道路桥梁连接处常见问题与对策

2021-06-13 09:47李亮
交通科技与管理 2021年7期

李亮

摘 要:道路桥梁连接处的质量是影响道路行驶安全性和舒适性的关键因素,本文首先论述了路桥连接处设计与施工的重要性,然后从地基加固、台背回填、搭板设计等方面仔细分析了常见的问题,并提出了相应的对策。

关键词:道路桥梁连接处;搭板;台背回填

0 引言

根据十四五规划,我国将发展壮大城市群和都市圈,提升城镇化发展质量。各类市政道路、公路的建设规模必将持续扩大,同时人们对道路的舒适性和安全性也提出了更高的标准,其关键影响因素之一——道路桥梁连接处的质量,一直是道路工程设计和施工中的重点和难点。为了能够更好的解决此类问题,应综合设计和施工等方面的因素,认真分析总结路桥连接处质量问题产生的机理和原因,从而制定出针对性的对策。本文撰写目的是希望与同业者进行经验分享与交流,提升后续道路与桥梁工程的建设质量,进而促进交通事业的不断发展。

1 道路桥梁连接处质量保证的重要性

关于道路桥梁连接处的主体结构形式,桥梁一般为钢筋混凝土结构桥台,通常桥台下还会设置桩基;而道路一般为桥背回填土石路基+路面结构,极少设置有桩基。两种一刚一柔的不同结构形式:桥梁结构因设置桩基沉降较小,而路基具有一定的压缩性、会产生形变,相对而言道路结构沉降较大。因而随时间的推移在路桥连接处容易发生不均匀沉降甚至产生裂缝、塌陷,导致“跳车”现象频发,影响交通安全、引发事故,车辆通过时产生的震动和冲击还会损伤桥梁结构(如伸缩缝、支座等)、减少桥梁结构寿命,给国家带来经济损失。建立施工技术管理体系。路桥施工过程复杂,施工难度大,施工任务艰巨。必须建立施工技术管理体系,规范施工技术管理。建立严格的企业技术管理体系,将技术与管理相结合,确保施工过程中的困难是可控的,具有严格的检查制度和具体目标,确保有针对性地开展技术工作。

在项目的初始图纸审查阶段,可以建立施工日志系统来记录施工活动和问题;工程竣工后,可以对建设工程验收制度,特别是隐蔽工程验收制度进行检查和验收。建设单位的决策层必须树立对安全和质量控制的认识,并树立安全问题比天大的想法。在施工过程中,如果为了追求成本最小化,降低安全成本,减少安全措施投资,那么可能会威胁到工人的生命,造成不可挽回的错误。因此工程不仅要有利润,而且必须把施工质量放在首位。决策层应领导各级管理人员,并能够真正掌握项目的质量。每个承包商必须在质量控制,测试,测量管理和其他基本任务上做好工作。在施工过程中,必须及时进行技术介绍。承包商的技术发布会应邀请监督单位参加。与此同时,在道路和桥梁的建造过程中,必须有专人负责安全。从人身安全,施工安全和超质量安全的角度出发,应采取预防措施,特别是对工程质量问题,如在施工过程中安全控制过程中的倒塌和裂缝等。因此,提高路、桥连接处的设计水平和施工质量,对提高行车安全性和舒适性、延长桥梁和车辆的使用寿命具有非常重要的意义。

2 道路桥梁连接处设计与施工中常见问题分析

(1)地基处理不足。道路和桥梁连接处的不均匀沉降控制,其首要工作是确保连接处的地基承载力能够满足道路和桥梁的荷载要求,在地基強度和刚度都满足的荷载要求的前提下再进行后续工序作业。软土不仅抗剪强度低,而且含水率高、压缩性大,所以要将道路和桥梁的不均匀沉降控制在规范许可范围内,必须进行软土地基加固,提高其承载力,避免土方填筑后地基受压变形导致沉降过大。

但在具体的工程实践中,往往在地质勘察时没有对台背处进行针对性的加密勘测,测孔数量较少或者深度不够,以至于未发现软土地基的存在或者虽然发现但是范围、深度和物理力学性能不精确,从而不能够指导设计和施工进行针对性的处理;在设计和施工阶段,未仔细分析、研究工程位置的土质情况也多有发生,惯性地凭借“经验”套用加固方案,以至于加固效果不佳。以上做法都会造成路桥连接处的不均匀沉降或位移,最终影响道路平整度。

(2)台背填方路基压实度达不到标准。除地基沉降变形外,台背填土自身的压缩沉降也是导致路桥连接处“跳车”现象的主要原因。由于回填土材料自身本就具有一定的可压缩性,故必须在施工阶段即最大限度地将其压实,减小其后期运营使用阶段的自身压缩性和形变量。但往往设计方案会忽略对台背回填作针对性的具体要求,施工单位就填料选择、分层厚度、压实度要求等指标参照普通路段施工,采用相同的施工方案和填料,然而由于台背空间窄、边界受限、作业面小,施工机械难以处理到边(如距离桥体过近则可能会损伤桥体结构),轻型机械压实功达不到要求、压实效果差,致使靠近台墙处路基会出现一定范围的薄弱区域,压实度达不到设计标准,运营时长期受车辆荷载及水作用,容易形成塑性变形、产生不均匀沉降。

(3)搭板设计不合理。搭板法即在路桥连接处设置钢筋混凝土板,利用其缓冲过渡路桥的刚度变化,因为该方法经济、简单,目前已被广泛应用。但在工程设计中往往不会对搭板进行针对性的专项设计,未进行精确计算,套用、参照既有“图集”的现象普遍存在,应对路基沉降的预防准备工作不到位。以上做法导致搭板结构安全性不足,易产生断裂现象,给工程质量造成很大隐患。

(4)伸缩缝渗水。考虑到路桥两种结构的热胀冷缩效应差异,在路桥连接处一般会设计有伸缩缝将路桥两种不同结构断开。伸缩缝通常是采用钢结构成品伸缩缝,两侧浇筑混凝土连接固定,缝内设置有橡胶密封带。施工时,通常会有如下问题:1)对所选成品伸缩缝进场质检不严格,或是安装定位不精确,导致橡胶带密封效果不佳,或钢制伸缩缝与混凝土连接处缝隙过大;2)伸缩缝两侧混凝土标号选用不当或振捣不密实、养护不到位,产生贯穿裂缝。以上问题都会导致雨水通过伸缩缝下渗损伤路基路面,导致路面变形、沉降。

(5)边坡防护效果差。除以上因素外,根据工程经验,在路桥连接处,台背路堤边坡防护效果差,存在垮塌、渗水现象,引起路堤水土流失、路基承载力大幅度降低,是导致路桥连接处不均匀沉降的又一重要原因。

3 设计与施工对策

(1)地基加固。首先是在勘察阶段,勘察、设计两个专业的工程师要紧密对接,设计人员应提供准确的桥台位置信息与勘察要求,勘察人员根据要求精确布置勘测钻孔点,且在桥台位置应有一定程度的加密,以求可提供准确的地质信息给设计和施工人员。然后在设计阶段,应有针对性地选择地基加固方案,如夯实法、排水固结法、换填法、超载预压法、深层搅拌法及振动碎石桩法等,其中换填法因其造价低、工艺简单,是当前应用最广泛的加固方法;深层搅拌法常用于对地基承载力要求较高或承载力较差的软黏土地基的加固,其原理是将水泥作为提高土体强度的固化剂,采用专业机械设备将水泥浆与软土地基进行深层搅拌产生化学反应,从而形成一个坚固的基础。最后在施工阶段,施工单位应做好验槽和其他隐蔽验收工作,如采用换填法,应严格控制填料选择、虚铺厚度、压实方法等;如采用深层搅拌法,则应严格控制水泥掺量和搅拌深度、速度,坚决杜绝“偷工减料”现象,完成后还要进行静载试验或取芯检测。

(2)台背填方路基压实度控制。保证台背回填路基压实度的关键在于填料选择,难点在于碾压操作。填料选择应根据工程所在地地质条件和气候综合考虑,不仅要压实快、强度高,还应透水性好、内摩擦角大、压缩性低,如砂砾、粉煤灰、气泡混凝土、加筋土等。气泡混凝土是近年来被广泛应用的一种填料,具有承载力强、自重较轻、防水性能好的特点;且无需碾压,施工速度快,不会对桥台结构造成影响。如选择土方、砂砾、粉煤灰等填料,则首先应严格控制混合料配合比。碾压时应严格控制每一层的虚铺厚度,压实后厚度≤20 cm;对于靠近桥台结构处,由于中大型机械难以压实到边,故可以通过试验选择轻型压实机械和适当的虚铺厚度,操作机械时应确定好角度以便于压实;压实度检测时,适当加密检测频率,尤其是对边缘薄弱区域,必须选择有代表性的检测点。

(3)合理设计搭板。对于搭板,应在认真分析现场环境和地质条件的前提下進行专项设计,做好搭板的承载力、刚度计算,还应结合桥梁整体结构刚度进行综合分析。根据其荷载需要,运用“简支梁法”计算出搭板的长、宽等各项参数,确保搭板的稳定性、承载力和刚度符合设计要求。搭板末端应结合具体情况加设变厚式埋板增强稳固性,其长度一般在3 m~5 m之间。

(4)伸缩缝密封性能控制。首先严格控制伸缩缝成品和混凝土等其他原材料的进场质检工作;其次在安装伸缩缝时必须严格按照设计标高安装,固定牢固后对密封橡胶带进行渗水检测,确定安装质量合格后再浇筑两侧的混凝土,浇筑时应振捣密实,且要做好收面和后期养护工作,减少裂缝的产生。后期还应定期养护、检查密封橡胶带的性能,如有损坏及时修复。

(5)加强边坡防护。应根据具体情况,路桥连接处的路基边坡采用可靠性更高的防护方案,如拱形骨架、浆砌片石、预制混凝土块护坡等,增强边坡应对水流冲刷的能力。对于地下水还应采用疏堵结合的原则,在护坡上分层埋设渗水管,引导路堤内的水顺渗水管流出,降低护坡应对水流冲击的压力。

4 结语

根据十四五规划,交通工程仍是国家基础设施建设的重要组成部分。本文就路桥连接处的质量控制这一重难点进行分析,提出从地基加固、台背压实度控制、搭板设计、伸缩缝密封性、边坡防护等方面进行论述了应对对策,以求减少桥头跳车现象,提升道路工程中设计和施工能力,适应现代交通工程建设的需要。

参考文献:

[1]周登峰,陆津津.道路与桥梁连接处的设计与施工技术研究[J].施工技术,2019(6):69-70.

[2]苏晓龙.道路桥梁连接处出现的问题及应对措施[J].交通世界,2019(12):114-115.