羅廣東
(湖南婁底路橋建設有限責任公司 湖南婁底 417000)
道路橋梁過渡段的路基路面施工技術探究
羅廣東
(湖南婁底路橋建設有限責任公司 湖南婁底 417000)
隨著我國公路建設行業(yè)的不斷發(fā)展,公路工程施工技術已經變得日益成熟。但是公路橋梁的過渡段路基路面施工卻經常被忽視,成為公路工程質量通病。目前,路橋過渡段的施工質量已經成為工程施工中的關鍵問題。本文主要根據(jù)孫水河大橋施工實例,闡述了路橋過渡段路基路面施工技術。
路橋;過渡;填筑;路基;填料
隨著路橋工程建設規(guī)模的不斷擴大,路橋工程施工中的質量問題也廣泛的引起來社會的關注,其中一個重要的問題就是路橋過渡段的施工問題,長期以來是困擾路橋工程施工質量的重點,所以,在路橋工程施工中,必須加強對路橋過渡段施工的研究,保證工程施工質量。
路橋過渡段是指路基與橋臺連接處,由于路基剛度差異較大,設置過渡段,以保證路面平順過渡。路橋過渡段作為剛性橋臺與柔性路堤的結合部位,在結構上是塑性變形和剛度的突變體。在道路路基與橋梁連接處,因為道路路基與橋梁剛度有比較大的差別,會導致路基和橋梁產生不一致的沉降現(xiàn)象,在路橋過渡點的附近很容易產生沉降差,導致路面產生不規(guī)則沉降現(xiàn)象。當行車通過時,就會增加車輛的振動,影響行車安全和穩(wěn)定。在路基與橋梁之間設置一定長度的過渡段,可最大限度地減少路基與橋梁之間的沉降差,達到降低行車的振動,減緩線路結構的變形,保證車輛安全、平穩(wěn)、舒適運行的目的。
2.1 加筋土路堤法
加筋土路堤法是在過渡段路堤填料(必要時也可包括地基)中埋設一定數(shù)量的加筋材料,形成加筋土路堤結構。該方法不但可以對路堤的強度進行增加,還能夠對路堤的穩(wěn)定進行大幅度的提高,從而對路基變形現(xiàn)象進行顯著減少(見圖1)。公路部門試驗研究表明,使用加筋土路堤結構來處理橋臺跳車有兩大作用:①能大大減小橋背路堤的沉降;②能將橋背路堤與橋臺交界處的臺階式跳躍沉降變成連續(xù)斜坡式沉降。
圖1 加筋土路堤法路橋過渡段示意圖
2.2 碎石填料填筑法
碎石填料填筑法是指使用強度高、變形小的優(yōu)質材料(如碎石類填料)進行過渡段填筑的方法。該方法是公路系統(tǒng)中一種非常常見的減小路橋沉降差的方法。其設計意圖明確,材料性質可靠,易控制,剛度與變形可實現(xiàn)均勻過渡。該處理方法可能存在的問題是橋臺臺背窄小空間的壓實質量不易得到保證,相對較大的自重引起地基的沉降也較大。
2.3 過渡搭板法
過渡搭板法是在過渡段范圍內路堤填料上現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚板,并使一端支撐在剛性基礎(橋臺)上,利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度來增加軌道的剛度。該法在公路系統(tǒng)得到了最為廣泛的應用,也取得了較好的效果。
3.1 工程概況
孫水河大橋按城市主干路雙向6車道設計,橋梁設計荷載:公路-Ⅰ級(并按城-A級校核),人群荷載3.5kPa。主橋上部結構采用41.5+75+41.5mY型墩預應力混凝土變截面連續(xù)剛構,其中主橋采用掛籃懸澆施工法。引橋采用2×30m預應力混凝土等截面連續(xù)剛構,全橋跨徑組合為41.5+75+41.5+2×30m,橋梁全長221m。部結構采用左右雙幅橋面,橋寬32m=2×[4.5m(人行道、自行車道)+0.25m(路緣帶)+3.75m(機動車道)+2×3.5m(機動車道)+0.25m(路緣帶)+0.24m(防撞護欄)+0.01(變形縫)]。橋梁車行道橫坡采用2%,人行道橫坡采用1%。主橋布置圖如圖2所示。
截止到2015年2月7日,孫水河大橋左右幅南北兩岸邊跨于2月7日全部合龍,主橋主體結構全部完工,接下來進行左右幅橋面鋪裝及路與橋過渡段連接等施工。
3.2 過渡段基底處理
按設計的斷面尺寸進行過渡段開挖,坡面及基底預留50cm厚度,人工配合機械進行修鑿,臺階按相應的尺寸修鑿成型,人工清理基底松碴?;滋幚硗瓿珊?,應確保動態(tài)變形模量Evd≥40MPa。當基底不能達到該要求時,應加深換填厚度或進行碾壓夯實,直到滿足承載力要求。
3.3 填料要求
圖2 橋型布置立面
施工前對碎石填料、外摻料(P.O.32.5水泥)進行取樣檢驗,填筑時對運至現(xiàn)場的填料進行抽樣檢驗。摻入的水泥初凝時間應大于3h,終凝時間宜大于6h。在試驗合格后的碎石廠取料,要求顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%,質軟、易碎的碎石含量不得超過10%,黏土團及有機物含量不得超過2%。過渡段施工,級配碎石質量必須滿足驗標和設計要求。按照驗標和設計對過渡段級配碎石填料必須滿足規(guī)范要求,對原材料進行制備或購買,并對選定的碎石、石粉等進行取樣試驗和篩分檢測、配合比試驗。級配碎石的粒徑、級配及質量符合驗標和設計要求,碎石顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%,質軟、易破碎的碎石含量不超過10%。通過試驗確定級配碎石,各種規(guī)格45~20、20~5、<5mm的碎石一般按0.25:0.3:0.45的比例摻配,每次現(xiàn)場拌合時,經現(xiàn)場試驗員確認,整個拌合過程由現(xiàn)場監(jiān)理見證。
3.4 過渡段的質量控制要點
3.4.1 基坑回填
基坑回填應在橫向構筑物兩側同時進行,分層壓實,采用小型震動壓實機械時,厚度不得大于15cm。壓實過程中,應保證結構物穩(wěn)定,無損傷?;踊靥罘謱訅簩崢藴蕿閯討B(tài)變形模量Evd≥30MPa,K30≥60MPa/m?;踊靥钪猎孛婧?,應用小型振動碾壓機壓至最佳干密度的90%。基坑回填頂面高程的允許誤差為±50mm。
3.4.2 基床表層以下過渡段填筑
過渡段填筑應自下而上,橫向全寬每層同步填筑??v向:橫向構筑物兩側過渡段應同步施工。
(1)拌合
過渡段填料采用級配碎石摻水泥的混合料,按照實驗室給定的配合比在攪拌站集中進行拌合,且必須拌合均勻。在正式生產級配碎石填料之前,必須先調試所用的廠拌設備,使混合料的顆粒組成、級配和含水量都能達到規(guī)定的要求。
(2)運輸
裝料時,車要有規(guī)律的移動,使混合料在裝車時不致產生離析。采用大噸位自卸車運輸。車輛運輸過程中,用防水篷布覆蓋。填筑之前計算出當日過渡段級配碎石的需求量,同時結合攪拌站的生產能力,合理組織安排施工,確保級配碎石填筑過程的連續(xù)有序。
(3)攤鋪與填筑
路基過渡段填筑范圍相對狹窄,機械攤鋪的同時必須配備足夠的人員配合。每層的攤鋪厚度應按工藝試驗確定的參數(shù)嚴格控制,每層壓實厚度不大于30cm,不得小于15cm。采用小型震動壓實機械時不宜大于15cm。整形后,當表面尚處濕潤狀態(tài)時,應立即進行碾壓。如表面水分蒸發(fā)較多,明顯干燥失水,應在其表面灑少量水晾干后再進行碾壓?;脖韺右韵逻^渡段填料采用平地機進行攤鋪,但面層及基床表層必須用攤鋪機攤鋪。碾壓采用20t膠輪振動壓路機。碾壓應遵循先靜壓、后弱振、再強振的方式,最后靜壓收光。直線地段應由兩側路肩開始向路中心碾壓,曲線地段應由內向外碾壓,沿線路縱向行與行之間重疊壓實不應小于40cm。橫向接縫處填料應翻挖并與新鋪的填料混合均勻后,再進行碾壓,并注意調整其含水率,縱向應避免工作縫。碾壓至基床表層底面后,其外形尺寸允許偏差按表1的要求控制。
過渡段基床表層應與相鄰區(qū)間路基基床表層同步施工。填筑前,應對下承層進行驗收,包括幾何尺寸、壓實標準。不符合標準的下承層應進行修整。驗收標準見表2。
3.3 沉降觀測
路橋過渡段,路基與結構物間的差異沉降不大于5mm,過渡段沉降造成的路基與橋梁的折角不大于1‰;過渡段沉降觀測應以路基面沉降和不均勻沉降觀測為主,沉降觀測期與路基相同,不少于6個月。路橋過渡段在橋臺背后1m位置設一個觀測斷面(見圖3),觀測斷面類型按設計要求。從路堤填筑開始時進行沉降觀測,實施過程中,觀測時間的間隔還應根據(jù)地基的沉降值和沉降速率進行調整。當兩次連續(xù)觀測的沉降差大于4mm時應加密觀測頻次;當出現(xiàn)沉降突變、地表水變化及降雨等外部環(huán)境變化時應增加觀測頻次。
表1 基床表層以下過渡段外形尺寸允許偏差
表2 壓實標準
圖3 沉降觀測布置斷面示意圖
通過施工期系統(tǒng)的沉降變形動態(tài)觀測,對實測沉降觀測數(shù)據(jù)的分析、評估,評價地基最終沉降完成時間,驗證或調整設計措施,使線下基礎工程達到預定的沉降變形控制要求,推算出較準確的最終沉降量和工后沉降。
在路橋工程施工中,過渡段施工是工程施工中最容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。因而,在施工中必須采取有效的措施,避免或者減少路橋過渡段的病害,從而對路橋過渡段施工質量進行保證。
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U416
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1004-7344(2016)13-0162-02
2016-4-8
羅廣東(1983-),男,工程師,本科,主要從事公路與橋梁工作。