城市道路橋梁過(guò)渡段路基路面施工要點(diǎn)

李曉光

(東營(yíng)市濕地城市建設(shè)推進(jìn)中心，山東 東營(yíng) 257300)

1 引言

橋梁建筑在城市交通體系的建設(shè)中具有不容替代的作用，無(wú)論是用以緩解市政道路交通壓力的立交橋，還是用于穿越山體、河流的橋梁工程都是與市政道路直接搭接在一起的。但橋梁工程與城市道路之間的路端搭接問(wèn)題還尚未引起相關(guān)部門(mén)的充分重視，尤其是在車(chē)輛軸距與行駛速度不斷攀升的今天，橋梁與市政道路之間的不均勻沉降問(wèn)題將會(huì)嚴(yán)重影響通行車(chē)輛的行駛舒適感，且極容易因顛簸、跳車(chē)導(dǎo)致駕駛失控，釀成嚴(yán)重的交通事故。因此，深入探究城市市政道路與橋梁之間過(guò)渡段的路基路面問(wèn)題，是城市交通網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的重要保障前提。

2 橋梁道路過(guò)渡段的質(zhì)量問(wèn)題分析

2.1 路基壓實(shí)度不高

橋梁道路過(guò)渡段的施工條件不理想，壓實(shí)工序存在一定難度，由于市政道路所采用的路基材料與橋梁截然不同，在同樣壓力條件下，橋梁與市政道路之間的塑性形變程度也完全不同。因此，壓實(shí)工序結(jié)束后，過(guò)渡路段在臨橋部位的路基路面仍然存在剩余沉降量。在大軸距車(chē)輛以較高的速度通過(guò)時(shí)，這部分路面就會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生形變沉降，使路面出現(xiàn)坑洼、斷裂、側(cè)移等永久性病害問(wèn)題，嚴(yán)重影響車(chē)輛的通行質(zhì)量。

2.2 橋梁臺(tái)背路段的“彈簧”問(wèn)題

現(xiàn)代橋梁工程的設(shè)計(jì)中，往往都會(huì)設(shè)置一處重力式肋板橋臺(tái)，而為了避免入橋口路端發(fā)生跳車(chē)顛簸問(wèn)題，在橋臺(tái)上鋪設(shè)一定長(zhǎng)度的搭板，并在搭板底部回填透水性材料，組成完整的上橋路面結(jié)構(gòu)[1]。采用透水性材料作為回填料，若是臺(tái)背壓實(shí)施工的密度不達(dá)要求，在投入使用后極容易因路基滲水導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性失衡，最終導(dǎo)致回填料因含水量過(guò)高成為難以被壓實(shí)的黏性土體，這種黏性土體構(gòu)成的路基在承受車(chē)輛荷載時(shí)，會(huì)產(chǎn)生類似于彈簧結(jié)構(gòu)的高頻振動(dòng)，久而久之就會(huì)引起路基土體的應(yīng)力形變，使整個(gè)臺(tái)背路端的平整度遭到破壞，甚至拱起路面搭板形成較大的坡度差。

2.3 橋頭引道過(guò)渡段路面結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不高

橋頭引道多采用透水混凝土材料進(jìn)行施工，由于這種材料的剛性強(qiáng)度較大，所以一旦路面結(jié)構(gòu)施工存在質(zhì)量問(wèn)題，當(dāng)路面板下部填筑部位出現(xiàn)沉降差異后，對(duì)應(yīng)部位的混凝土路面板將直接處于完全脫空的狀態(tài)，很容易在荷載應(yīng)力條件下，形成路面病害問(wèn)題，最終導(dǎo)致引道路面病害部位的縱坡坡度發(fā)生改變，難以銜接橋頭縱坡，導(dǎo)致車(chē)輛出現(xiàn)跳車(chē)失控的問(wèn)題。

3 城市道路橋梁過(guò)渡段路基路面施工對(duì)策

3.1 軟土地質(zhì)過(guò)渡段路基路面的壓實(shí)處理

以往開(kāi)展引道過(guò)渡段路基路面施工時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到軟土壓縮不到位的影響，導(dǎo)致路面出現(xiàn)變形沉降問(wèn)題。因此，在具體組織施工時(shí)，必須要對(duì)軟土地基采取一定的技術(shù)處理措施，來(lái)提高過(guò)渡段路基路面的穩(wěn)定性與承載能力。本文給出一種具有一定經(jīng)濟(jì)適用性與可行性的軟土處理技術(shù)方法：首先，采用鏟式機(jī)械設(shè)備清理出過(guò)渡路段的路基路床部位，而后在路基的底部從中間開(kāi)始向兩邊拋投堆砌一定數(shù)量的碎石，選用的碎石必須經(jīng)過(guò)篩選檢查，剔除風(fēng)化開(kāi)裂的碎石，而后推動(dòng)片石使軟土淤泥全部被從路基部位擠出，改由片石、塊石占據(jù)其位置。這種做法通常適用于過(guò)渡段路基路面周?chē)嬖谧匀凰w的較稀軟土帶，具有成本低廉、操作簡(jiǎn)便的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。接著改用滲透系數(shù)符合相關(guān)規(guī)定的中、粗砂來(lái)作為排水墊層，在墊砂層內(nèi)水體的滲透流動(dòng)方向基本與墊砂層平行，而不會(huì)像原本那樣垂直滲流，這樣就能夠起到固結(jié)路基土體的作用。

在過(guò)渡段路基路面施工時(shí)，還需要參照表1標(biāo)準(zhǔn)，處理好橋臺(tái)路段的路基的壓實(shí)質(zhì)量。其中，土方路基的壓實(shí)度計(jì)算公式為如式(1）～式(3）：

在具體施工時(shí)，路基部位的每一層壓實(shí)層都必須按照表1的技術(shù)規(guī)范檢驗(yàn)壓實(shí)度，確認(rèn)壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行上一層的填筑施工。橋臺(tái)部位完工后，應(yīng)當(dāng)使用載重與功率完全相同的兩組壓路機(jī)設(shè)備，將普通路段與引道過(guò)渡路段的填筑部位壓至相同高度。而在難以用大型碾壓設(shè)備一次碾壓密實(shí)的路基與橋臺(tái)的接合部位，應(yīng)當(dāng)改用小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備采用沖擊壓實(shí)施工，來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)[2]。這種方法主要是在振動(dòng)壓實(shí)裝置上懸掛一個(gè)固定重量的物體，在機(jī)械作用下引導(dǎo)其往復(fù)下落，達(dá)到強(qiáng)夯路基的效果。最后，采用靜力預(yù)壓的方法來(lái)盡可能地壓縮過(guò)渡路段的路基路面剩余沉降量。具體做法是在過(guò)渡路段的填筑部位整齊堆放一定荷載量的砂石、土料或者其他建筑材料等，預(yù)先對(duì)大沉降量的路基路面部位施加荷載壓力，直至路基部位完成大部分沉降并獲得一定荷載性能。

表1 路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)

3.2 橋梁臺(tái)背搭板路面的施工技術(shù)改良

某地在市區(qū)內(nèi)建設(shè)一南連接線立交橋，橋長(zhǎng)約14.87 km，其起點(diǎn)位置與某國(guó)道線路相交為一處支線，該支線全長(zhǎng)0.59 km，既作為立交橋的引道入橋口，又要與橋下省道工程連接成為交通并線口，其臺(tái)背路段具體施工內(nèi)容如表2所示。在實(shí)際施工時(shí)發(fā)現(xiàn)該地區(qū)屬于新生代斷陷強(qiáng)烈下沉地區(qū)，引道途徑沿線地表層為耕植土質(zhì)，主要成分為粉砂、黏土與亞黏土。在臺(tái)背透水材料填筑時(shí)，重夯發(fā)現(xiàn)路基翻漿彈簧現(xiàn)象極為嚴(yán)重。

表2 某地橋梁臺(tái)背路段施工明細(xì)(局部）

該路段施工時(shí)，首先將地下2.5～3.0 m 層厚的軟弱土質(zhì)全部挖除，并在臺(tái)背路面與引道方向上每隔4.5 m 沿路基的橫斷面挖出一條深2.5 m 寬2 m 的溝渠，用作引水渠。在斷面挖溝施工時(shí)，將挖出的土方全部就近置于地表以上進(jìn)行晾曬，以用作后續(xù)施工的回填土料，其臺(tái)背回填數(shù)量如表3所示。計(jì)算臺(tái)背回填坡土量時(shí)，首先將臺(tái)背回填部位尾端起沿線方向4 m處開(kāi)始，按照1∶1 的坡度比開(kāi)始計(jì)算，可以得到如式(4）～式(6）：

表3 某道路橋梁過(guò)渡路段臺(tái)背回填數(shù)量表(局部）

式中，h 為臺(tái)背路基的回填高度，l 為U 形橋臺(tái)的側(cè)墻長(zhǎng)度。

回填時(shí)在晾干的土方中混入12%的石灰土作為填筑骨料，在石灰土黏粒與膠粒的膠結(jié)作用下，以晾曬摻灰的土體作為路基換填的補(bǔ)強(qiáng)層，可以顯著提高臺(tái)背路段填筑土體的荷載強(qiáng)度。而當(dāng)路基斷面的引水渠水分排空后，在溝底部位填筑0.3 m 厚粉煤灰并在上方鋪設(shè)一層生石灰塊，這樣當(dāng)生石灰塊遇到地下水位時(shí)，就會(huì)吸水生成氫氧化鈣，并與土壤中的二氧化硅成分結(jié)成亞硫酸鈣。而為了避免生石灰塊在凝結(jié)成型過(guò)程中被滲入水分形成孔隙，將底部鋪設(shè)粉煤灰來(lái)負(fù)責(zé)吸收過(guò)量水分，這樣就組成了臺(tái)背路段的隔水層結(jié)構(gòu)。接著等到挖出的土方充分晾曬干化后，將其回填入路基斷面縱溝中，并使用2 t 荷載的振動(dòng)壓路機(jī)反復(fù)行進(jìn)碾壓2 次以上。

3.3 引道過(guò)渡路段的結(jié)構(gòu)施工

為了避免交接段與橋面存在縱坡不一的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)將帶有混合交通道路的橋梁引道縱坡坡度控制在5%以內(nèi)，而在市區(qū)內(nèi)與通行量繁重的交通要道、干線連接的立交橋梁，引道縱坡坡度應(yīng)當(dāng)控制在3%以內(nèi)。為了避免路面沉降下陷，導(dǎo)致過(guò)渡路段出現(xiàn)縱坡與橋頭的銜接線性不匹配的問(wèn)題，可以采用半剛性擠密樁施工技術(shù)來(lái)提高引道路面與橋頭的坡度穩(wěn)定性。在使用擠密樁施工技術(shù)加固引道路基時(shí)，對(duì)于半剛性樁體的施工質(zhì)量有著一定要求，具體要求內(nèi)容如表4所示。

表4 半剛性擠密樁施工質(zhì)量要求

首先做好引道過(guò)渡路段的下承層施工準(zhǔn)備，要求路基接觸路床部位壓實(shí)度不低于96%；路床以下0.8～1.5 m 深部位壓實(shí)度不低于94%；1.5 m 以下深部位壓實(shí)度不低于92%[3]。而后在路面的下承層部位用鋼絲法或其他方法設(shè)置中線基準(zhǔn)，沿著引道過(guò)渡路端的沿線方向，每15～20 m 設(shè)置一處樁位，若引道線型為平曲線的，樁位間距應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮小為10～15 m。接著使用打樁機(jī)來(lái)不斷振動(dòng)樁管并向下打孔，這樣就能夠在剛性內(nèi)管的振動(dòng)作用下，將引道路基路面填筑的土料、混凝土等材料充分壓縮密實(shí)，起到路基加固補(bǔ)強(qiáng)的效果。而擠密樁的埋深，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)引道過(guò)渡路端的填筑材料、填筑厚度與擠密著力點(diǎn)來(lái)合理設(shè)置。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市道路與橋梁工程的建設(shè)中，需要道路橋梁的施工單位認(rèn)真做好過(guò)渡路段的路基路面施工，根據(jù)路段地質(zhì)條件與水文環(huán)境選擇合適的施工技術(shù)措施，最大程度消除因路基壓實(shí)度不足、橋頭路面沉降速度不一以及引道路面結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量不高帶來(lái)的不平整問(wèn)題，確保市政道路工程長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全地投入交通運(yùn)營(yíng)。