分析市政路橋過渡段軟基路基路面施工技術(shù)

唐毅

摘 要：針對(duì)某市政道路橋梁實(shí)際情況，對(duì)其過渡段處理中所用的泡沫混凝土與預(yù)應(yīng)力管樁兩套方案進(jìn)行深入分析，并通過對(duì)比得出泡沫混凝土方案優(yōu)勢(shì)顯著，應(yīng)作為首選方案的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：市政路橋過渡段；過渡段處理

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）20-0137-02

過渡段與橋臺(tái)、路基之間的不均勻沉降是造成橋頭跳車現(xiàn)象的主要原因，橋頭跳車不僅影響行車舒適性與安全性，還會(huì)加劇橋臺(tái)結(jié)構(gòu)損壞，引起病害。因此，必須重視并做好過渡段處理。而可用于過渡段處理的方法有很多，不同方法有各自的原理和優(yōu)勢(shì)，工程中需要通過比選確定一套最佳的處理方案。

1 工程概況

某市政道路橋梁處于K0+067～K0+290標(biāo)段內(nèi)，路橋過渡段經(jīng)前期地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)存在軟基，承載力較差，無法滿足施工要求，需采用工程措施予以處理?，F(xiàn)圍繞本工程實(shí)際情況，對(duì)其過渡段軟基路基路面施工技術(shù)作如下分析。

2 施工方案

結(jié)合地質(zhì)條件與工期要求，對(duì)過渡段實(shí)施方案研究，最終確定以下施工方案。

2.1 泡沫混凝土

在泡沫混凝土中不使用粗骨料，有良好的流動(dòng)性，在高壓管道的支持下能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離泵送，受場(chǎng)地、地形與交通等因素的影響較小，澆注點(diǎn)和制作點(diǎn)能分離，工期短，造價(jià)低，環(huán)境影響小[1]。泡沫混凝土工藝原理如圖1所示。

2.1.1 方案概述

通過分層澆筑形成結(jié)構(gòu)，為使?jié)仓芏冗_(dá)到均勻，分層厚度在0.5m左右，同時(shí)頂、底部均做加筋處理；經(jīng)處理的過渡段和地基相連處增設(shè)厚度為10cm的砂墊層，表面鋪設(shè)防滲土工布，底層鋪設(shè)滲水土工布；結(jié)構(gòu)和基床表面相接處設(shè)置厚度為10cm的土工格室，表面鋪設(shè)滲水土工布，底層鋪設(shè)防滲土工布，格室的長(zhǎng)度應(yīng)大于過渡段至少5m；砂墊層兩側(cè)按10m間隔布置滲溝，過渡段每層按2m間敷設(shè)排水管；整體結(jié)構(gòu)和普通路基相接處，設(shè)1：2斜坡。主要施工要求為：水泥初凝時(shí)間應(yīng)在45min以上，終凝時(shí)間不得超出10h；混合料流值應(yīng)在160～180mm范圍內(nèi)；施工范圍內(nèi)不能有凍脹破壞，且為中性[2]。

2.1.2 工藝流程

防排水施工→邊坡修整→支設(shè)臨時(shí)模板→分層澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→橫、縱坡調(diào)整→竣工驗(yàn)收。其中，在分層澆筑前還應(yīng)做好原材料的選擇、機(jī)具設(shè)備配置與配合比設(shè)計(jì)確定。

2.2 預(yù)應(yīng)力管樁

該方法具有靈活性好、對(duì)地基的耐壓力要求相對(duì)較低、入場(chǎng)與退場(chǎng)方便、工期短、穿透性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。而且經(jīng)過多次實(shí)踐與總結(jié)，其使用已十分成熟。本工程所用預(yù)應(yīng)力管樁如圖2所示。

2.2.1 方案概述

采用錘擊法進(jìn)行施工，根據(jù)施工需要確定打樁機(jī)數(shù)量；在進(jìn)行打樁時(shí)，樁身、樁錘及樁帽的軸線必須完全重合，預(yù)應(yīng)力管樁樁帽如圖3所示；如果樁身的實(shí)際傾斜率經(jīng)檢測(cè)超出0.8%，則要盡快找出原因并予以糾正；在樁尖開始進(jìn)入硬質(zhì)土層以后，禁止采用移動(dòng)樁架的方式進(jìn)行糾偏；樁段的機(jī)械連接如圖4所示。在進(jìn)行接樁焊接過程中，應(yīng)安排兩名焊工同時(shí)且對(duì)稱的進(jìn)行焊接，形成的焊縫應(yīng)飽滿和連續(xù)，不能有缺陷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在焊瘤及咬邊等問題時(shí)，立即處理，避免造成質(zhì)量隱患；燒焊的層數(shù)不能少于兩層，焊渣通過小錘敲擊除去；在燒焊完成之后，應(yīng)冷卻至少8min[3]。

2.2.2 工藝流程

施工準(zhǔn)備→施工測(cè)放→確定樁位→試樁與樁機(jī)就位→管樁起吊并對(duì)準(zhǔn)樁位→放置樁墊→樁帽施工→放置樁帽墊層→冷錘→垂直度檢查→打樁→收錘并測(cè)試貫入度→竣工驗(yàn)收。

管樁進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)→監(jiān)理工程師驗(yàn)樁→釘入木楔→確定樁位→監(jiān)理工程師驗(yàn)收。

如果貫入度測(cè)試結(jié)果不滿足要求，應(yīng)返回樁機(jī)就位環(huán)節(jié)，依次進(jìn)行管樁起吊并對(duì)準(zhǔn)樁位→放置樁墊→樁帽施工→放置樁帽墊層→冷錘→垂直度檢查→打樁→收錘并測(cè)試貫入度，直到貫入度測(cè)試結(jié)果達(dá)到要求。

預(yù)應(yīng)力管樁施工中，應(yīng)充分注意以下要點(diǎn)：

（1）選用合適的樁墊與樁帽，樁身、導(dǎo)桿與樁帽應(yīng)處在同一條垂直線上；樁周和狀錨之間的縫隙寬度按5～10mm控制；在樁帽上部圍箍當(dāng)中用硬木作為樁墊，用于避免樁頭發(fā)生破損，其厚度應(yīng)保持均勻，同時(shí)在壓實(shí)以后，其厚度應(yīng)達(dá)到120mm以上。施工過程中進(jìn)行經(jīng)常性檢查，如果樁墊出現(xiàn)損壞，則應(yīng)予以更換。在施樁的過程中，其靜壓力不能超過樁身軸心處抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即1000kN以上。

（2）在接樁的過程中，相鄰兩個(gè)樁節(jié)應(yīng)焊接牢固，中心偏差不能超過5mm，彎曲矢高控制在1/1000以內(nèi)，同時(shí)不能超過20mm。

（3）施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不允許中途停頓，如果必須停壓，則要盡可能縮短停壓的時(shí)間，防止因停歇時(shí)間過長(zhǎng)對(duì)后續(xù)樁機(jī)施工造成影響，使沉樁無法順利完成。

（4）在壓樁時(shí)，若遇到無法穿透的土層，則接樁應(yīng)在樁段完全穿過這一土層后，確定適宜的樁段長(zhǎng)度過程中，充分考慮地質(zhì)條件進(jìn)行選擇。

（5）如果管樁進(jìn)水，則不允許進(jìn)行施工，將破損率嚴(yán)格控制在3%以內(nèi)。

（6）在焊接過程中，首層用焊條進(jìn)行打底，保證根部完全焊透。次層宜選用粗焊條。坡口錯(cuò)位偏差不能超過2mm，焊縫的高度偏差不能超過1mm。嚴(yán)格控制焊接的變形，在對(duì)上、下樁節(jié)進(jìn)行固定以后，對(duì)導(dǎo)向箍進(jìn)行拆除，按照分層的方法進(jìn)行焊接操作，保證各層的焊接厚度達(dá)到均勻，焊接層之間的焊渣應(yīng)仔細(xì)清除，坡口焊應(yīng)焊滿，電焊的厚度應(yīng)高于坡口。焊接完成后對(duì)焊縫進(jìn)行檢查，不能有氣孔與夾渣等問題、缺陷。

2.3 施工方案安全性

由泡沫混凝土對(duì)過渡段進(jìn)行處理時(shí)，因材料在固化后有良好直立性，所以對(duì)橋臺(tái)產(chǎn)生的側(cè)向壓力幾乎為零，能避免橋臺(tái)受到施工的影響[4]。

采用預(yù)應(yīng)力管樁的方法對(duì)過渡段進(jìn)行處理時(shí)，主要依靠擠土效應(yīng)，所以樁基與橋臺(tái)應(yīng)在預(yù)應(yīng)力管樁竣工后進(jìn)行施工，如果同步施工，則將對(duì)橋臺(tái)造成安全威脅，嚴(yán)重時(shí)將造成破壞。此外，如果軟基的厚度較大，則影響范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，使周圍的既有建筑也收到一定威脅。

2.4 施工方案經(jīng)濟(jì)性

根據(jù)設(shè)計(jì)工程量，結(jié)合現(xiàn)行定額與材料市場(chǎng)價(jià)格，分別計(jì)算以上兩套方案的造價(jià)。結(jié)果表明，泡沫混凝土方案造價(jià)低于預(yù)應(yīng)力管樁，在經(jīng)濟(jì)性上具有明顯優(yōu)勢(shì)。除此之外，當(dāng)需要考慮橋臺(tái)的實(shí)際受力時(shí)，可對(duì)其實(shí)施簡(jiǎn)化。實(shí)踐表明，選用單排樁柱形式的橋臺(tái)，能有效降低成本，縮短周期[5]。

2.5 施工方案適用性

對(duì)于預(yù)應(yīng)力管樁而言，它主要具有以下優(yōu)勢(shì)：①整體結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，種類與規(guī)格都十分齊全，能很好的滿足施工要求；②管樁自身有很高的承載能力，且抗彎性能符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；③管樁的成樁質(zhì)量易于控制，施工后質(zhì)量穩(wěn)定可靠；④對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的適應(yīng)性，即便持力層上有較大的起伏，該方法也能良好適應(yīng)；⑤吊裝和運(yùn)輸都較為方便，接樁可在很短的時(shí)間內(nèi)完成；⑥成型速度較快，能縮短工期，并且對(duì)工后的養(yǎng)護(hù)與管理沒有太高要求；⑦可對(duì)管樁的長(zhǎng)度進(jìn)行靈活且方便的調(diào)整。然而，也存在以下缺點(diǎn)：①管樁對(duì)工程運(yùn)輸及堆放往往有很高的要求；②管樁施工時(shí)對(duì)區(qū)域地下水等也有很高要求，也根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做好防腐處理；③飽和黏性土場(chǎng)地壓樁過程與基坑開挖對(duì)方案有較高要求，實(shí)際的質(zhì)量控制工作較為困難；④管樁經(jīng)常要穿過厚度較大的粉砂或黏土層，增大了沉樁的難度，在情況較為嚴(yán)重時(shí)，將導(dǎo)致樁身碎裂；⑤在土方開挖施工中一旦控制不當(dāng)，將造成斷樁與傾斜等問題[6]。

而對(duì)泡沫混凝土處理方案而言，其施工方便且高效，澆筑最快7d后即可進(jìn)入路面施工工序，和樁基、橋臺(tái)的正常施工不發(fā)生沖突，可根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃予以靈活調(diào)整。除此之外，在采用這一方案進(jìn)行施工時(shí)，橋臺(tái)還能選用單排樁柱的形式，相較于薄壁形式和雙排樁形式，不僅能減少一半的工期，還能大幅降低造價(jià)。由此可見，這套方案在工期上也有明顯的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)大致推算，當(dāng)采用這套方案進(jìn)行施工時(shí)，橋臺(tái)處理工期相較于預(yù)應(yīng)力管樁，能節(jié)省至少1個(gè)月，如果實(shí)際的施工條件良好，最多能節(jié)省6個(gè)月，由此減少的施工、管理與生活費(fèi)用十分可觀。因此，本工程主要采用泡沫混凝土方案進(jìn)行施工。過渡段施工完成后，按市政道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路面施工即可，因泡沫混凝土能有效加固過渡段的軟基及路基，減少沉降，尤其是避免不均勻沉降，所以不會(huì)對(duì)過渡段路面造成任何影響，采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)措施進(jìn)行路面施工即可，在此不予贅述。

3 結(jié)束語

綜上所述，上述兩套施工方案均合理可行，經(jīng)檢驗(yàn)，過渡段路基路面各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，而且能在達(dá)到預(yù)期處理效果的同時(shí)，降低施工造價(jià)，盡快完成施工，減少對(duì)市政道路正常通行造成的影響。

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收稿日期：2018-6-5

作者簡(jiǎn)介：唐 毅（1980-），男，工程師，碩士研究生，主要從事城市道路、橋梁、隧道建設(shè)管理方面工作。