不到位，台背回填后需要合理碾压以减少填料之间的空隙，从而确保其承载能力，若碾压时碾压机械选择不合理、碾压遍数不足，均会导致台背压实度存在差异，最终影响台背的回填效果[8]。

（3）针对上述问题，首先施工单位在施工前要做好填料的选择与检测，不合格的填料严禁入场施工，其次在碾压过程中，施工单位应合理安排碾压工序，整个碾压过程安排专人负责监督，最后碾压之后施工单位要安排人员及时检测其压实度，若经检测其压实度不满足要求不得组织验收，需安排人员补压至满足设计要求为止。

3.3.4 做好组织工作

为确保本工程过渡段搭板设计与施工的质量，施工单位应做好组织工作，首先安排设计人员依据工程实际情况，合理出具搭板的设计方案，其次根据施工方案的要求制定过渡段搭板施工的详细施工方案，并组织施工人员，设置的施工方案要经监理单位签字后才能正式使用，待施工人员组织完成后，还需要开展技术交底工作，交底的主要目的是确保所有的施工人员可以详细地掌握过渡段搭板施工的内容及要求，开展技术交底时所有的施工人员全部到场，交底使用书面的方式，技术交底完成后再根据施工方案进行施工[9]。

3.3.5 提升结构强度

路桥过渡段搭板设计与施工中，合理设计搭板所使用的材料，保证搭板施工后结构强度是确保过渡段行车安全的重要保障，如在设计阶段施工单位对搭板的材料设计不合理，或者在施工中因施工人员失误导致搭板结构强度不足，则过渡段搭板施工完成后，可能会在公路长期车辆荷载的作用发生折断，一旦搭板出现折断，势必会造成过渡段发生沉降现象，甚至引发安全事故，因此要避免此问题发生，施工单位要有效提升搭板的结构强度，在搭板施工后可在其上方铺设土工合成材料，以避免搭板因结构强度不足而断裂。