摘要:市政道桥工程是城市基础设施建设的重要组成部分,对人们的日常出行和城市交通安全产生一定的影响。市政工程的施工条件较复杂、涉及的特殊地质路况较多,沉降段路基路面施工难度大,不仅会影响车辆行驶安全,还会影响工程使用寿命。近年来,市政道桥工程中沉降段路基路面施工技术受到广泛的关注。本文分析市政道桥工程路基路面出现沉降的具体原因,从沉降段路基路面施工原则出发,阐述搭板施工、软基施工、填筑施工、变形控制、结构优化和排水技术等重要的道桥工程施工技术,以供参考。
关键词:市政道桥;沉降段;路基;施工技术
市政道桥是重要的交通枢纽设施,是人们安全出行的基础保障。目前,结构设置、压实程度与软基处理是市政道桥工程路基路面的关键因素。提高市政道桥沉降段路基路面施工技术水平,可以降低市政道桥在使用过程中的风险隐患,保障人们出行安全,切实完善市政工程施工质量,降低路基路面事故发生率。本文秉持整体性原则、地域性原则、专业化原则,分析沉降段路基路面施工技术,为市政道桥的安全稳定运行提出建议。
一、市政道桥工程路基路面出现沉降的具体原因
(一)结构设置
在施工过程中,大部分搭板需要使用C30钢筋混凝土构造。在路面布置钢筋是路面施工基本工序,为提升道桥路面施工质量,主要通过混凝土浇筑的方式实现质量提升。在结构设置上,传统的搭板施工手段并不复杂,可以有效改变道桥路面结构,促使道桥路面厚度足以承受最高载荷力,但难以避免车辆在行驶过程中出现跳车状况。在实际应用过程中,工程的施工质量与结构安全上已经得到大幅度提升,但断裂风险仍然存在,并不能从源头上解决跳车等突发问题。因此,通过填筑粗细料、过渡板等,强化道桥路基的稳定程度,可以有效降低道桥高度变化与沉降差异,确保道桥路面的平整程度符合国家规范,尽可能减少跳车等一系列问题。
(二)压实程度
在施工过程中,不同的施工技术人员需要严格遵循国家标准完成道桥路基路面的压实处理工作。实际上,道桥路基路面施工流程繁冗复杂,对人、材、机的实际需求呈现出多样化,尤其桥梁台背填土是技术规范的重点。例如,台背填土需要使用透水性强的土类,同时需要将台背、锥坡进行回填处理,按照道桥工程设计要求一次性填齐设计宽度,在此基础上,通过统筹布置的方式完成台背的填土处理。台背填土前,原地面必须经过压实处理,压实度需要达到并超过95%以上。從台背路基的压实处理程度来看,台背路基的压实度与施工所需人、材、机的标准、操作步骤息息相关,任何一个环节产生差错,均会造成沉降风险。另外,在车辆长时间对道桥路基路面的碾压过程中,道路桥梁车流量大,负荷重力大,路面整体稳定性不高,导致路基的平稳程度失衡,容易造成明显的沉降差异,影响道桥路面的实际使用效能,诱发不均匀沉降。
(三)软基处理
地基土中存在软土、松土等有机物质,天然含水量较高。对软基而言,其内部空隙较大,天然空隙比高于1.0,承载能力较差。因软基压缩性、透水性的显著特征,具有凝固性差、不稳定等特点,在地基沉降、车辆通行反复荷载的双重作用下,如果不及时处理软基问题,并未展开深入性分析,将造成人、材、机的资源浪费。尤其是施工人员在并未了解软基深度、实际范围的情况下,将施工方案不恰当地当作延误施工问题处理。例如,施工单位并未针对施工现场进行软基情况实际勘察,由于软基处理方法不恰当,将造成沉降风险陡增,严重影响市政道路工程的稳定性与安全性。
二、市政道桥工程中沉降段路基路面施工原则
(一)整体性原则
在施工过程中,从工程整体角度出发,详细考量道桥工程的规划设计。以推动道桥工程施工建设圆满完工为目标,制定可行性较高的规范性施工流程与施工管理机制,促使工程能够充分满足地域性交通路网建设需求,对车流实施科学分流,降低市政道桥原有所承受的载荷力,满足人们的出行需求。施工单位通过实地调研和问卷调查等方式,了解市政道桥工程的实地交通情况,进而制定满足地域性交通路网发展的施工方案,助力地域性基建建设。为保障市政道桥畅行,施工单位通过细化路基路面施工任务与施工环节,夯实路基,提升路基承载能力,避免后期施工或者使用中因强度不足而发生路基路面变形、不均匀沉降现象,确保车辆通行安全。
(二)地域性原则
在施工过程中,施工单位充分结合地域性条件,因地制宜选择施工现场附近的土壤、石料。在填充道路基层、面层之前,施工单位通过科学、合理的土壤、石料取样,做采样实验。施工单位根据实验数据,选择渗水性、含水性均较为理想的填充材料。施工单位可以优先考虑填充效果较为良好的砂石类石料,切忌首选淤泥类填充材料。
(三)专业化原则
市政道桥工程涉及大量繁冗的施工步骤,需要的人、材、机配置较为复杂,施工单位选择专业的技术人员参与建设,深入了解实际地形地势情况,选择与实际工程相符合的施工技术,合理设计桥梁排水系统技术方案(图1)。如果排水不顺畅,路基路面材料含水量增加,容易引发路面的松动,从而出现沉降。因此,应减少后期路基路面受到渗漏水的影响,提高道路承载力,避免出现桥梁坍塌的严重问题,在不同的施工环节,顺利推进施工进度,减少道桥工程施工过程中路基路面凹凸不平、连接缝隙、路基塌陷等沉降情况的发生,避免后期运行中路面受到压力发生承载力不足而变形,甚至塌陷。
三、市政道桥工程中沉降段路基路面施工技术
(一)搭板施工
在实际施工过程中,施工单位需要准确选择搭板位置,一方面,底部应当与市政道桥工程的路面最低位置保持平行状态;另一方面,顶部与路基路面标高完全吻合,在同时达到上述双重标准的前提下施工,确保路基路面的载荷承受能力。鉴于此,施工人员需要花费大量的时间,研究搭板的位置选择,精准完成搭板施工。与此同时,施工人员预留出反向坡,根据道桥工程中沉降段的实际沉降数据设计反向坡坡度值。在桥台施工的同时,将桥台台端设置在搭板、台背之间,避免桥头凹陷,合理设计水平拉杆、锚栓,将钢筋间距设置为85cm。为防止雨水渗漏等情况,可以选择沥青、玻璃纤维保证填缝质量。
(二)软基施工
软土层施工工序推进在道桥工程施工过程中需要引起足够重视。在软基施工中施工效果较好、应用广泛的施工方式,主要有表层压实法、重锤夯实法、强夯法、爆破法、碎石桩法、粉喷桩法、土桩法、砂桩法、石灰桩法等。与其他施工方式相对比,粉喷桩法可以达到较理想的施工效果。在实际运用过程中,可以有效缩短施工进度,促使施工效率得到稳定提升。但是,粉喷桩法的施成本较高,需要在工程造价上审慎控制。大多数路基处理中会采用CFG桩复合技术,该施工技术施工速度快、成本低。在施工过程中,选择压缩性强、含水量较少的材料辅助该技术实施,促使CFG桩、桩间土和褥垫层共同构成CFG桩复合地基,提高桩间填充料强度,在提高桩侧法向应力的同时增加桩体侧壁摩阻力,有效降低路面沉降率。
(三)填筑施工
沉降段路面被压缩和产生变形主要与路基路面的结构强度,填料的物理性质、力学特性有关。选择满足沉降段路基路面设计要求的填料。结合工程施工的地形地貌、土壤条件,对采集样品进行数据对比和分析,选择符合设计要求的路基路面填料,降低不均匀沉降现象发生率,规避桥梁道路的质量事故。选择含水量少、渗水性能好的砂石类材料的路基填料,桥台部位路堤填料尝试选用可压缩性较强的填料,为防止沉降持续严重,施工单位通过选择由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料,与沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料而组成的沥青混合填充材料,控制路基路面所承受的载荷,沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)能够有效防止由载荷所引起的大面积沉降现象,保障路桥衔接段刚性平缓过渡。在填筑过程中,要实时检测,观察路面回填的高密度与压实强度,提前做好填筑试验,若发生异常,及时更换不符合施工标准及要求的回填材料,保障填筑施工质量。另外,还可以应用SBS改性乳化沥青桥面防水涂料、防水渗透性较高的AMP-100二阶反应型桥面防水涂料配合沥青玛蹄脂碎石混合料施工。
(四)变形控制
变形控制作为有效控制道桥工程施工质量的方式,可以控制沉降段沉降幅度,强化道桥交界位置。一方面,在施工过程中,施工单位利用5G+BIM技術做三维建模,通过计算机模拟道桥工程施工现场实际情况,进而利用CAD三维绘图获得精准的路基路面沉降面积和沉降范围。另一方面,施工人员充分结合工程施工技术,通过对沉降差异作出有效控制,模拟沉降面积内预期施工目标,防止产生变形控制误差。在施工前,针对沉降段做变形控制实验,保证控制过程、控制结果的合理性,达成控制目标。
(五)结构优化
我国目前大多数采用衡量制度参与工程施工。鉴于此,在道桥工程施工时,施工人员结合自身施工经验与工程实际需求,充分调动施工现场周边的全部条件,制定出完善的沉降段优化方案,利用先进设计手段施工。
施工人员需要多维度提升施工质量,在优化路基路面施工经验的同时,规避填土位移的产生。例如,运用土木格栅技术切实提高道桥的稳定性,将沉降段沉降量控制在合理范围内,减少道桥路基路面不必要的维修次数。
(六)排水技术方案
一般情况下,道桥出现沉降段的位置,主要为雨水集中的淤积区域。这部分的路基路面在长时间雨水浸泡的过程中,产生较为明显的质变。因此,在路基路面施工过程中,施工单位充分考虑地下水对道桥工程产生的负面干扰,同时,结合道桥周边地形地貌,考虑自然降水对道桥排水产生的影响,制定出全面的排水技术方案。
四、结语
综上所述,道桥由于受到地理位置、地质条件等综合性因素的影响,在正式运行过程中容易出现沉降等问题,为确保道桥的正常使用,施工人员需要严格遵循施工规范,在完善施工技术的同时,严格把控路基路面的施工流程,同时,有效结合沉降段的沉降情况展开具有针对性的施工作业。在此过程中,施工单位需要针对道桥总体施工质量展开科学监管,对存在的安全隐患及时发现、及时处理。
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作者简介:徐文浩(1979),男,山东省邹平市人,本科,工程师,研究方向为市政工程。