孙玉梁
山西路桥第六工程有限公司 山西晋中 030600
中国是世界上最大的基础设施国家,在建筑工程建设方面具有独特的优势。随着社会的不断发展,人们对建筑质量的要求越来越高,传统的建筑技术已经不能满足当前社会发展的需要,尤其是在出行工具日益多样化的今天,传统的路基路面质量很有可能会因自身承重力不足而受到影响,这不仅会对国民的出行安全生产安全威胁,给路桥过渡段的路面和路基带来很大压力,有必要对这方面进行有针对性地研究[1]。
过渡段是指桥台与桥台的连接处,通过设置过渡带和土工格栅技术可以有效结合,保证路面的平整度和交通安全。中国逐步扩大公路桥梁建设规模,在实际施工中对路面的平整性有着高度重视。公路桥梁的通车安全、舒适度直接受到路面平整度的影响,如果过渡段出现沉陷等质量问题必然会损害路面的平整度。在公路桥梁过渡段施工中需要将施工属性和特点明确,提高施工技术水平。当前公路桥梁主要分为两种过渡段施工类型,分别为桥头搭板和土工格栅技术。桥头搭板主要是用搭板连接桥台和梁板,将软土地基所带来的损害尽量降低,提高过渡段平整度,改善通车舒适性和安全性。土工格栅技术主要是用土工格栅网填充过渡段地软土位置,将软土地基地承载能力,避免车辆荷载过大导致路基发生不均匀沉降。无论采用何种方式处理过渡段,最终都是为了构建高质量的公路桥梁工程。首先,通过优化过渡段施工技术能够将路桥的整体质量水平提升,有助于避免质量问题引发安全事故,将路桥通车安全性提高。其次,通过优化公路桥梁过渡段施工技术能够将施工水平进一步提高,有助于提升我国公路桥梁事业进一步发展。最后,通过优化公路桥梁过渡段施工技术能够将该处理方式应用于其他类似工程项目中,能够为其他建筑项目提供参考。
路桥过渡段路基路面严重沉降的原因与设计因素密切相关,包括过渡板设计、桥台结构和压实工艺。在具体设计阶段,对于铺装桥台的设计,如果先压实搭板,之后完成桥台铺筑,这样的工序会影响过渡段的压实施工质量。所以,应该优化设计,先铺筑桥台,之后展开压实工序。与此同时,设计阶段还须将施工过程排水系统重点考虑其中,如果填筑材料含水量过高,材料的级配设计和设计要求不符,都会影响过渡段主体实际承载性能,导致路桥使用阶段路基和路面出现不同程度沉降问题。
近年来,中国以其高水平的基础设施赢得了世界。因此,在道路桥梁等基础设施的实际施工中,道路桥梁的平整度成为近年来施工过程中检验和验证施工质量的重要而必要的内容。但即便平整度会对公路、桥梁的使用及后续保养带来巨大影响,我国部分公路及桥梁的过渡段却仍然存在路面不够平整的问题,其原因多系施工工艺欠缺,在实际施工时,施工团队往往存在碾压及压实程度不足的状况,继而致使过渡段基层结构呈波浪状;在对过渡段进行压实或摊铺时,操作人员专业水平不足、压实度“居低不上”或存在误操作状况等。以上状况都是导致公路及桥梁过渡段平整度不足或真正投入使用后平整度下降迅速,最终致使路段行车困难,对周遭人民的生活带来巨大的负面影响[2]。
路基沉降是一种严重的病害。一旦发生结算,就会出现其他因素。设计不合理是导致路基沉降的因素之一。如果设计人员没有充分考虑施工环境,设计不合理会造成路基沉降。一方面,设计人员可能没有细致入微地考察施工所在环境,导致设计方案和实际情况存在一些差异。另一方面,设计人员没有充分考虑公路桥梁未来施工情况,仅仅关注工程本身的经济效益,设计方案不合理,降低了路基的承载能力。
公路桥刚度的差异也是公路桥过渡阶段路基路面沉降的重要原因,这主要是由于公路桥与路面结构相似性大,而公路本身又是柔性建筑。由公路基础和路面共同构成,而桥梁属于刚性建筑,其承载能力和刚度都要高于普通公路。所以在车辆高速通过的时候,桥梁一般不会因自重的影响而发生变形。因此,在路桥过渡阶段,路基路面会出现不同程度的倾斜。
在工程建设过程中,相关企业需要加强设计和施工阶段的质量管理,严格落实各级政府和相关部门的质量责任制,明确项目负责人、设计人员和施工队伍的质量责任,建立工程质量资料和信息动态反馈机制,随时关注、了解施工过程中的各项质量管理控制情况,及时发现和纠正存在的问题。为了达到较好的加固效果,满足路基沉降稳定的要求,必须根据工点的实际情况选择适当的加固方法。在实际工程中,许多情况下一种处理方法难以满足设计要求,处理后的地基效果往往不能令人满意,因此必须采用多种地基处理方法相结合。
一般来说,桥台结构采用混凝土材料,结构刚度高,路基刚度低,因此在设计基础、路基等结构时,如果不能对桥台、路基存在的刚度差异进行妥善处理,就有可能出现路面沉降问题,会导致桥头跳车这一现象的发生。因此,设计阶段应该按照科学方法,尽量控制桥台、路基存在的刚度差异,保证过渡段路基和路面在施工过程的质量。具体而言,设计阶段可使用增强过渡段强度的方法指导施工。在路堤、桥台二者中间设置宽度50m 渐变带,并在其中填充级配材料,为过渡段强度提供保障。与此同时,还可填筑引道处位置路基,如果路堤属于合成加筋材料,应该采取有效措施提高其承载能力,在过渡段的路基处理及时填土,保证路堤基础承载力,以免其使用过程出现沉降。除此之外,还需注意道路桥梁工程若属于高等级路面,应该确保路桥过渡段沉降量处于5cm内,控制坡度差低于0.4%,若超出此指标,就会为施工质量带来严重影响[3]。
桥台路基是路桥过渡段施工中的难点,其施工工艺往往直接影响后续路桥工程的使用质量。填筑时,施工方必须将施工所需的排水管放置在前一基础上。实际操作如下:①基底接受相关处理,具体处理内容为将设计方案中的黏土对基底进行填筑,随后对其进行夯实,与此同时横坡上3%-4%处需修筑相应路拱;②在路拱上半部分区域中设下盲沟,将隔水材料铺设于台背后侧,随后将PVC管(带小孔)安置于盲沟内;③为避免路基发生渗水、在后续使用时路基结构遭到侵蚀,因而一定要有泄水管道,且泄水管道需将其中一端留于路基中、另一端延伸至路基外,同时于桥台背面涂好防水层,借此对渗水状况实现预防,在泄水管及防水层等排水设施施工完成后,应当及时回填台背,最后对其进行夯实[4]。
在初始压缩荷载作用下,桩体上下会自动发生竖向纵向摩擦和侧向弹性压缩变形,压力沿桩身上下传递,自上而下逐渐形成侧向摩擦和阻力。桩身正是利用弹性变形压缩的最佳阶段。随着桩体荷载的不断增大,桩体整体与桩体整体之间横向纵向运动应力的传递,桩端上的混凝土逐渐受到应力的压缩,桩混凝土的相对应力变形也逐渐增大,桩侧抗应力摩擦能力自然也随之增强。由于土对桩端的阻力逐渐增大,桩端对土的阻力首先已逐渐达到阻力极限,并由此由上向下逐渐扩大了桩端对土的摩阻分布作用范围,在这一范围内,土对桩端的摩阻分布作用由上向下逐渐。
为了解决桥头搭板大桥与伸缩缝的连接问题,施工队应根据实际情况科学选择过渡段的实际绑带,其中应考虑绑带的强度和长度。虽说目前搭板已在我国公路、桥梁的过渡段的路基路面施工中得到了广泛普及与应用,可我国却仍在设计标准方面存在一定程度上的欠缺,在当今的公路、桥梁工程中搭板的施工基本皆是施工方依据资历较深的施工人员的工作经验及施工需求的强度、长度进行确定,如此一来,在选择的过程中难免会因为施工人员工作经验不足而产生偏差,依据以往施工人员的切身经验,搭板倾角应当处于1/300-1/200的技术变化范围内,而其长度则应当跨越台背压实的土体或大于土方缺口长度。除此之外,施工方还需将公路、桥梁的受力状况也考虑在内,若有必要,可使用简支梁或弹性地基来计算搭板长度。
路堤和横向结构两侧进行填筑工作,两侧填筑的厚度和密实度由转差者控制,以保证两侧填筑的密实度和厚度相同,两侧施工系数相同,从而达到防止后期不均匀沉降的问题。该工程施工中主要采用机械施工,在填土厚度超过1m 现场不再适合使用静载压路机,此时结构两端压实度为86%,这和压实标准中规定的95%存在较大差距,为了进一步提高压实度,采用的是振动压实机进一步压实,按照20cm的范围控制松铺厚度,通过处理将路基总体强度和稳定性提升,满足施工标准规范。该工程横向结构两侧主要用石、石灰回填,按照0.9-1.0m的标准控制块石厚度,采用两层填筑方法。在填筑石灰过程中要保证第一层和第二层有着相同的厚度并且按照压实度>95%的标准控制要是度,按照20cm的标准控制每层填筑厚度。在完成填筑施工后需要检查整个过渡段的性能是否能够满足要求。在完成卸土工作后需要将其推平碾压,如果路堤超过了3m 那么大型机具、涂料、石料都不得堆放在上面避免发生安全事故。在碾压填层时分为三步完成,第一步为静压一次,第二步是两遍弱振,第三步为两遍强振,第四步为静碾一遍收光。大型压路机无法碾压到路基死角等细小的位置,所以这些角落的压实作业可以使用小型振动冲击碾压机,保证充分地碾压密实公路桥梁过渡段填料[5]。
加大资金投入,提高桥梁过渡段设计和施工人员的专业技术水平,各相关企业要加大技术人员的教育培训力度,重点提高关键技术的应用能力,为桥梁基础设施建设和服务事业配备一批技能精湛、实践操作能力强的专业技术人员。政府设立专项资金,鼓励相关技术人员积极推广改善和创造台后填筑、站前排水、土墙地基处理、伸缩缝浇筑或焊接等相关技术。要充分发挥设计施工技术人员的主观能动性,或者要鼓励他们积极参与高校或其他专业科研单位与机构之间的交流与合作,在研究各种新技术、新材料、新工艺的同时,探索和应用现代电子科学技术,为路桥过渡段设计施工的进一步深化与完善奠定良好的基础。不仅如此,对于企业而言还要制定相应的管理制度,对于很多人员来讲如果没有制度对其进行限制,他的工作积极性便不会得到较为有效地提升,企业可以根据自身发展现状制定相应的考核制度,对于技术过关且实践能力相对较强的员工进行相应的物质奖励,而对于不思进取的员工则要对其进行相应的警告,在这一过程中,施工单位往往会发生员工本身所擅长的领域,可以将人员进行职位的调动,从而实现人才资源利用的最大化。
公路桥梁设施建设的重要性不言而喻,公路桥梁过渡段的施工是反映整个公路桥梁施工质量最直观的因素,也关系到公路桥梁未来的使用寿命。但是,在实际施工中,仍存在很多问题,严重影响道路桥梁的正常使用和运行,如路面沉降、刚度偏差、设计原则不正确等,这些问题都将严重影响道路桥梁的正常使用和运行质量,为此,施工者必须用技术手段紧紧抓住路桥过渡段路基路面设计的重点,并采取相应措施加以解决,使桥面在正常使用过程中出现的各种问题得到有效缓解,减少在正常使用过程中所带来的安全隐患,使车辆在最大程度上方便通行。