李雷 夏作洵
中国建筑第七工程局有限公司 河南 郑州 450000
道路桥梁作为经济活动与日常生活当中重要基础性设施,一直以来是社会各阶层所关注的重点内容[1]。而路桥过渡段作为其中的重要建设部位,进一步增强了规范合理开展施工技术应用的必要性与迫切性[2]。然而在实践操作中,由于设计、原料、施工等因素局限性,致使过渡段建设所产生潜在风险仍难以消除,为此过渡段的合理设计及施工技术改进,已然成为强化升级路桥建设所面临的必然选择。
从路基施工特征上来看,是整个道路桥梁建设工程各路段的核心连接部位,是通过对原地面进行处理或填筑后形成的土工类构筑物,其目的在于承载路面及过往车辆对于道路整体所产生的巨大压力,保证其在接受反复碾压震动过程中,道路不会造成较大程度的变形[3]。
从路面施工特征来看,过渡段路面一般由面层、基层、垫层三部分构成。其施工建设目标在于道路表面能够保持良好的平整度以及抗滑性,保证面层构造物在交通工具运行时和自然状态下,减少或避免因受外力的作用而发生路面塌陷或开裂现象。
由于道路本身跨度范围较大、覆盖范围广等特性,使其在建设期间难以实现一次性整体成形施工,而需要采用分段、分批次施工或建设,以及道路中间不可避免的存在桥涵等结构物要和路基衔接,这也就形成了数量较多且具备明显特征的过渡连接点。
与此同时在各连接点内部刚性存在较大差异,过渡段路基因压实度的原因工后沉降较大,形成一定幅度范围内的沉降差,造成了路基及路面内相互作用力增加[4]。从而导致依附于路基的路面发生变形。因而为减少交通工具对道路的冲击力,需要按照内部结构变化程度来设置一定长度的过渡段。
其一,启动该环节内的工程施工科目需要与其他路基工程同步进行,确保整体道路工程连贯性与紧密性。其二,针对该过渡段内地基加固作业,需要在道路桥涵等基础部位施工前期完成,且要控制好结构物台后填料的种类和质量并进行反复压实,使其内部结构进一步紧密无缝[5]。台后的填筑完成后可以采用专用设备进一步夯实,提前完成沉降,减少工后沉降量。其三,路堤与路堑连接处应按照工程设计要求在原地面纵横向开挖台阶。避免造成各路段连接不上或存在较大连接缝隙的状况出现。
道路在实际交付使用期间,会因多地方过渡段受力不均匀而出现不均匀沉降状况,同时在对外扩展力的积压下,出现了对整体道路的积压。在特定区域内其抗压力已然超出了既定设计当中的有效负荷,打破各连接点内力的平衡状态,进而产生了对道路整体结构的压缩变形。
其原因主要由以下几部分构成:首先表现为自然状态下,土层结构之间存在较大间隙,其内部组织排序不稳定,在外力的冲击作用下会产生较大幅度的变形,造成了原有地基下陷[6]。其次表现为路面表层部位与搭板厚度对接不紧密未能保持一致性,出现问题时养护不到位未能及时对其进行加固,在局部地区内形成一定空间进而容易导致跳车现象出现。
刚性道路表面与原有土方结构,因为路基及地基软土等柔性因素的存在,使其在施工后容易产生一定范围的沉降距离,进而会引起道路工程上半部分产生折弯限值。继而发生通常所熟知的软地基下沉问题。
其形成原因表现如下:施工操作方式不当,造成路基填料压实度不足,长时间承受外部荷载导致过渡段沉降过大。道路内部排水不顺畅,路面防水较差,积水渗入路基,路基中土壤内部含水量较多,致使土壤结构发生软化。同时在雨水等大容量水源冲刷下,造成填土流失,填充物的减少使其道路内部各物料之间紧密性、抗压力效益大幅度降低,加之过渡段施工质量未引起足够重视,则增加了地基下沉的可能性。
第一、坚持以安全第一、质量可靠、技术创新、科学管理的建设观念,落实并开展针对道路桥梁过渡段的施工建设,其重点要放置在突出技术工艺设计的科学性与合理性,施工技术实践操作规范性与严谨性。严格遵守职业操作准则,按照工程设计意图将各项建设任务指标及作业流程落实到位。
第二、着力推进过渡段建设科技化升级,将三维建模、立体定位等网络信息化技术,引进到施工技术设计当中来,改变原有传统单一、滞后的实践作业形式,实现对实施技术方式创新,调整改进技术组织结构,使其施工技术能够更好地与过渡段建设达到理论与实践相结合的境地[7]。
一是要做好前期准备工作,其侧重点是要设计勘察从业人员根据道路建设项目的规模、覆盖面积等内容,深入到建设驻地对道路沿线的地质结果、天气气候、水文信息、土壤的各项性质等影响质量的因素进行现场收集整理,并对项目周边可用于过渡段路基的材料进行调查,根据现场及周边材料情况进行针对性设计。
二是要进一步明晰过渡段区域内地基详细要求,道路天然地基应当具备充足的承载能力,为确保其道路稳定则要以结构较为稳定的天然地基为基础。从变形方面来看,地基要拥有均匀的压缩量,确保承受路基荷载时,不因受力不均衡导致开裂变形。
以软基处理方式为例子:
首先,尽可能地减少新老路基、路面在拼接过程当中地基的强度与填料之间的强度、压实度不同产生沉降或裂缝,并在其拼接处采用深挖台阶、铺设双向土工格栅,减少二者在对接时所产生的较大间隙。
其次,选择对过渡段软基地基加固时,尽量选择PHC管桩或者CFG等刚性工程桩,尽量和桥涵等结构的地基处理形式相似并达到持力层,减少工后沉降差;具体施工时要根据设计意图详细绘出布桩图并准确放样,严格按照规范要求施工。
再次,施工完成后尽量减少对桩间土及桩体的扰动,桩顶要设置不少于30cm厚的褥垫层,最好顶部再铺设双向土工格栅,以形成复合地基。
一是要归纳统一各施工阶段技术执行标准,统一施工计量、验收标准及程序,结合过渡段的路基的性质,严格按照规范要求施工甚至要高于规范标准施工。如:目前现阶段所遵循的执行施工标准主要由《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)、《公路路基施工技术规范》JTG/T 3610-2019等。
二是要制定工程各环节规章管理制度,包括施工操作制度、机械操作制度、不合格品处理制度等,明确各施工操作人员的职责与权利义务划分,在规定的范围内按照所提供的技术图纸开展作业操作,加强对建设人员机构的行为约束力。
一是要将监控范围覆盖至道路项目各过渡节点内,监督管理的时间应当贯穿于整个设计施工阶段,待进入到后期完成检验并交付使用后方可结束。
二是要划定监测管理的具体事项及内容。包括判定监测钻机打孔深度是否符合标准,桩基长度则应以勘察资料与图纸文件中设定为基础进行测量审核,挤压填充物是否达到既定刚性需求等。
三是要以项目工程自检为基础,结合第三方专业检测机构相并存的方式,完成对整个过渡路段的施工技术应用监督。
一方面,需要加强对施工建设机构职业资质的审核与管理。重点是要强化在项目承建招投标阶段,对竞标建设部门的生产建设能力以及施工优势特征进行综合评定,按照“择优录取”的原则,将符合道路建设需求的建设部门予以中标采纳。
另一方面,则要加强对施工从业人员安全防范意识,在实践作业中严格遵守工艺技术方案以及施工操作细则所规定的事项予以执行,在进入到操作区域内按要求佩戴好防护器具。同时定期对相关施工技术进行定期岗位培训,掌握处理裂缝、夯实路基等关键技术操作要领。
综上所述,未来我国将重点支持“两新一重”包括新型基础设施建设,新型城镇化建设,交通、水利等重大工程建设,道路桥梁等交通项目工程仍为其中的重要组成部分,施工技术的标准化、规范化、系统化实践应用则关系到整个工程质量安全可靠性,因此消除技术作业中的隐患因素,提升其实践应用效益,保障过渡段施工质量仍任重道远。应当以技术、设备、人员等储备条件为前提,强化对软基等关键部位处理,调整改进技术运行体系,严格落实监督管控,进而为实现安全、科学的道路桥梁建设提供强有力支撑。