罗广东
(湖南娄底路桥建设有限责任公司 湖南娄底 417000)
道路桥梁过渡段的路基路面施工技术探究
罗广东
(湖南娄底路桥建设有限责任公司 湖南娄底 417000)
随着我国公路建设行业的不断发展,公路工程施工技术已经变得日益成熟。但是公路桥梁的过渡段路基路面施工却经常被忽视,成为公路工程质量通病。目前,路桥过渡段的施工质量已经成为工程施工中的关键问题。本文主要根据孙水河大桥施工实例,阐述了路桥过渡段路基路面施工技术。
路桥;过渡;填筑;路基;填料
随着路桥工程建设规模的不断扩大,路桥工程施工中的质量问题也广泛的引起来社会的关注,其中一个重要的问题就是路桥过渡段的施工问题,长期以来是困扰路桥工程施工质量的重点,所以,在路桥工程施工中,必须加强对路桥过渡段施工的研究,保证工程施工质量。
路桥过渡段是指路基与桥台连接处,由于路基刚度差异较大,设置过渡段,以保证路面平顺过渡。路桥过渡段作为刚性桥台与柔性路堤的结合部位,在结构上是塑性变形和刚度的突变体。在道路路基与桥梁连接处,因为道路路基与桥梁刚度有比较大的差别,会导致路基和桥梁产生不一致的沉降现象,在路桥过渡点的附近很容易产生沉降差,导致路面产生不规则沉降现象。当行车通过时,就会增加车辆的振动,影响行车安全和稳定。在路基与桥梁之间设置一定长度的过渡段,可最大限度地减少路基与桥梁之间的沉降差,达到降低行车的振动,减缓线路结构的变形,保证车辆安全、平稳、舒适运行的目的。
2.1 加筋土路堤法
加筋土路堤法是在过渡段路堤填料(必要时也可包括地基)中埋设一定数量的加筋材料,形成加筋土路堤结构。该方法不但可以对路堤的强度进行增加,还能够对路堤的稳定进行大幅度的提高,从而对路基变形现象进行显著减少(见图1)。公路部门试验研究表明,使用加筋土路堤结构来处理桥台跳车有两大作用:①能大大减小桥背路堤的沉降;②能将桥背路堤与桥台交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降。
图1 加筋土路堤法路桥过渡段示意图
2.2 碎石填料填筑法
碎石填料填筑法是指使用强度高、变形小的优质材料(如碎石类填料)进行过渡段填筑的方法。该方法是公路系统中一种非常常见的减小路桥沉降差的方法。其设计意图明确,材料性质可靠,易控制,刚度与变形可实现均匀过渡。该处理方法可能存在的问题是桥台台背窄小空间的压实质量不易得到保证,相对较大的自重引起地基的沉降也较大。
2.3 过渡搭板法
过渡搭板法是在过渡段范围内路堤填料上现浇钢筋混凝土厚板,并使一端支撑在刚性基础(桥台)上,利用钢筋混凝土厚板的抗弯刚度来增加轨道的刚度。该法在公路系统得到了最为广泛的应用,也取得了较好的效果。
3.1 工程概况
孙水河大桥按城市主干路双向6车道设计,桥梁设计荷载:公路-Ⅰ级(并按城-A级校核),人群荷载3.5kPa。主桥上部结构采用41.5+75+41.5mY型墩预应力混凝土变截面连续刚构,其中主桥采用挂篮悬浇施工法。引桥采用2×30m预应力混凝土等截面连续刚构,全桥跨径组合为41.5+75+41.5+2×30m,桥梁全长221m。部结构采用左右双幅桥面,桥宽32m=2×[4.5m(人行道、自行车道)+0.25m(路缘带)+3.75m(机动车道)+2×3.5m(机动车道)+0.25m(路缘带)+0.24m(防撞护栏)+0.01(变形缝)]。桥梁车行道横坡采用2%,人行道横坡采用1%。主桥布置图如图2所示。
截止到2015年2月7日,孙水河大桥左右幅南北两岸边跨于2月7日全部合龙,主桥主体结构全部完工,接下来进行左右幅桥面铺装及路与桥过渡段连接等施工。
3.2 过渡段基底处理
按设计的断面尺寸进行过渡段开挖,坡面及基底预留50cm厚度,人工配合机械进行修凿,台阶按相应的尺寸修凿成型,人工清理基底松碴。基底处理完成后,应确保动态变形模量Evd≥40MPa。当基底不能达到该要求时,应加深换填厚度或进行碾压夯实,直到满足承载力要求。
3.3 填料要求
图2 桥型布置立面
施工前对碎石填料、外掺料(P.O.32.5水泥)进行取样检验,填筑时对运至现场的填料进行抽样检验。掺入的水泥初凝时间应大于3h,终凝时间宜大于6h。在试验合格后的碎石厂取料,要求颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%,质软、易碎的碎石含量不得超过10%,黏土团及有机物含量不得超过2%。过渡段施工,级配碎石质量必须满足验标和设计要求。按照验标和设计对过渡段级配碎石填料必须满足规范要求,对原材料进行制备或购买,并对选定的碎石、石粉等进行取样试验和筛分检测、配合比试验。级配碎石的粒径、级配及质量符合验标和设计要求,碎石颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%,质软、易破碎的碎石含量不超过10%。通过试验确定级配碎石,各种规格45~20、20~5、<5mm的碎石一般按0.25:0.3:0.45的比例掺配,每次现场拌合时,经现场试验员确认,整个拌合过程由现场监理见证。
3.4 过渡段的质量控制要点
3.4.1 基坑回填
基坑回填应在横向构筑物两侧同时进行,分层压实,采用小型震动压实机械时,厚度不得大于15cm。压实过程中,应保证结构物稳定,无损伤。基坑回填分层压实标准为动态变形模量Evd≥30MPa,K30≥60MPa/m。基坑回填至原地面后,应用小型振动碾压机压至最佳干密度的90%。基坑回填顶面高程的允许误差为±50mm。
3.4.2 基床表层以下过渡段填筑
过渡段填筑应自下而上,横向全宽每层同步填筑。纵向:横向构筑物两侧过渡段应同步施工。
(1)拌合
过渡段填料采用级配碎石掺水泥的混合料,按照实验室给定的配合比在搅拌站集中进行拌合,且必须拌合均匀。在正式生产级配碎石填料之前,必须先调试所用的厂拌设备,使混合料的颗粒组成、级配和含水量都能达到规定的要求。
(2)运输
装料时,车要有规律的移动,使混合料在装车时不致产生离析。采用大吨位自卸车运输。车辆运输过程中,用防水篷布覆盖。填筑之前计算出当日过渡段级配碎石的需求量,同时结合搅拌站的生产能力,合理组织安排施工,确保级配碎石填筑过程的连续有序。
(3)摊铺与填筑
路基过渡段填筑范围相对狭窄,机械摊铺的同时必须配备足够的人员配合。每层的摊铺厚度应按工艺试验确定的参数严格控制,每层压实厚度不大于30cm,不得小于15cm。采用小型震动压实机械时不宜大于15cm。整形后,当表面尚处湿润状态时,应立即进行碾压。如表面水分蒸发较多,明显干燥失水,应在其表面洒少量水晾干后再进行碾压。基床表层以下过渡段填料采用平地机进行摊铺,但面层及基床表层必须用摊铺机摊铺。碾压采用20t胶轮振动压路机。碾压应遵循先静压、后弱振、再强振的方式,最后静压收光。直线地段应由两侧路肩开始向路中心碾压,曲线地段应由内向外碾压,沿线路纵向行与行之间重叠压实不应小于40cm。横向接缝处填料应翻挖并与新铺的填料混合均匀后,再进行碾压,并注意调整其含水率,纵向应避免工作缝。碾压至基床表层底面后,其外形尺寸允许偏差按表1的要求控制。
过渡段基床表层应与相邻区间路基基床表层同步施工。填筑前,应对下承层进行验收,包括几何尺寸、压实标准。不符合标准的下承层应进行修整。验收标准见表2。
3.3 沉降观测
路桥过渡段,路基与结构物间的差异沉降不大于5mm,过渡段沉降造成的路基与桥梁的折角不大于1‰;过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主,沉降观测期与路基相同,不少于6个月。路桥过渡段在桥台背后1m位置设一个观测断面(见图3),观测断面类型按设计要求。从路堤填筑开始时进行沉降观测,实施过程中,观测时间的间隔还应根据地基的沉降值和沉降速率进行调整。当两次连续观测的沉降差大于4mm时应加密观测频次;当出现沉降突变、地表水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。
表1 基床表层以下过渡段外形尺寸允许偏差
表2 压实标准
图3 沉降观测布置断面示意图
通过施工期系统的沉降变形动态观测,对实测沉降观测数据的分析、评估,评价地基最终沉降完成时间,验证或调整设计措施,使线下基础工程达到预定的沉降变形控制要求,推算出较准确的最终沉降量和工后沉降。
在路桥工程施工中,过渡段施工是工程施工中最容易出现问题的环节。因而,在施工中必须采取有效的措施,避免或者减少路桥过渡段的病害,从而对路桥过渡段施工质量进行保证。
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U416
A
1004-7344(2016)13-0162-02
2016-4-8
罗广东(1983-),男,工程师,本科,主要从事公路与桥梁工作。