道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)要點(diǎn)分析

伍姝娜

（贛州市公路發(fā)展中心上猶分中心，江西 贛州 341000）

0 引言

道路橋梁工程開(kāi)展時(shí)，沉降段會(huì)對(duì)道路橋梁整體產(chǎn)生一定影響，而道路橋梁工程具有鮮明的系統(tǒng)性，其中局部沉降會(huì)對(duì)整個(gè)工程帶來(lái)一定影響，如果工程位于城市交通發(fā)達(dá)路段則更容易引起交通堵塞甚至引發(fā)安全事故。目前，道路橋梁的路基路面沉降都相對(duì)不均勻，同時(shí)也存在比較嚴(yán)重的斷裂，要對(duì)其開(kāi)展施工，必須結(jié)合工程實(shí)際，應(yīng)用針對(duì)性技術(shù)，提高施工效果。

1 道路橋梁施工中路基沉降原理

1.1 臺(tái)背地基的變形

在溝壑地段，道路橋梁地基發(fā)生變形的概率相對(duì)較大。由于溝壑地段中，土壤空隙比較大，同時(shí)含水量較大且壓縮性較強(qiáng)，因而導(dǎo)致地基強(qiáng)度較低，進(jìn)而路基更加容易出現(xiàn)嚴(yán)重變形問(wèn)題。通常而言，橋頭路堤建筑通常比正常建筑多填筑10cm 左右，這部分地基也會(huì)產(chǎn)生顯著的附加應(yīng)力，這也是造成地基沉降的一個(gè)主要原因。同時(shí)，如果填土?xí)r沒(méi)有設(shè)置區(qū)別化的容重，則填土高度增加時(shí)也會(huì)導(dǎo)致地基出現(xiàn)沉降變形的概率顯著增加[1]。

1.2 路堤變形

通常開(kāi)展道路橋梁沉降段施工時(shí)，臺(tái)背回填材質(zhì)會(huì)使用普通黏性土，由于施工時(shí)會(huì)面臨各種復(fù)雜情況，因而要對(duì)臺(tái)背土方進(jìn)行壓實(shí)則具有較大難度，而壓實(shí)不到位導(dǎo)致土體密實(shí)程度不夠，就會(huì)導(dǎo)致土方含水量難以達(dá)到施工要求，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)沉降變形問(wèn)題。同時(shí)，土體自身具有彈塑性，而臺(tái)背填土的柔性相對(duì)較強(qiáng)、高度也更高，與橋臺(tái)的混凝土材質(zhì)之間有著鮮明的剛性差異，在載荷作用下就會(huì)出現(xiàn)塑性累積變形。

1.3 橋頭搭板連接區(qū)域變形

道路橋梁沉降段路基設(shè)置的橋頭搭板會(huì)出現(xiàn)彈性支撐，其落點(diǎn)主要在牛腿，而道路橋梁的一部分土壤由于靠近橋臺(tái)而承受相對(duì)較小的應(yīng)力，導(dǎo)致土體受力不均勻。同時(shí)縱向分析時(shí)，汽車(chē)載荷處于不斷運(yùn)動(dòng)中，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中載荷應(yīng)力會(huì)呈現(xiàn)兩個(gè)峰值，分別在汽車(chē)作用位置和搭板支撐的路基位置。汽車(chē)移動(dòng)到搭板末端后就會(huì)導(dǎo)致搭板末端路基受到的縱向應(yīng)力進(jìn)一步增強(qiáng)，這也會(huì)導(dǎo)致其塑性形變累積更加明顯，更容易出現(xiàn)過(guò)量沉降的問(wèn)題?，F(xiàn)實(shí)中，道路橋梁在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的沉降量難以被精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，因而在發(fā)生大幅度沉降變形時(shí)，路基和搭板之間就會(huì)出現(xiàn)十分明顯的縱向坡度[2]。

2 道路橋梁沉降段路面施工存在的問(wèn)題

2.1 施工質(zhì)量不高

道路橋梁沉降段路面施工過(guò)程中，出現(xiàn)沉降主要在于道路橋梁沉降段的路基施工問(wèn)題。路基施工其主要包含土壤和石料設(shè)計(jì)的線性結(jié)構(gòu)，具體性質(zhì)包括強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性高且易于壓實(shí)。對(duì)其進(jìn)行填充時(shí)，選擇的材料如果不符合有關(guān)規(guī)定要求，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)道路橋梁路面容易受到嚴(yán)重?fù)p害。在實(shí)際施工過(guò)程中，由于施工過(guò)程較為煩瑣，因而一些單位沒(méi)有充分重視材料的選擇和應(yīng)用，進(jìn)而埋下安全隱患。此外，施工時(shí)選擇的填筑方法常常不夠合理，導(dǎo)致施工過(guò)程中壓實(shí)力度不能滿足需求。路基路面運(yùn)行過(guò)程中在自然溫度影響、高負(fù)荷影響以及濕度影響等條件共同作用下，容易出現(xiàn)沉降甚至坍塌問(wèn)題，為道路橋梁正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重安全隱患。

2.2 橋頭搭板設(shè)計(jì)不夠合理

橋頭搭板能夠有效預(yù)防橋段連接部位的沉降問(wèn)題，具體設(shè)置時(shí)通常將其設(shè)置于橋頭和懸臂梁板及其之間的填土中。填土自身存在一定沉降，因而車(chē)輛行駛過(guò)道路橋梁時(shí)就會(huì)對(duì)其進(jìn)行緩沖，避免沉降凹凸不平。目前一些單位施工時(shí)，通常將橋頭搭板放置于混凝土表面下，而其在長(zhǎng)時(shí)間受到雨水影響及車(chē)輛載荷的影響下，搭板所在位置容易出現(xiàn)嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致沉降問(wèn)題的發(fā)生，而沉降問(wèn)題進(jìn)一步引起搭板變形，最終導(dǎo)致周邊區(qū)域開(kāi)裂[3]。

2.3 路基路面的不完全沉降

路基的沉降是道路橋梁施工中最常見(jiàn)的問(wèn)題之一，其中傳統(tǒng)道路橋梁施工時(shí)，常常由于路段中存在溝壑或河流而出現(xiàn)臺(tái)背地基變形，為解決這一問(wèn)題，通常進(jìn)行大量填土以避免不均勻沉降問(wèn)題。但不同施工區(qū)域周?chē)馏w成分不同，導(dǎo)致土壤可能出現(xiàn)強(qiáng)度較低、性質(zhì)不符合要求等問(wèn)題，同時(shí)地基自身有一定自重，進(jìn)而導(dǎo)致沉降問(wèn)題的發(fā)生。

針對(duì)橋臺(tái)基礎(chǔ)開(kāi)展的道路橋梁施工，通常會(huì)應(yīng)用樁來(lái)對(duì)道路橋梁進(jìn)行基礎(chǔ)加固，以避免出現(xiàn)沉降量較大的問(wèn)題。但是，在具體施工過(guò)程中該方法也受到地理環(huán)境限制，例如臺(tái)背地基的回填施工時(shí)無(wú)法使用大型地面壓實(shí)機(jī)械，就會(huì)導(dǎo)致回填效果達(dá)不到實(shí)際需求。布置應(yīng)用橋頭搭板時(shí)，通常將搭板的一端放置于牛角，調(diào)整另一端以發(fā)揮支撐作用。但是由于路基自身承受應(yīng)力在靠近橋臺(tái)位置逐漸減小，因而后續(xù)施工或工程投入應(yīng)用后會(huì)導(dǎo)致路基承受應(yīng)力不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致不均勻沉降。

3 路基沉降處理技術(shù)

3.1 地基處理

道路橋梁工程中，地基的質(zhì)量直接影響到工程整體質(zhì)量，因而應(yīng)確保設(shè)計(jì)部門(mén)和施工部門(mén)之間的溝通，確保地基建設(shè)所用土質(zhì)及材料符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)具體施工時(shí)，也應(yīng)結(jié)合有關(guān)規(guī)范要求開(kāi)展施工。由于地基需要改善承載道路橋梁載荷的土質(zhì)結(jié)構(gòu)以獲得更強(qiáng)的抗變形、抗壓、抗?jié)B透能力，因而處理時(shí)也需要充分考慮到施工環(huán)境中的土質(zhì)實(shí)際情況，可以在設(shè)計(jì)階段取樣當(dāng)?shù)赝临|(zhì)進(jìn)行分析探討，并結(jié)合其性質(zhì)來(lái)確定施工過(guò)程中的處理措施，例如土質(zhì)含水量較高，則可以首先進(jìn)行曝光以穩(wěn)定其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高地基穩(wěn)定性等[4]。

3.2 沉降處理

要有效處理路基路面沉降問(wèn)題，施工單位需要科學(xué)設(shè)計(jì)處理方法，并嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范要求。首先，布置搭板時(shí)，應(yīng)將其置于道路橋梁連接處，進(jìn)而沉降能夠通過(guò)搭板傳遞到剛性橋面，避免柔性路段出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題。其次，處理臺(tái)背地基時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)軟弱地基進(jìn)行重點(diǎn)處理，避免橋頭跳車(chē)及臺(tái)背過(guò)渡等問(wèn)題，進(jìn)而減少沉降問(wèn)題的產(chǎn)生。施工時(shí)可以進(jìn)一步發(fā)揮碎石塊的作用以穩(wěn)固地基，同時(shí)做好排水作業(yè)以降低水分對(duì)土質(zhì)的侵蝕，進(jìn)而避免地基沉降等問(wèn)題。

3.3 路基填充

道路橋梁沉降路段路基路面施工過(guò)程中，路基填充物的合理選擇影響工程整體質(zhì)量。目前選擇填充物時(shí)，以泥土砂石為主，泥土和砂石的比例可以結(jié)合施工區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行選擇。

例如，施工區(qū)域附近如果路基夯實(shí)程度較好且泥土具有較強(qiáng)的水土融合程序，就可以提高泥土配比；如果該區(qū)域的底層夯實(shí)程度已經(jīng)較差，或水土融合效果相對(duì)較差，則應(yīng)當(dāng)提高砂石比例。同時(shí)，開(kāi)展路基填充時(shí)，也應(yīng)科學(xué)利用填充材料，例如可以結(jié)合施工區(qū)域的應(yīng)力分布情況，把噴注漿、碎石樁等半成品資源應(yīng)用到軟土區(qū)域填充中。夯實(shí)軟土基礎(chǔ)層后再進(jìn)一步回填水面位移區(qū)域，避免填充地基不穩(wěn)定或局部塌陷等問(wèn)題[5]。

3.4 后臺(tái)填筑

道路橋梁施工機(jī)組施工結(jié)束后，為解決路基土壤問(wèn)題，可以進(jìn)一步開(kāi)展路基施工，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況選擇材料，解決路基土壤變形問(wèn)題，進(jìn)而避免沉降概率，提高施工質(zhì)量。部分單位施工時(shí)，材料通常選擇質(zhì)量較輕的填料，這樣會(huì)導(dǎo)致原始地面沉降效果削弱。因而，可以采用壓實(shí)基礎(chǔ)材料以提高土壤壓縮密度，進(jìn)而避免后續(xù)道路橋梁工程投入使用后產(chǎn)生的彎曲變形問(wèn)題。

3.5 沉降段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先，在進(jìn)行道路橋梁的傾斜段施工時(shí)，要特別注意材料強(qiáng)度和搭板寬度，而我國(guó)目前沒(méi)有明確相關(guān)的統(tǒng)一要求，因而實(shí)際施工過(guò)程中是由施工單位結(jié)合施工具體需求和施工方案選定參數(shù)。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參考交通流量、橋體的土地沉降值以及道路橋梁橋頭的沉降值等進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，可以結(jié)合土工格柵施工法來(lái)利用土工格柵自身的抗剪性能避免填筑過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)而提高路基應(yīng)用效果。其次，在對(duì)的道路橋梁工程進(jìn)行施工時(shí)，施工之前必須測(cè)量場(chǎng)地，對(duì)人行道和路基等進(jìn)行特別設(shè)計(jì)，進(jìn)一步強(qiáng)化路基強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)于強(qiáng)度分布不平整的區(qū)域進(jìn)行平穩(wěn)漸變處理，平穩(wěn)漸變應(yīng)確保不同路段之間的自然沉降值差控制在5cm 以?xún)?nèi)。除此之外，邊坡防護(hù)也應(yīng)盡量采用加固材料，提升人行道承載能力[6]。

3.6 橋臺(tái)軟基施工技術(shù)

道路橋梁施工時(shí)，強(qiáng)度夯實(shí)法應(yīng)用較為廣泛，該方法應(yīng)用時(shí)為確保路基夯實(shí)效果，需要針對(duì)軟土地基部分進(jìn)行重點(diǎn)處理，通?？梢圆捎猛聊靖駯胚M(jìn)行外部輔助以提高施工穩(wěn)定性。例如道路橋梁沉降段施工時(shí)，施工區(qū)域部分土質(zhì)較軟，施工人員將該區(qū)域劃分為5m 一個(gè)標(biāo)尺的網(wǎng)格，在夯實(shí)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加防護(hù)柵高度。

4 搭板處理技術(shù)

搭板施工技術(shù)的應(yīng)用效果直接決定后期道路橋梁投入運(yùn)行后的穩(wěn)定性及路面平整性，同時(shí)也會(huì)對(duì)施工過(guò)程中路基的穩(wěn)定性及路面平整性產(chǎn)生影響。

4.1 平行面處理

搭板板面的平行度和地面尺標(biāo)高度以及搭板的頂面設(shè)計(jì)高度有一定聯(lián)系，通常需要保持搭板頂部和底部之間寬度的一致性，同時(shí)確保每部分搭板的高度相同。實(shí)際施工時(shí)，施工人員應(yīng)在實(shí)施板設(shè)高度的基礎(chǔ)上預(yù)留一定高度的反向坡于搭板的邊緣，進(jìn)而后續(xù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)可以結(jié)合反向坡的沉降差直接填充沉降部分，提高施工效率，避免二次處理。

4.2 連接橋臺(tái)

當(dāng)前開(kāi)展道路橋梁沉降區(qū)域施工時(shí)，搭板材料通常選用鋼筋，使用錨栓處理并應(yīng)用限位位移和水平拉桿等調(diào)節(jié)方法來(lái)固定橋臺(tái)錨栓。連接搭板與橋臺(tái)時(shí)應(yīng)當(dāng)首先鋪設(shè)一定厚度的油氈墊以進(jìn)一步強(qiáng)化支座橡膠板強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化橋臺(tái)和搭板之間的協(xié)調(diào)度。連接橋臺(tái)和搭板時(shí)，有時(shí)可能出現(xiàn)搭板轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題導(dǎo)致道路損傷，為避免這一問(wèn)題，可以進(jìn)行近臺(tái)端倒角等處理，再進(jìn)一步處理道路橋梁沉降面。

4.3 頂層施工

為進(jìn)一步增加道路橋梁沉降路段路基施工的處理方式，通常可以調(diào)整路面的搭板頂層處理方式，強(qiáng)化搭板頂層施工區(qū)域附近的夯實(shí)度。道路橋梁施工過(guò)程中，通常應(yīng)保持基層頂面和混凝土頂面之間存在一定距離，并通過(guò)層層鋪設(shè)等方式來(lái)提高路基搭板的夯實(shí)程度，避免搭板連接區(qū)域出現(xiàn)沉降問(wèn)題。

4.4 非搭板區(qū)域與搭板區(qū)域設(shè)計(jì)

道路橋梁沉降段的軟土層沉降施工時(shí)和非搭板區(qū)域密切相關(guān)，對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)當(dāng)針對(duì)調(diào)料和壓實(shí)環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)施工，例如鋪土?xí)r可以進(jìn)行網(wǎng)格處理并填充聚乙烯塊來(lái)提高沉降區(qū)域連接穩(wěn)定性，壓實(shí)環(huán)節(jié)也可以結(jié)合土質(zhì)的變化分區(qū)域進(jìn)行，并確保不同區(qū)域之間強(qiáng)度差保持在一定范圍內(nèi)。例如某工程實(shí)際開(kāi)展時(shí)，搭板區(qū)域和非搭板區(qū)域之間穩(wěn)定性較差，因而工作人員每立方米放置0.5m3聚乙烯塊以提升路面連接情況，有效避免了連接區(qū)域沉降的問(wèn)題。

5 道路橋梁沉降段路基路面施工中其他施工要點(diǎn)

5.1 強(qiáng)化原材料質(zhì)量管理

城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展的背景下，基礎(chǔ)道路橋梁施工也得到進(jìn)一步重視，相關(guān)工程的開(kāi)展需要進(jìn)一步提高技術(shù)水平。規(guī)劃建設(shè)道路橋梁時(shí)，工程部門(mén)應(yīng)當(dāng)首先結(jié)合施工環(huán)境和氣候條件等選擇合適的原材料，確保道路橋梁在長(zhǎng)期承受高強(qiáng)度車(chē)輛載荷的條件下依舊保持良好的性能。在此基礎(chǔ)上，管理層也應(yīng)當(dāng)集合需求對(duì)材料生產(chǎn)商進(jìn)行調(diào)研，確保材料生產(chǎn)商具備相應(yīng)生產(chǎn)資質(zhì)，生產(chǎn)的產(chǎn)品具有足夠可靠性，并在施工開(kāi)始之前對(duì)混凝土、鋼筋等進(jìn)行測(cè)試和可靠性分析。同時(shí)，還應(yīng)在施工中進(jìn)行全過(guò)程管理，避免施工中應(yīng)用劣質(zhì)材料濫竽充數(shù)的問(wèn)題，可以通過(guò)在施工期間不定期對(duì)工程材料抽檢等措施杜絕相應(yīng)問(wèn)題，進(jìn)而確保道路橋梁的耐用性。

5.2 沉降排水

道路橋梁沉降段的路基路面施工開(kāi)展時(shí)，應(yīng)當(dāng)提前考慮排水問(wèn)題，可以在沉降段提前預(yù)留一定的排水渠和溝槽，進(jìn)而沉降區(qū)域出現(xiàn)降雨等情況時(shí)能夠及時(shí)排除水分，避免水分快速下沉與路基融合導(dǎo)致區(qū)域沉降的問(wèn)題。同時(shí)，施工人員也應(yīng)結(jié)合地質(zhì)環(huán)境適當(dāng)調(diào)節(jié)道路橋梁路基的高度，以確保道路橋梁沉降施工中水分不會(huì)過(guò)度滲入橋梁路基中。例如某工程沉降層原定25m，具體設(shè)計(jì)時(shí)就可以設(shè)置施工位置為10m 左右高度，而外部排水高度保持在30m 左右以提高排水效果。

6 結(jié)語(yǔ)

道路橋梁沉降段路基路面施工過(guò)程中，常見(jiàn)臺(tái)背地基變形、路堤變形等引發(fā)沉降問(wèn)題，其原因主要在于施工質(zhì)量不高、橋頭搭板設(shè)計(jì)不合理及路基路面回填不達(dá)要求等。因而在施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化原材料管理、加強(qiáng)對(duì)地基的處理、開(kāi)展后臺(tái)填筑、結(jié)合需求應(yīng)用搭板施工技術(shù)、應(yīng)用排水技術(shù)等，確保沉降段路基路面施工效果，為工程完工后正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。