方伟明
杭州余杭区交通项目管理有限公司 浙江杭州 310000
路桥过渡段作为道路设计的重要组成部分,是路基与结构物等衔接时需特殊处理的地段,其质量的控制更显得尤为关键。目前,我国道路桥梁施工技术逐步完善,但路桥过渡段的结构设计和施工技术仍存在一定的问题,路基不均匀沉降的现象时有发生,致使路面产生凹凸不平,甚至产生桥头跳车的问题。基于此,必须严格把控路桥过渡段的结构设计,根据公路工程建设规范和法律法规,对路桥过渡段进行科学合理的设计[1]。
桥头引道路段由于地基沉降导致出现不同程度的台阶,且路面平整性受损造成桥头跳车的现象相当多。特别是我省许多沿海道路的建设,投入使用2~3年后出现桥头跳车的情况非常普遍。分析其原因是桥台与路基间的材料弹性模量不一致而引起的沉降差超过某个限值所致。因为桥台基础一般都作了加固处理,例如采用桩基础等,其沉降量很小,而路基填土所固有的压缩徐变性能需待通车后一段较长时间才能趋于稳定,二者在结构刚度上产生了很大的差异。强夯法是目前发展起来的处治路基不均匀沉降的有效措施。强夯法处治是利用大能量直接作用在被处治范围上,通过整体提高被处治体的密实度来减少不均匀沉降变形。其作用效果明显,施工速度快。
路基是整个道路桥梁施工的重要基础,但是从实际施工情况来看,多数道桥路面存在路基施工问题,由此引发整个道路桥梁的沉降和塌陷问题,严重损害道路路面。
调查研究之后发现引起以上现象的原因有以下几种 :第一,在施工过程中软土地基未处理或处理不到位,使得地基承载力达不到要求。第二,填土质量存在问题。施工单位在选择回填土材料时,没有对其进行必要的试验检测工作,使得材料中的劣质土降低了材料质量,引发沉降、塌陷等问题。第三,压实不到位,未严格按照台背回填压实工艺施工,压实度不够,产生沉降[2]。
根据道路施工技术,路桥过渡段采用搭板构造是较为普遍的一种处理方案,而设计搭板长度不足也是目前常见的一大问题。桥头路堤通常位于高填路段,桥梁段地基沉降量一般大于桥头路堤路段的沉降。设计时若不能有效考虑到两者之间的沉降量差异,导致搭板长度不足,无法满足顺接的作用,变将产生桥头跳车的问题。同时,搭板长度的设计还应考虑桥梁长度,桥梁长度不同,搭板长度也会相应变化,并且搭板设计过程中还需考虑到实际降雨天气状况和道路长期运营后导致的搭板与路堤分离,搭板强度不足而断裂等情况。
(1)搭板布设形式搭板的设置形式主要为三种:一是搭板倾斜布设在路堤内,使路面结构层厚度在搭板长度范围之内逐渐变化,从而使路面刚度逐渐变化,但实际施工难度较大;二是搭板与路面结构平行布置,即搭板顶面标高与桥面层底相同,或与路堤基层顶面标高相同,可极大减小施工难度;三是预留一定反向坡度,即桥台连接处与搭板标高相同,但与路面链接处则高出设计标高,从而形成一定的反向坡度,坡度具体大小根据桥梁路堤之间的沉降差确定。
(2)搭板和桥台联接搭板近桥台端应置于桥台上,为避免搭板发生纵向滑动,导致桥头凹陷,应使用Ф22钢筋在搭板和台背间设置水平锚杆与竖直锚杆,间距为70cm-80cm。搭板的近台端处应设置厚度10mm-20mm的油毡垫层,间距为800mm。为避免搭板转动对路面结构层造成损坏,应将搭板近台端上缘与牛腿上缘设置为圆倒角形式[3]。
路桥过渡段之所以会出现沉降变形的现象,主要是因为地基、路面以及路基三个部分同时被碾压之后变形累积形成的,通过研究之后发现,过渡段沉降的原因是因为路面的恒载和车辆的负载产生了共同的作用,从而导致沉降率逐渐增大。如果路基的填料受到了比较大的压力和荷载的作用,或者是台后的填筑不满足需求的时候,也会导致沉降现象的出现。路桥过渡段路基路面的压力对于路面的影响深度大约有2m,所以在实际的施工过程当中,除了要对过渡段下方的填料压实外,还必须要进行台后填筑。施工人员可以通过石灰和水泥等一些半刚性的材料,从而来保证路桥过渡段路基当中有足够的承受能力,以此来避免出现的沉降问题。
从实际情况来看,导致道路桥梁过渡段路基不稳定的一个重要因素是路基含水量的增加,为此,在道路桥梁过渡段路基路面施工过程中需要相关人员做好过渡段路基路面的排水工作。
同时,在施工过程中可以借助混凝土预制板块、浆砌片石加固沟渠,并在原地基的基础上合理设置盲沟或者排水沟。另外,还需要做好横纵向道路、桥梁过渡段的防水和排水共走,避免雨水流入,并借助水泵、开渠将存水及时清理。
如果在施工的过程当中发现路基的土质是软土路基,那么就意味着其承载能力不能够满足后续的通车需求,因此,为了完全避免一些通车安全问题的发生,在施工时,就必须将软土路基进行改善。
在软土地基的处理过程当中,施工人员可以使用到对应的附加应力法和深层搅拌法等来进行改善。而在选择方法的时候,施工人员应当针对路基的实际情况来决定,而不是将所有的方法都应用进去,这样反而会造成物极必反的效果。只有针对问题来选择合适的方法,才能够在最大程度上将软土路基的问题进行改善[4]。
路桥过渡段路基路面在施工的过程当中有着很多的注意事项,而这些注意事项则直接关系到了整个工程的施工质量和效果,首先是在填料的选择上。路基的填料需要选择干净并且没有任何杂质的填料,而在选择填料的时候还必须关注填料当中的含水量是否是最佳的。当填料运输到施工现场之后,还需要对填料进行抽查,如果发现其中的含水量已经超过了施工需求,那么可以将其晒干之后再使用。如果填料当中的水分比较大,那么就使得路桥过渡段路基路面可能会产生更大的沉降率,因此,等到其中的水分挥发一部分之后再对其进行使用,更能够保障铺筑施工的效果。
压实度作为确保路桥过渡段质量的一项重要指标,应严格把控。首先,确保设备的选用是合理的。其次,保证施工流程是完善的,施工人员是具有丰富经验的。最后,应注意分层填筑,保证每层的填土松铺厚度、平整度和含水量等各项指标均满足设计要求,才可进行压实操作,并且应该控制每一层的压实厚度。
在路桥过渡段路面路基的施工过程当中,还必须要对填筑柱的尺寸加以掌控,尽可能避免其他的填料进入到过渡段,并且,在各个部位的连接地方,必须要做到充分的压实,以防其中还存在空气和脱离现象。在把各种各样的填料进行搅拌运输的时候,必须要有效地避免填料的滑落,从而可以有效地预防离析现象的产生。如果说填料在运输的过程当中已经出现了离析现象,待进入施工现场之后必须花一部分时间来进行重新搅拌,直到搅拌的黏稠度和深度达到了施工需求之后才可以进行施工。
在施工现场进行搅拌的时候,施工人员需要注意的是,不能够在底部留一部分没有搅拌的夹层,不能够对承层进行破坏,必须要均匀地进行搅拌,当填料的色泽分布比较均匀,没有任何的气泡和颗粒存在的时候就可以进行施工使用了。
路基工程的修建在一定程度上打破了以往地层的平衡,和以往相比,道路桥梁路基需要承担较多的荷载,为此,在施工中需要强化对路基的维护,从而确保其能够更好的承担荷载。当前,对路基维护常用的方法是石砌污工防护方法,这种方法主要是针对不同路基坡面所采用的护坡方式,其中,路堤边坡一般会使用混凝土预制块进行护坡处理,路堑边坡则是应用拱形骨架护坡等,并需要对容易受侵蚀的边坡进行必要的保护措施。
为避免路桥过渡段发生不均匀沉降,导致路面出现裂缝或塌陷、桥头跳车等情况,保证行车安全,应深入了解产生路基不均匀沉降的原因,结合道路施工和运营的实际情况,加强路桥过渡段的结构设计,完善施工流程和施工技术,加强设计与施工过程中的质量监控,尽量将不均匀沉降可能性消除在设计和施工过程中,从而保证社会群众出行的安全。