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沉降段是道路桥梁连接部位,如果道路桥梁路基路面发生不均匀沉降会影响原有道路桥梁结构的平衡性,甚至威胁通车安全。具体来讲,道路桥梁常见沉降危害如下:
第一,不均匀沉降造成路桥病害会影响车辆行驶的安全性和平稳性,降低行车舒适度,甚至缩短路桥和车辆的使用寿命。当前我国运输行业处于持续发展阶段,高质量的交通工程是交通运输安全的基础。持续增长的通车数量对交通承载能力和工程质量提出了越来越高的要求。但是沉降问题会导致提高桥头跳车问题发生概率,无法保障行车的安全,甚至引发严重的安全事故,造成生命财产损失。
第二,沉降问题不但会引发交通事故,还会影响到道路桥梁本身的结构承载性,破坏桥体端头的衔接缝隙和响应的连接路面结构[1]。
道路桥梁台背填土时施工中非常关键的一个步骤。在此环节,容易受到填土原材料、自然环境等多方面因素的影响,有着较大的施工难度。如果没有合理选用台背填土那么就导致难以满足承载力要求,最终发生不均匀沉降等问题。近些年汽车数量不断增加,交通运输事业不断发展,道路桥梁需要承担更大的重量和更高的强度。如果没有严格按照要求进行填土,会对道路桥梁的实际承重量产生严重的不良影响,加上天气、气温等方面因素的影响,降低了台背的承重性能,当实际荷载超限时会发生严重的沉降问题,引发安全事故。
为了避免道路桥梁在后期使用中发生不均匀沉降,往往需要采取设置搭板、优化设计等方式加固沉降段。但是道路桥梁路基路面非常受到人为因素和自然因素的影响发生不均匀沉降问题。其中软土路基是道路桥梁施工中常见的地质情况,想要保证基础的稳定性,就要加强路基处理。但是当前很多施工单位咋处理软土路基时,没有深入分析工程的实际情况,没有研究软土特性、仔细考察软土范围,导致没有采取正确的处理措施,造成后期发生基础沉降、变形等问题。此外,路基在使用过程中受到外界自然环境和荷载的影响,容易受到腐蚀、雨水侵蚀,导致路基路面的稳定性下降,如果排水设施设置不当,会进一步增加地基含水量,导致其承载能力大大降低,最终发生变形、沉降[2]。
变形是道路桥梁投入使用后较为常见的一种现象,尤其是有的路段容易出现凹凸不平、变形等问题,需要养护人员频繁地修复。施工技术不合理或者没有落实施工技术方案是造成道路桥梁变形的主要因素之一,尤其是台背处理时,如果没有严格控制压实度,会导致其承载力不高,发生不均匀沉降[3]。
某道路桥梁共计长度为230m,桥梁宽度设计为22m。该工程通过设置过渡段连接道路和桥梁,在施工中搭板搭设、软基处理、后台填筑以及排水等方面进行了技术优化,有效地提升了工程建设质量。
在进行桥台施工中用水平拉杆连接搭板搭板近台端和台背,采用这种方式预防搭板纵向移动造成的下降问题。要严格按照标准要求设置钢筋,通常按照75cm~80cm 的范围控制钢筋的间距。工程施工中如果应用竖直锚栓可能会严重磨损搭板,故可以采用橡胶材料制成的150mm×150mm×(21~38)mm 规格的搭板,按照80cm 的标准控制其距离。在搭板的近台端设置油毡垫层,按照2cm 的标准控制油毡垫层的厚度。按照倒角形式设置搭板近台端和牛腿部分,将搭板出现转动的概率有效降低,达到保护内部结构的效果。如图1为过渡搭板示意图。施工中为了避免雨水渗透到搭板和桥台缝隙中引发内部结构腐蚀等问题需要采用沥青麻絮、玻璃纤维等材料充分填充缝隙,确保填充密实不会发生渗漏水[4]。
图1 过渡搭板示意图
伸缩缝问题也是道路桥梁沉降段施工中常见的问题,为了避免该问题,施工人员需要加固处理软土地基问题,避免在后期发生不均匀沉降,影响通车安全和路桥的使用寿命。当前常见的处理软土地基的方式包括高压喷射注浆法、排水固结法、超载预压法等多种方式,需要根据具体情况和需求合理选用处理方式。如图2为高压喷射注浆法施工形式。如果工程浅层软土地基厚度大于3cm 那么地基土层可以用土工布平铺然后填筑相应的路基材料,将陆地和桥台之间沉降差异尽量减少。如果存在较厚的软土层,为了有效控制侧向流动可以在沉降段路基路面上修建高路堤同时将回填材料减少,将地基强度提升,将桥台发生转动和位移的概率降低,避免破坏支座[5]。
图2 高压喷射注浆法示意图
高质量的回填施工对于减轻道路桥梁路基路面后台填筑发生沉降问题有着积极作用,所以工作人员要以工程的实际情况为基础做好回填技术的合理选择,明确回填位置。分层施工技术是台背填土施工作业常用的施工方法。在施工中,工作人员要严格按照相关作业要求开展填土施工,同时要注意加强检验填土作业中的填充材料,注意压缩填筑材料,避免在实际施工中填筑材料回弹,从而对沉降路段变形问题进行合理预防和控制。工作人员要严格按照相关设计要求规范进行每道压缩工序的科学管控,深刻地了解填筑材料,充分发挥出填筑材料的土体加固价值。比如在拌和水泥稳定土时,应当均匀地拌和砂、石、土、水泥、石渣,按照≤6%的标准控制水泥添加量,并且加强试验检测,明确配比是否合格,明确水的添加量,按照施工要求控制材料的参数规格和占比。通常为了增强土体的强度和刚度需要选用含有胶凝材料的水泥稳定土,提升路基路面的整体稳固度[6]。
道路桥梁工程沉降段路基路面结构可能受到降雨量持续增加的影响而发生承载力降低的问题。施工团队在施工前需要对施工地区的气候条件加强考虑,如果所在区域有着较强、较大的降水量那么需要加强重视道路桥梁路基路面的防水排水工作,防水主要是优化排水设施避免沉降问题发生不可控的沉降,尤其注意雨水集中区域的排水工作,做好缝隙部位填充,避免雨水渗透腐蚀内部结构,降低结构整体质量安全。技术人员要注意加强不同地区降水量的分析,加强收集当地的气候资料,将调查范围适当扩大,联系专业人员预测降雨量,完全考虑不可控因素,将降雨可能带来的不良影响进行充分考虑。加强探究一把工程填土结构受到雨水浸泡的原因,通过分析类似案例查找造成雨水腐蚀的原因,并且采取预防措施。
道路桥梁路基和路面荷载压力会随着地层平衡遭到破坏而发生沉降问题,为了避免地层受到损害,施工人员应当加强维护沉降段路基路面,避免地表技术对路基路面产生腐蚀,避免风化剥落增加渗水量。比如可以根据路基坡面针对性地选用防护技术,采用石砌筑技术避免边坡失稳。沉降段路基维护还可以采用铺设混凝土预制块技术,构建连片带窗孔墙型达到保护道路桥梁路基路面的效果,避免发生沉降。
工作人员要严格按照道路桥梁沉降段施工技术标准和流程开展施工作业,确保规范地落实各项技术,管理人员要加强检查和监管施工过程。为了确保严格地落实各项施工技术,企业可以组建质量监督小组,并且由技术人员严格把控各个施工流程的标准,加强审核施工材料,有效开展地质勘测,优化设计施工环节,严禁违规操作,将道路桥梁沉降段路基路面施工标准性提高,确保技术方案充分落实。
压实度从很大程度上影响着道路桥梁沉降段施工质量,应当严格按照标准做好压实度控制,如表1为高速公路以及公路压实度控制标准。为了达到提升压实度的效果,首先应当做好填方施工技术,将施工质量水平提高。技术人员要加强对沉降差异进行深入分析,在填筑过程中对施工季节、降雨量等进行考虑,合理选用填筑材料,尽量将路面压实度提高。在施工前还要审核填筑方案是否可以,将施工方案的可行性尽量提高[7]。
表1 公路压实度控制
道路桥梁沉降段的施工效果严重影响着整个工程的稳定性,关系着通车的安全,为此,需要加强优化各项施工技术,规范化施工,确保各项指标能够满足工程要求,提升工程整体建设效果。