市政路桥沉降段路基路面施工技术探索

刘 甫

广州市第二市政工程有限公司 广东 广州 510000

土层结构、沉降结构以及施工设计等内容为路桥沉降段施工中的关键内容，在实际施工过程中，上述工序经常会出现一些施工细节层面的问题，对沉降段路基路面施工质量产生不利影响。现阶段，针对此类问题的施工技术的应用方法已经相对成熟，但因市政路桥施工作业在环境因素、人员因素和相关政策因素的影响下，具有一定的不确定性，导致路基路面施工技术的具体应用过程依旧存在一些问题。施工管理部门除了要做好施工准备工作之外，还应将施工技术应用到具体的施工环节中，从搭板施工、路基施工等角度来看，提高路基路面施工技术的应用质量，也可提高市政道路工程的整体施工效能[1]。

1 市政道路桥梁工程路基路面沉降机理分析

1.1 路堤变形机理分析

在路堤施工作业时，施工材料的自重会对路堤形成横向的挤压应力，这种挤压应力虽然具有一定的扩散趋势，但是因实际的应力作用时间相对较长，也会促使路堤出现类似于疲劳应力的情况，最终导致路堤出现变形问题。但自重引起变形的问题，往往在实际的施工作业中相对容易处理，只需要做一些加固的设施或者合理选用施工材料即可。真正影响较大的问题是，路堤本身的材料属性以及结构形式。一般而言，路堤变形是一个相对缓慢的过程，实际的变形效果也与实际的施工环境有关。如果施工作业的路段相对平缓，施工中温度变化的情况也不多，则实际的路堤变形应力表现并不明显。但如果环境因素变化较大，则可能会引起路堤施工变形问题。究其根源，材料会在实际的施工作业中出现变化，即：含水量、物理粘性等。在这种物理特性变化的影响下，路堤自身就会出现应力应变。从而结构外表上观察，即可表现为相对明显的路基路面沉降现象。在施工作业时规避此类问题，而后续的道路运行过程中，路面承载力的变化相对频繁，经常需要通过一些重量相对较大的车辆，则在此时，路堤依旧会出现一些疲劳应力的情况，持续性的变形问题依旧会出现。

1.2 台背地基变形机理分析

首先，台背地基本身的施工工况相对复杂，其地基依附的底层结构往往需要直接接触形状复杂的地面，地面本身的结构形式也很复杂。其中，可能会存在较大的结构孔洞，一些缝隙问题也相对明显。虽然在施工作业中，施工人员可灵活调整材料比例，对这种施工结构上的缺陷进行补足，但往往依旧无法从整体上有效改善台背地基的施工作业环境[2]。综合此类因素，之所以会导致市政道路桥梁台背地基出现变形问题，是因为地基基础结构应力强度不足，并且还会出现一定的应力集中问题。尤其是在一些底层路面凸起的位置，其上方的应力集中效应相对明显，此处也最可能出现应力破损问题，反映在路基路面上，即为沉降的同时，出现裂缝和裂纹。另外，从市政道路桥梁整体施工的结构高度角度分析，两头施工高度往往较中段施工高度大，这也会间接引起台背地基变形问题，这种问题与结构应力集中现象相关，但并不会像局部应力集中问题那样引起相对剧烈的变形问题。但需要注意的是，台背地基变形问题与沉降路段整体施工的结构问题相关，并且这种问题往往表现并不明显。再加之，施工环境相对复杂，有可能会表现为隐形变形问题，影响市政道路桥梁沉降段施工的整体质量。

1.3 桥头搭板变形机理分析

桥头搭板变形问题一般与桥头搭板连接应力问题相关。其实，从沉降段路基路面整体施工结构角度分析，桥头搭板已经处于沉降段末端，其实际的沉降问题或者变形问题表现并不明显。换言之，从道路运行的实际效果来看，桥头搭板变形问题往往很难避免，这种断裂式的连接工艺势必会产生结构应力。并且，如果连接形式选择不合理，这种应力表现可能会相对明显。具体而言，在连接处，车辆通行时的纵向压力会存在周期性的变化，这种周期性的应力变化会致使连接处出现应力疲劳的问题，并且这种应力疲劳的问题会逐渐扩展，扩展的范围甚至会扩展到整个桥头搭板。尤其是在夏季施工过程中，在热胀应力的作用下，桥头搭板自身的应力传导效果也会更加明显，促使搭板末端承受的应力值增加，最终导致桥头搭板出现永久性的变形问题。更为关键的是，如果这种变形问题不能及时得到解决，则可能会导致相对明显的桥头沉降问题，影响市政道路桥梁整体的运行效能[3]。

2 市政道路桥梁工程沉降路段路基路面施工问题分析

2.1 土层结构问题分析

在市政路桥施工中，施工路段土层结构形式对路桥施工质量具有直接影响，也是引起路基路面出现沉降现象的常见原因。一般而言，路基路面底层土质结构需要适应具体的施工结构性需求，包括结构稳定性和结构可靠性需求，其与具体的材料应用质量以及沉降段施工工艺的应用要求相关，如果土层结构不能够支持施工人员应用某种施工技术或者施工设备，则其可能会在施工过程中出现应力性的沉降问题，土层内部的结构也会出现明显的变化。在施工中，土层结构如果较为松散，则其内部结构中的空间就会相对较大，整体应力承受能力偏弱，吸水性较强，这就导致在路基路面施工中容易出现吸水性的沉降问题，并且沉降的面积往往较大，沉降现象也相对明显。从此角度分析，为了解决此类问题，施工人员应从改善土层结构以及应用辅助性的结构强化基础设施为主，此间，更需要结合实际的施工工艺应用要求以及具体的施工建设环境，确保市政路桥沉降段路基路面施工安全高效。

2.2 沉降路段结构设计问题分析

通过上述变形机理的分析，不难发现，在沉降路段的施工作业中，存在结构设计问题。这种结构设计问题不仅会影响路堤的施工结构合理性，也会影响桥头搭板的整体布置形式[4]。从沉降段路基路面变形趋势的角度分析，沉降段结构设计问题是变形问题的内因，这种结构设计问题在变形的初期好像影响不大，但由于结构设计的不合理，往往会导致一些应力持续存在，并且会持续存在很长时间。结构设计问题在初期并不会表现得很具体，但在市政道路桥梁的长时间运行之后，则会出现疲劳应力问题，引起一些关键结构出现应力损伤。另外，结构设计问题对施工材料的应用流程也会产生一定的影响，先影响市政道路桥梁施工材料的应用成本，再影响市政道路桥梁运行的整体经济效益。

2.3 台背地基压实度问题分析

台背地基变形问题与台背地基压实度问题相关，并且如果出现了结构设计的不合理问题，这种相关性还可能增加。通过对以往施工数据的分析，台背地基压实度参数过小，不能形成有效的地基组织结构形式。反之，台背地基压实度过大，可能会导致市政道路桥梁内部应力过大，甚至会引起应力集中类型的问题，引起路基路面出现变形的情况。从此角度分析，在路基路面施工作业时，施工单位应针对实际的市政道路桥梁施工环境选择合适的地基压实度参数，确保台背地基压实度可满足结构施工的质量要求，进而可有效避免沉降变形的问题。此间，需要注意的问题时，台背地基的填充材料也会对台背地基的结构属性产生影响，并且这种影响往往还会相对明显，包括填充材料的结构物理属性、含水量以及填充材料的粘性等。

2.4 桥头路基施工问题分析

前文已经对桥头路基施工中的变形形成机理进行了详细地分析，不难看出，在实际的施工建设过程中，如果桥头路基的桥头板连接处的施工结构存在问题，则可能会导致连接处出现应力集中问题，这种应力集中问题也会存在一定的蔓延趋势。但需要注意的是，这种问题其实属于施工过程中的结构问题[5]。既然是结构问题，在初期的设计过程中就应引起施工单位的注意。若要切实解决桥头路基施工问题，施工单位则应从施工结构设计的角度分析，即：如何优化桥头路基结构的设计形式，并将这种设计形式与实际的施工问题对应起来。此间，施工单位也应关注施工技术应用的规范性，借此切实提高施工技术的整体应用质量。

3 市政道路桥梁沉降段路基路面施工技术应用方法分析

3.1 路桥路基施工技术应用方法分析

在应用此类施工技术时，施工人员需要将技术的应用与施工建设材料的选择过程联系起来，从材料本身的属性角度分析技术应用的实际流程。同时，施工人员也应对路桥路基施工地段的土层性质进行分析。一般而言，如果施工路段的土质情况为软土地基，则其实际的压实效果并不好，存在一定的压实反弹现象。并且，由于软土地基自身的结构特性不强，其内部的结构应力虽然不会出现明显的应力集中问题，但也不会形成有效的组织结构应力，并且，实际的施工强度往往不能满足路基路面的施工强度要求。为此，针对这种软土地段，施工人员可选择平铺土施工技术，将吸水性相对较好的土层平铺于软土层之前，并在合适的压实力作用下，促使土层可形成相对明显的融合趋势，进而对软土层的土质进行合理的改善。施工人员在选择平铺土时，一定也要选择强度属性相对明显的土质，这种土质可在一定程度上降低回填土的整体用量，并且可在短时间内改善软土层的结构属性，降低施工材料的整体吸水率。在这种情况下，路基路面沉降问题即可得到较好的改善。

3.2 排水施工技术应用方法分析

排水施工在路基路面的施工作业中较为常见，尤其是在沉降段路基路面的施工作业中，这种施工技术显得尤为重要[6]。一般而言，路基路面施工中应用的材料会渗透出较多的水分，如果这种材料渗透水无法得到及时地处理，则会反噬材料本身的结构，增加材料的整体含水量，导致材料整体变软，无法形成相对完整的结构形式，进而可能会出现相对明显的结构沉降问题。为此，在施工中，施工人员一定要在沉降路段设置排水设施，包括内部的排水管道以及与施工作业流程相关的排水渠道等（如图1）。另外，从施工中环境变化的角度分析，如果遇到雷雨天气，施工路段的含水量会急剧增加，如果雨水得不到及时地排放，也会出现上述问题。为此，为市政道路桥梁沉降路段架设排水基础设施，具有非常关键的作用。并且，从路基路面施工作业安全性的角度分析，良好有效的排水设施也可在一定程度上提高施工作业的整体安全性。这种安全性不仅指路基路面施工结构的安全性，也与施工材料的应用安全性相关。

图1 排水管道的施工

3.3 路桥搭板施工技术分析

为了解决在施工作业中出现的搭板连接应力问题，施工单位应在设计阶段选择合适的搭板连接形式。一般而言，简单的搭建连接形式会导致连接处存在结构高度方面的应力集中问题，这种应力集中问题会直接导致连接处出现应力变形，影响搭板连接施工的整体质量。为此，施工单位在开展施工设计时，可选择横向锚栓连接的形式，将连接板横向连接在一起，并施工较多数量的紧固螺栓进行紧固。但需要注意的问题时，横向连接形式可能会导致搭板在使用的过程中出现横向拉应力，这种拉应力会导致紧固螺栓出现变形。虽然这种变形的趋势并不明显，但一般出现变形，之后的变形速率将会剧烈增加，从而在短期内引起路基路面的沉降问题。从此角度分析，在使用横向连接结构时，若要切实解决连接处拉应力的问题，施工单位可在连接处设置连接拉杆，将搭板与桥头连接处紧密结合在一起，从而形成可抵消横向拉应力的内部挤压应力，这种即可促使路桥搭板在综合应力的作用下，形成相对稳定的受力模型。借此，路桥搭板的整体受力情况将会趋于合理，变形趋势也会大大减弱。

4 结束语

总之，在应用沉降段路基路面施工技术时，应明确技术应用的实际环境。这就要求在开展施工作业之前，施工单位应针对市政道路桥梁开展施工环境调查工作。施工单位可组织专门化的施工环境调查小组，这样也可在一定程度上提高环境资源调查工作的专业性。以此为基础，施工单位更应做好施工设计工作，将施工设计工作与沉降段的实际变形问题对应起来，从施工材料以及施工结构形式等角度分析引起此类变形问题的原因，从而可及时、合理地应用排水技术与紧固技术，提高市政道路桥梁沉降段路基路面施工工作的整体质量。