市政路橋工程中路基路面沉降段設(shè)計(jì)施工技術(shù)探討

莫仁冬 王 維 趙毓成

1.中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 100037

2.北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司 北京 100037

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，人們的生活水平提高的同時(shí)也帶動(dòng)了我國交通運(yùn)輸量的上升[1]，這一定程度上也促使了我國市政道路橋梁的承載極限需要不斷提高，市政路橋工程的建設(shè)數(shù)量不斷大增，而路橋工程的質(zhì)量，關(guān)乎著人民的人身及財(cái)產(chǎn)安全。我國對(duì)于工程質(zhì)量，也越來越重視，但近年新建或改造的市政路橋工程不少在投入使用后，短期路面整體或局部位置就出現(xiàn)沉降、開裂等問題，嚴(yán)重的甚至引發(fā)了交通、安全質(zhì)量事故，給行車造成了安全隱患。因此，我們?cè)谑姓窐蚬こ痰脑O(shè)計(jì)、施工過程中一定要重視這些問題，在工程設(shè)計(jì)和施工過程中，要注重規(guī)范要求，完善設(shè)計(jì)方案，落實(shí)各項(xiàng)指標(biāo)控制措施，以保證和提高工程質(zhì)量，保障人民出行安全，更好的促進(jìn)我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

精良的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)不僅僅可以有效的避免質(zhì)量事故的出現(xiàn)，還可以提高工程建設(shè)的綜合品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量技術(shù)的提升，對(duì)于我國道路交通事業(yè)的發(fā)展有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 市政道橋工程中常見路面沉降情況

1.1 車行道上管線檢查井、路側(cè)收水井井邊開裂、沉降

市政道路具有車流量大，交通量密集的特點(diǎn)，特別是中心城區(qū)表現(xiàn)尤為明顯，而在這些地區(qū)由于道路兩側(cè)建筑物已經(jīng)形成完善，路面下管道線位已經(jīng)成型，難以將管線遷移，隨著道路使用年限的增長，在檢查井井蓋周圍20-30厘米的范圍內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)一些裂縫，最終形成檢查井的沉降或路面開裂。主要原因除了檢查井施工質(zhì)量問題外，道路路基施工時(shí)井周邊難以采用重型機(jī)械壓實(shí)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度，或路基常年地下水位高，路基設(shè)計(jì)防水措施不足，路面在車輛長期的動(dòng)荷載作用下，易產(chǎn)生不均勻沉降和水毀情況。

1.2 新埋管線管頂范圍路面沉降

城市道路工程中，在舊路開挖新埋管線的范圍，經(jīng)常由于管道施工質(zhì)量或管線溝槽回填不規(guī)范，壓實(shí)度不符合道路要求等原因，出現(xiàn)路面恢復(fù)后又發(fā)生局部沉降或縱向開裂等問題。

1.3 橋頭跳車——路橋過渡段不均勻沉降

橋頭跳車是目前路橋工程中比較普遍和難以解決的難點(diǎn)問題。橋頭跳車是指橋頭構(gòu)造物與引道路堤填土路面銜接處產(chǎn)生了較大的差異沉降，使得路面形成臺(tái)階式顯著變化，車輛駛過產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象，其根源在于剛性橋梁和半剛性道路結(jié)構(gòu)的差異沉降，要完全消除幾乎不可能，但通過良好的設(shè)計(jì)方案和嚴(yán)格的施工措施，能極大的減小差異沉降的幅度，減輕其危害。

1.4 舊路改造中不良地質(zhì)段路面及新舊路接茬處沉降

在進(jìn)行市政路橋改造工程中，經(jīng)常出現(xiàn)新改造拓寬完的道路很快出現(xiàn)路面縱向開裂、面層剝落、坑槽等情況，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致事故的出現(xiàn)[2]。究其原因，我們?cè)谶M(jìn)行舊路改造拓寬項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)先對(duì)舊路面開展檢測(cè)分析工作，包括舊路損害調(diào)查和分析，路面平整度檢測(cè)、舊路鉆孔調(diào)查、現(xiàn)有交通量分析等。對(duì)舊路檢測(cè)分析完成后，結(jié)合新舊道路沉降速率不一致的特點(diǎn)進(jìn)行局部加強(qiáng)措施設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)缺少針對(duì)性措施，或者舊路的相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)過少或覆蓋不全面，制定的設(shè)計(jì)施工改造方案就達(dá)不到后期使用要求，就會(huì)出現(xiàn)上述完工很快出現(xiàn)質(zhì)量問題的情況。

1.5 路基路面的平整度、壓實(shí)度

在進(jìn)行市政橋梁工程施工之前，施工單位會(huì)先對(duì)路面開展檢測(cè)工作。檢測(cè)的內(nèi)容主要包括路面的平整度、路基土質(zhì)的壓實(shí)度等。如果路基的相關(guān)數(shù)據(jù)都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)工程施工結(jié)束，路面正式投入使用之后，由于車輛過多，路面遭到碾壓，會(huì)出現(xiàn)路面凹凸不平的情況，會(huì)對(duì)過往的車輛造成一定的磨損，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致事故的出現(xiàn)[3]。想要避免上述情況的出現(xiàn)，就需要嚴(yán)格對(duì)施工過程當(dāng)中的施工材料進(jìn)行管控。

2 市政路橋工程中沉降段路基路面的設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1 重視路基強(qiáng)度、整體性的控制

以上沉降問題原因分析中，基本存在路基成型后強(qiáng)度、耐久性不足的問題。因此，在設(shè)計(jì)階段要針對(duì)工程項(xiàng)目的質(zhì)量薄弱點(diǎn)進(jìn)行分析，并在方案設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的加強(qiáng)和應(yīng)對(duì)措施，如檢查井、收水井設(shè)計(jì)要注重基礎(chǔ)、井篦的強(qiáng)度和沉降問題，針對(duì)井邊0.3-0.5米范圍路基路面可進(jìn)行混凝土加固方案處理等；對(duì)橋頭路橋過渡段加強(qiáng)路堤填筑方案、材料、施工的要求，做好橋背回填和橋頭搭板的方案設(shè)計(jì)。

2.2 重視對(duì)交通量、水文地質(zhì)資料的調(diào)查搜集和分析工作，加強(qiáng)每個(gè)項(xiàng)目的針對(duì)性設(shè)計(jì)

市政路橋項(xiàng)目往往由于有前期規(guī)劃各項(xiàng)指標(biāo)的控制和工期要求，很多項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)院不重視對(duì)交通量和水文地質(zhì)情況的再調(diào)查和分析，制定設(shè)計(jì)方案會(huì)有遺漏或缺乏針對(duì)性，為后期工程的實(shí)施埋下變更或質(zhì)量隱患。因此，針對(duì)每個(gè)項(xiàng)目，在制定設(shè)計(jì)方案過程中要加強(qiáng)對(duì)方案的評(píng)審、會(huì)審，尤其注意在專業(yè)交接界面可能存在的質(zhì)量問題，提高設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量和全面性。

2.3 重視搭板設(shè)計(jì)

圖1 搭板和枕梁的圖示

市政道路和橋梁銜接中，最關(guān)鍵是搭板，在實(shí)際工程中為了讓搭板穩(wěn)定，往往在后端做枕梁，該做法能有效提高路橋順接關(guān)系，能夠使市政道路和橋梁減少沉降差，延長市政道路使用壽命。此外對(duì)搭板范圍進(jìn)行防水滲漏設(shè)計(jì)、搭板下及橋臺(tái)后填充天然砂礫，可減少雨水浸泡對(duì)搭板和填土的影響，進(jìn)而保證壓實(shí)度和平穩(wěn)定。

3 市政道路橋梁工程中沉降段路基路面的施工技術(shù)

3.1 重視橋頭路基施工質(zhì)量

現(xiàn)階段我國通常采用粗粒料填筑法、加筋法等方法來對(duì)橋頭和引道路基進(jìn)行回填處理，這種應(yīng)用方法不僅可以有效的提高道路路基的整體防護(hù)強(qiáng)度，使得路面更加的平整，減小車輛行駛在路面的過程中橋頭跳車的情況[4]。在橋隧路基過渡段常常會(huì)采用混凝土搭板過渡，搭板搭橋結(jié)構(gòu)方法是目前減輕差異沉降最常見的結(jié)構(gòu)方法。但搭板結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差，易斷裂，要注意配筋加強(qiáng)。此外，搭板的施工精確度影響著橋頭跳車程度，因此施工單位一定要確保進(jìn)行搭板的路基頂面按設(shè)計(jì)標(biāo)高保持平行，這樣可以確保搭板的頂面與橋面層低的標(biāo)高保持一致。在施工使用支架的過程中，支架周圍一定要放置搭板。部分地區(qū)由于雨水較多，在搭板的施工中，要注意對(duì)雨水浸泡路基問題給予關(guān)注，采取措施，選用質(zhì)量優(yōu)良的防水材料，保證搭板施工的綜合質(zhì)量[5]。

3.2 做好易沉降段路基路面的排水、防水工作

路基積水是造成路基穩(wěn)定性以及承載力大幅度下降的主要原因，尤其在水文地質(zhì)狀況較差路段路基。因此，我們要重視路基路面施工排水作業(yè)，做好地下水位高路段的路基防水、分隔帶排水等工作。雨季施工要有完善的路面排水設(shè)施，還可利用漿砌片石護(hù)面對(duì)溝渠、坡面進(jìn)行加固。

3.3 嚴(yán)格進(jìn)行特殊路段的沉降監(jiān)測(cè)

在施工過程中，做好高路堤、軟基路堤和橋梁的沉降強(qiáng)度監(jiān)測(cè)，可在第一時(shí)間快速發(fā)現(xiàn)該處的異常，并及時(shí)采取各種相關(guān)技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)，提高沉降強(qiáng)度和運(yùn)行穩(wěn)定性。通過工程沉降施工監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確性地確定路堤的沉降速率和施工持續(xù)時(shí)間。在施工管理過程中，還可以同時(shí)采用多種計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)開展模擬，確定特殊路段的沉降量的幅度波動(dòng)范圍。通過開展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)工作，在開始進(jìn)行施工前，確保制定的施工方案科學(xué)有效。

3.4 重視搭板施工

市政道路橋梁銜接的搭板在工程中非常重要，好的搭板施工能有效提高道路工程質(zhì)量，使路基路面和橋梁能保持順接關(guān)系，為了能夠使市政道路和橋梁減少沉降差，延長市政道路使用壽命，更重要的是能夠有效提升道路的舒適性，降低跳車等現(xiàn)象發(fā)生，在施工時(shí)，需對(duì)塔板進(jìn)行防水處理，減少雨水浸泡對(duì)施工材料造成嚴(yán)重影響[6]。

3.5 路基路面排水技術(shù)應(yīng)用

由于路基路面內(nèi)部含水量超過了相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，同樣會(huì)導(dǎo)致道路工程項(xiàng)目施工出現(xiàn)道路沉降問題，因此，為了更好地降低道路沉降問題出現(xiàn)的概率，相關(guān)施工人員要在充分利用路基路面排水技術(shù)的基礎(chǔ)上，重視對(duì)路基路面的排水處理，以達(dá)到降低路基路面含水量的目的，從而保證道路的可靠性和穩(wěn)固性。對(duì)于道路路基路面而言，為了保證其排水處理效率和效果，相關(guān)施工人員還要重視對(duì)防水材料的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)路基路面的全面鋪設(shè)處理，進(jìn)而有效地避免路基路面滲水問題的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，由于近幾年市政道橋工程的快速增長，極大地促進(jìn)了我國城市間和城市內(nèi)交通的暢通和快捷，為人民群眾的出行提供了很大便利。但因設(shè)計(jì)和施工原因造成的路面沉降普遍仍然是工程建設(shè)過程中非常需要解決的一個(gè)問題，路橋工程的質(zhì)量問題，會(huì)產(chǎn)生惡劣的社會(huì)影響。這就需要我們?nèi)轿徊粩嗵嵘?dāng)前我國市政道橋工程的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)，這對(duì)促進(jìn)我國現(xiàn)代道路交通運(yùn)輸事業(yè)的持續(xù)發(fā)展有著重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)也為我國經(jīng)濟(jì)繼續(xù)快速發(fā)展提供助力。