試析公路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)

樊明皓

Research 研究探討

試析公路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)

樊明皓

（海峽（福建）交通工程設(shè)計(jì)有限公司 350000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，我國公路橋梁工程覆蓋面越來越廣，涉及到的工程建設(shè)質(zhì)量要求也越來越高。而在公路橋梁工程的建設(shè)中，復(fù)雜的環(huán)境會(huì)造成多種困難，而路基沉降是比較常見的問題。文章闡述了公路橋梁工程出現(xiàn)沉降的主要類型和原理，探討了公路橋梁路基及路面沉降的危害。從地基處理、搭板設(shè)置、工程材料、填筑施工等角度，分析了公路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)，希望能為相關(guān)從業(yè)單位提供參考。

公路橋梁；沉降段；路基路面；施工技術(shù)

0 引言

公路橋梁工程是維持現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，其建設(shè)質(zhì)量將直接影響行車體驗(yàn)和安全，同時(shí)也關(guān)系到工程后期維護(hù)管理。在公路橋梁工程的建設(shè)中，難免會(huì)遇到因各種因素而導(dǎo)致的沉降問題。在公路橋梁工程的沉降段施工中，需要處理好沉降問題，采用合適的施工技術(shù)和加固方法，保證路基、路面的穩(wěn)定可靠。在如今公路橋梁工程建設(shè)規(guī)模越來越大、質(zhì)量要求越來越高的情況下，有必要對(duì)公路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)進(jìn)行探究。

1 公路橋梁工程沉降類型及基本原理

1.1 主要沉降類型

從公路橋梁工程沉降段路基路面沉降的特點(diǎn)角度來講，沉降可以分為三種類型，包括瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降以及次固結(jié)沉降[1]。瞬時(shí)沉降是一種比較嚴(yán)重的沉降問題，主要表現(xiàn)為路基路面在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生沉降，導(dǎo)致嚴(yán)重的破壞。瞬時(shí)沉降通常是因?yàn)槁坊鶑?qiáng)度不足，在路基路面及車型荷載的作用下，出現(xiàn)瞬時(shí)崩塌、下陷而引發(fā)的嚴(yán)重沉降問題?；蚴锹坊L(zhǎng)期遭到地下水侵蝕、脫落而引發(fā)的路基局部下沉事故。固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降一般是在施工及施工完成之后，路基、路面因自重和行車荷載而發(fā)生的沉降現(xiàn)象，這種沉降幅度一般不大，但是容易引發(fā)跳車現(xiàn)象，不利于行車安全。

1.2 軟土地基引發(fā)的路堤變形

在公路橋梁工程的施工中，難免會(huì)遇到軟土地基問題。所謂軟土地基，主要是指工程所在地土層主要由高含水量、高壓縮性土壤組成的情況。這類土層本身的穩(wěn)定性很差，無法達(dá)到工程施工建設(shè)的強(qiáng)度、荷載要求[2]。而公路橋梁工程的覆蓋面極廣，而我國很多地區(qū)都分布有大量的軟土層。如果沒有處理好軟土地基問題，將會(huì)導(dǎo)致公路橋梁工程的基礎(chǔ)穩(wěn)定性不佳，無論是工程建設(shè)過程增加的自重，還是在長(zhǎng)期行車壓力影響下，都可能導(dǎo)致路基、路面出現(xiàn)沉降的問題。另外，一些道路橋梁工程施工中，在填筑臺(tái)背時(shí)如果使用了大量的黏性土壤，加上土壤沒有得到有效壓實(shí)，在工程投入使用之后，很容易出現(xiàn)橋臺(tái)變形的情況，輕則引起沉降問題，重則引發(fā)重大事故。

1.3 路橋搭板設(shè)置引發(fā)的沉降

在現(xiàn)代公路橋梁工程施工中，公路及橋梁的銜接部分一般使用搭板施工工藝。搭板的設(shè)置主要是起到一個(gè)過度、均衡壓力的作用，是作為道路橋梁銜接部位比較理想的方式。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，如果搭板設(shè)置不合理，在車輛通行時(shí)，臨時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致搭板端部受力較大，進(jìn)而導(dǎo)致其發(fā)生塑性形變，沉降問題隨之產(chǎn)生[3]。另外，在設(shè)置搭板時(shí)，如果沒有處理好道路側(cè)的路基加固，也會(huì)導(dǎo)致搭板在長(zhǎng)期車輛通行的情況下對(duì)路基荷載過大，進(jìn)而引發(fā)沉降問題。

2 公路橋梁沉降段路基路面施工概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人們生活水平不斷提高，社會(huì)汽車保有量逐步增加。這意味著我國公路橋梁工程的通行壓力在加大，而路基路面面臨的承載力要求越來越高。而受到環(huán)境因素及一些人為因素的影響，公路橋梁工程會(huì)出現(xiàn)沉降問題，即工程局部發(fā)生不均勻的沉降。沉降問題會(huì)引發(fā)公路橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力平衡遭到破壞，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫、凹陷，公路橋梁銜接部位的沉降不均，會(huì)引發(fā)橋頭跳車的問題。輕微的沉降會(huì)影響人們的行車體驗(yàn)，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致工程的后期管理維護(hù)難度增加[4]。嚴(yán)重的沉降問題會(huì)直接威脅工程安全，引發(fā)安全事故，造成不可估量的損失。在如今公路橋梁工程規(guī)模越來越大、覆蓋面越來越廣的情況下，我國多個(gè)地區(qū)的相關(guān)工程都將面臨錯(cuò)綜復(fù)雜的沉降問題。而在公路橋梁工程中，路基、路面是兩個(gè)關(guān)鍵構(gòu)成部分，路基與地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤狀況息息相關(guān)，而路面則與外部環(huán)境、行車體驗(yàn)相關(guān)。所以，在公路橋梁工程沉降段的處理方面，需要從路基、路面的施工入手，一方面加強(qiáng)路基、強(qiáng)化路基承載力和穩(wěn)定性，另一方面保證路面施工質(zhì)量。只有這樣，才能更好的避免沉降問題的發(fā)生，為提高行車安全以及延長(zhǎng)公路橋梁工程使用壽命，都有重要的意義。

3 公路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 沉降段路基處理技術(shù)

1.軟土路基處理

在公路橋梁工程的施工過程中，考慮到地基類型不同，尤其是地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤狀況、水文條件存在較大差異，所以要基于全面的現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果，采用合適的地基施工基礎(chǔ)。例如，針對(duì)比較常見的軟土地基引發(fā)的沉降問題，需要通過勘察對(duì)現(xiàn)場(chǎng)軟土層分布狀況、具體土質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，再制定合適的軟土路基處理方案。關(guān)于軟土路基的處理，主要有以下幾種常用施工技術(shù)：其一，換填法。如果公路橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)軟土分布較淺，體量較小，可以直接將軟土全部挖除，再分層由粗到細(xì)填入石料[5]。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于可以徹底解決軟土路基問題，不過如果軟土體量過大、深度過深，這種方法的經(jīng)濟(jì)性則不夠理想。其二，深層水泥攪拌樁法。針對(duì)軟土層較深、含水量過高的路段，首先需要挖掘排水溝，排除土層中過多的水分。然后，使用攪拌樁機(jī)械在下鉆的過程中將添加有減水劑、固化劑等外加劑的水泥混凝土灌入土層，通過攪拌，讓混凝土和土層發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化，進(jìn)而形成可靠的水泥樁。基于水泥樁，再搭建上部結(jié)構(gòu)，為公路路基提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其三、排水固結(jié)法。該方法主要是在地基中設(shè)置豎向排水井，通過靜壓加載的方式，讓土體內(nèi)水分排出，進(jìn)而促進(jìn)地基沉降，直至穩(wěn)定。該方法主要是針對(duì)分布較廣、深度較深、含水量較高的軟土層區(qū)域。待地基沉降穩(wěn)定之后，再進(jìn)行路基的填筑，可以有效避免該路段發(fā)生進(jìn)一步的沉降問題。其四，強(qiáng)夯法和靜壓法。這種方法適用于土層本身含水量較低、淤泥質(zhì)土含量較低的土壤，通過重力機(jī)械通過沖擊或靜壓的方式，提升土壤密實(shí)度，并達(dá)到排水的目的。

2.路基填筑

針對(duì)公路橋梁工程比較常見的固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降問題，關(guān)鍵在于要做好路基、路堤的填筑壓實(shí)。路基填料的選擇方面，要避免使用含有樹根、草皮、生活垃圾等易腐物質(zhì)的填土，盡量選擇含水量較低的材料。從標(biāo)準(zhǔn)公路工程施工的角度來講，選用的填土液限不能超過50，塑性指數(shù)不能超過26。在路基施工之前，要設(shè)置試驗(yàn)段，按照設(shè)計(jì)的施工方法進(jìn)行試驗(yàn)施工，做好觀測(cè)。在基底驗(yàn)收合格之后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)自卸車的容量，設(shè)置合適的堆土間距。然后，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置網(wǎng)格，按照網(wǎng)格均勻卸料，使用推土機(jī)攤鋪。再使用平地機(jī)整平，之后測(cè)試含水量，確保含水量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，再進(jìn)行壓實(shí)[6]。路基的碾壓一般使用振動(dòng)壓路機(jī)，分多次碾壓，并分次檢測(cè)厚度和密實(shí)度，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)土方路堤，要設(shè)計(jì)斷面，采用分層填筑和分層壓實(shí)的方法，保證每一層填土、填料性質(zhì)相同，避免出現(xiàn)混填的情況。并保證最大松鋪厚度小于30cm，而路基頂部最小壓實(shí)厚度超過10cm。另外，針對(duì)一些橫坡陡峭的施工路段，需要從填方坡腳向上挖掘臺(tái)階，再進(jìn)行分層填筑。

3.2 搭板設(shè)置

1.確定錨栓

在公路橋梁工程銜接部位，設(shè)置搭板時(shí)，要先確定錨栓的位置和施工方式。一般情況下，可以在搭板靠近橋臺(tái)的位置，沿著水平、豎直方向設(shè)置錨栓。這樣有助于避免搭板滑落位移，進(jìn)而可以很好的避免出現(xiàn)橋頭區(qū)域路面凹陷的情況。然后，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)置鋼筋，一般鋼筋的間距要控制在75cm左右?？紤]到錨栓處于豎直狀態(tài)，很多工程在實(shí)際投入運(yùn)行之后都出現(xiàn)了搭板損壞現(xiàn)象。為此，應(yīng)當(dāng)將錨栓和水平拉桿保持一致，進(jìn)一步保證受力平衡。

2.選擇支座

在搭板接近橋臺(tái)的一端的下方，鋪設(shè)厚度約為1.5cm的油氈，以此作為鋪墊層。考慮到部分工程支座用的是板式橡膠材料，應(yīng)當(dāng)將支座尺寸設(shè)定為150mmx150mmx35mm，間距設(shè)定為約80cm。

3.填縫

針對(duì)搭板和橋臺(tái)連接處的縫隙，要選擇合適的材料進(jìn)行填充，起到防止異物進(jìn)入和防水的作用。如今，比較常用的填充物有瀝青、合成纖維以及油浸甘蔗板材料等。在實(shí)際填充施工中，要先將填料灌入，再關(guān)注濃度較稀的瀝青混料，起到固結(jié)、保護(hù)的作用。

3.3 路面施工技術(shù)

1.路面施工

在處理好路基、搭板之后，公路橋梁路面工程的施工也尤為重要。在路面施工中，首先要設(shè)置試驗(yàn)段，對(duì)施工流程、壓實(shí)方法、施工機(jī)械等進(jìn)行測(cè)試。通常情況下，試驗(yàn)段要選擇能夠代表該工程整體情況的施工段，長(zhǎng)度控制在100cm左右。然后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤及路基狀況，選擇合適的壓實(shí)機(jī)械設(shè)備。同時(shí)，要根據(jù)路面材料，選擇合適的壓實(shí)方法。例如，在比較常見的瀝青路面施工中，要控制好瀝青混料攤鋪后的初壓溫度[7]。如果溫度過高，會(huì)導(dǎo)致瀝青混料流動(dòng)性過大，導(dǎo)致路面均勻度控制不好。如果溫度過低，會(huì)導(dǎo)致復(fù)壓、重壓難度大幅度提升。通常情況下，在道路瀝青路面壓實(shí)施工時(shí)，初壓溫度控制在120℃-135℃左右最優(yōu)，結(jié)合CC21雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓，可以起到不錯(cuò)的效果。初壓時(shí)，壓路機(jī)速度控制在4km/h左右，重復(fù)碾壓兩遍。復(fù)壓溫度控制在100℃-120℃，壓路機(jī)速度控制在5km/h左右，重復(fù)碾壓兩遍。在路面碾壓施工期間，要做好壓實(shí)度檢測(cè)，采用灌砂法或核子密度儀法，對(duì)路面的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，直到其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。保證壓實(shí)度，是提高路面質(zhì)量，降低因路面壓實(shí)度不足產(chǎn)生沉降問題的可能。

2.路面排水及養(yǎng)護(hù)

受到外界環(huán)境及行車碾壓的影響，公路橋梁工程的路面很容易出現(xiàn)裂縫、不均勻沉降的問題，所以在施工完成之后，要做好路面、臺(tái)背排水和路面混凝土養(yǎng)護(hù)工作。為此，要根據(jù)道路走向及現(xiàn)場(chǎng)地形，設(shè)置縱向、橫向排水溝，在路基邊坡設(shè)置截水溝。同時(shí)，加強(qiáng)臺(tái)背位置的排水處理、縫隙填充，避免水大量進(jìn)入路面、地基，侵蝕下部土壤[8]。另外，要定期做好路面混凝土的養(yǎng)護(hù)，對(duì)裂縫進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，避免裂縫加大及流水侵蝕。

4 結(jié)束語

綜上所述，在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、公共交通工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，公路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量要求越來越高。針對(duì)各個(gè)地區(qū)公路橋梁工程經(jīng)常遇到的沉降問題，有必要基于全面的現(xiàn)場(chǎng)勘察，制定合適的沉降段施工方案。做好軟土路基的處理，強(qiáng)化路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上，做好搭板設(shè)置以及路面施工。只有這樣，才能更好的保證沉降段路基、路面的穩(wěn)定，將沉降量控制在合理范圍，提高工程質(zhì)量，保證行車安全。

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1007-6344（2021）01-0333-02