梁 斌 江苏华新城市规划市政设计研究院有限公司
过渡段是道路桥梁工程中的重要构成部分之一,过渡段设计方案合理性将在直接程度上对整体工程施工质量造成影响。目前来看,在道路桥梁工程过渡段设计与施工阶段中,受到技术等因素限制,尚存在诸多问题没有得到妥善解决,这也是我国道路桥梁事业的主要发展阻碍之一。因此,要及早对道路桥梁工程常见过渡段设计与施工问题进行分析和解决,才能从根源上降低各类交通安全事故的出现概率。
在部分道路桥梁工程过渡段施工及后期通车阶段中,由于过渡段设计方案缺乏合理性、准备工作不足或是存在施工质量问题,都有可能导致地基实际承载力低于设计要求,在施工阶段以及道路通车阶段中,地基持续承受过高荷载,从而出现不均匀沉降、过度沉降等施工问题。而在地基沉降或是不均匀沉降系数超过一定程度后,将大幅提高桥头跳车等交通安全事故的出现概率。而地基沉降施工问题主要成因为。
(1)工程勘察不全面。在道路桥梁工程施工准备阶段中,由于多数工程施工区域地质条件与地理环境相对较为复杂恶劣,要提前组织开展工程勘察工作,随后在各项已知条件基础上制定合理过渡段设计与施工方案。但在部分工程中,却存在工程勘察不全面,没有综合分析各项关键因素的问题。例如,没有对施工区域水文条件与土壤含水量进行勘察,并采取相应措施,导致在过渡段施工及后期通车阶段中,地基长时间受到积水浸泡、实际承载性能持续降低,无法满足工程实际使用需求,进而引发地基沉降问题出现。
(2)地基处理方案不合理。道路桥梁工程的施工范围普遍较大,时常面临软土地基、地层孔洞等问题。针对这类问题,企业更为青睐于采用换填法等工程造价成本较低、地基处理见效快、工程量小的地基处理技术。但同时也存在一定的问题,例如在地基底层区域铺设粗料,但却没有结合实际施工情况合理使用细料,导致地基结构稳固性有所不足。
刚度差异过大是道路桥梁工程的主要施工难点之一,道路以及桥梁结构二者之间的刚度需求存在一定的差异,需要在充分保证过渡段刚度差异数值合理性的同时,将过渡段作为道路与桥梁结构二者间的平衡点。如若没有构建起相对稳定的平衡关系,或是过渡段实际刚度差异数值过大,都有一定可能引发桥头跳车等问题的出现。在部分工程过渡段设计方案中,虽然实现了对其刚度差异数值的合理控制,但却忽视了在工程后期通车阶段中,过渡段荷载值的动态变化情况(视交通流量而定),没有及时采取沉降差距有效控制措施。
台背填土作业是道路桥梁工程的重要施工环节之一,但在这一环节中,普遍存在台背填料选择缺乏合理性的问题,进而引发一系列施工问题的出现。例如在某工程中,所配置、使用台背回填材料的透水性过强,导致在道路桥梁长时间使用过程中,极易出现空隙问题,从而导致台背填料实际压实度持续降低,提高行车安全隐患。而在所使用台背填料透水性过低时,也无法在短时间内将结构表面积水加以排出,导致其持续渗透至台背填料中,同时也将降低过往车辆轮胎摩擦系数与抓地力,引发各类交通安全事故出现。
在道路桥梁工程过渡段设计阶段中,设计人员需要严格遵循国家相关施工规范标准,将过渡段沉降程度控制在合理范围内,从设计层面上预防过渡段地基过度沉降(同时包含不均匀沉降)问题的出现。此外,要在工程施工阶段以及完工后的适当时间节点对道路桥梁过渡段地基实际沉陷程度进行检测。如若地基实际沉陷程度超过预期,需要及时中断施工作业,分析问题成因,随后采取有效解决措施。抑或是开展实时地基沉陷监测工作,当过渡段沉降坡差超过一定比例后,及时中断施工作业、分析与解决地基沉陷问题。
在道路桥梁工程中应用最为常见的地基处理方法为换填法、排水固结法以及复合地基法。结合实际施工情况以采取适当处理方法即可。例如在工程造价成本允许前提下,可优先选择采用复合地基处理方法,在原有地基基础上对部分土体进行换填,由天然地基以及增强地基构成整体结构,实现对地基承载性能、结构稳定性的优化提升。在地基土壤含水量过高时,则要灵活采用排水固结法,在适当位置修建排水渠道,同时组合应用堆载预压法,持续将地基土体中所含水分挤出,从而减小地基孔隙、降低土壤含水量,不断提升地基承载力与压实度。此外在后续通车阶段中,这类地基也会受到行车荷载作用而持续挤出地基所含水分,将土壤含水量长期控制在合理范围内。
在过渡段台背填土作业环节,需要结合实际施工情况,针对性选择适当种类属性的台背填料,并重点考虑填料的透水性能,避免出现填料透水性能过高或过低的问题。例如在道路桥梁工程中,所配置、使用台背填料为压实度响度较高、具有适中透水性能以及良好承载性能的轻质填料。对这类填料的使用,也为道路路基路面的施工质量与结构稳定性提供有力保障。简单来讲,则是需要选择透水性、压实性、抗腐蚀性以及承载性能适当的填料。此外,在台背填料选择后,可根据实际施工情况、施工需求而选择采用相应材料处理技术,对所准备台背填料进行处理,进一步提高填料的各项性能属性。但是在台背填料处理技术应用过程中,需要确保台背填料透水性能的提升幅度在合理范围以内。
在道路桥梁工程通车阶段中,时常出现桥头跳车问题的主要是由于过渡段刚度差异过大,地基沉降值控制力度有所不足。针对这一问题,可选择采取过渡段间缓措施,基于相应沉降差控制标准、工程具体设计要求,提前开展土层加固处理作业,随后结合实际施工情况划定各处过渡段,不同过渡段之间的刚度强度有所不同,从而实现对过渡段刚度缓冲区的构建(由各强度过渡段区域共同构成),为过渡段刚度差异数值合理性提供有力保障。
桥台在道路桥梁工程中的主要功能职责为,作为道路以及桥梁结构之间的主要衔接通道。而在部分工程施工中,由于所构建桥台结构的柔性程度有所不足,导致道路桥梁结构之间的实际落差过大,大幅提高了路面颠簸系数,这也是各类交通安全事故的主要出现诱因之一。因此,应在道路与桥梁过渡段设计施工阶段中,优先选择构建柔性桥台、缓解路桥结构落差问题。
目前来看,对道路与桥梁过渡段各项常见设计与施工问题的有效解决,是提高道路桥梁工程质量与行车安全系数的主要途径。因此,在桥梁和道路的施工中关于过渡段出现的问题需要工程人员着重加以对待,结合实际施工情况制定高度可行性与合理性的过渡段设计与施工方案,还要采取有效的措施和策略彻底解决在设计阶段中经常出现的问题。