交通工程中道路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)與施工研究

李克元 廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，工程師

交通工程施工中，道路與橋梁連接處是整個(gè)工程施工的重點(diǎn)。針對(duì)該位置進(jìn)行施工，施工方需要嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，否則極易引發(fā)相關(guān)安全事故。在道路與橋梁連接處的安全事故中，出現(xiàn)最多的是橋頭跳車事故，即車輛在連接處出現(xiàn)跳躍的現(xiàn)象，在一定程度上會(huì)對(duì)車輛的壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。要杜絕橋頭跳車事件的發(fā)生，必須嚴(yán)格監(jiān)管設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)工作和施工部門的施工過程。

1 道路與橋梁連接處的主要問題

道路與橋梁連接處最容易發(fā)生橋頭跳車事件，造成行駛中的車輛突然減速，且車輛會(huì)出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，導(dǎo)致車輛的使用壽命縮短，還會(huì)對(duì)車內(nèi)人員造成極大的傷害，同時(shí)道路與橋梁連接處也會(huì)受到一定的影響[1]。

2 道路與橋梁連接處發(fā)生問題的產(chǎn)生原因

2.1 道路與橋梁連接處的材料和地質(zhì)問題

2.1.1 地基

道路與橋梁連接處施工時(shí)，橋梁所在位置下面一般都存在較高的地下水位。這種情況下，地基的土壤含水量一般都比較大。如果地基的質(zhì)量出現(xiàn)了問題，含水量過高，會(huì)導(dǎo)致地基的抗剪強(qiáng)度逐漸降低。經(jīng)過時(shí)間推移后，地基會(huì)逐漸出現(xiàn)下沉的情況。

2.1.2 臺(tái)背填料

在選擇臺(tái)背材料時(shí)，考慮到工程的需要，一般會(huì)以透水性較好的材料為主。雖然使用這些材料進(jìn)行施工在一定程度上滿足了工程的需求，但由于這些材料透水性好，其孔隙度也更大，實(shí)際施工中無(wú)法對(duì)其進(jìn)行較好的壓實(shí)。一旦道路與橋面通行的車輛增多，路基會(huì)出現(xiàn)沉降的情況[2]。

2.2 道路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)問題

2.2.1 設(shè)計(jì)觀念過時(shí)

道路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)中，當(dāng)前我國(guó)大部分設(shè)計(jì)師都采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，認(rèn)為道路和橋梁是不同性質(zhì)的兩種建筑物，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，把兩者分開分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是這種把道路與橋梁完全分開進(jìn)行設(shè)計(jì)的方式并沒有充分考慮道路與橋梁在施工時(shí)的銜接關(guān)系，從而導(dǎo)致后期實(shí)際使用過程中容易引發(fā)相關(guān)的交通安全事故。

2.2.2 設(shè)計(jì)質(zhì)量不合格

受到主客觀因素的影響，在實(shí)際施工的過程中，有的項(xiàng)目方無(wú)法準(zhǔn)確把握地質(zhì)鉆孔的數(shù)量，可能出現(xiàn)鉆孔布置過少的情況。如果地質(zhì)鉆孔布置的數(shù)量不夠，就會(huì)造成設(shè)計(jì)師拿到的有關(guān)軟地基的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不符合，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師后續(xù)的設(shè)計(jì)與實(shí)際不符，最終施工出現(xiàn)質(zhì)量問題[3]。

2.2.3 回填原料選擇不恰當(dāng)

交通工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑材料選擇時(shí)，并沒有充分考慮實(shí)際施工的相關(guān)要求，導(dǎo)致在材料的選擇上出現(xiàn)問題。對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工中所用到的建筑材料有充分的認(rèn)識(shí)，并且能夠在施工中根據(jù)需求選擇最合適的材料。但目前有許多設(shè)計(jì)人員在選擇回填材料時(shí)，更多的是依據(jù)理論知識(shí)，并沒有從實(shí)際出發(fā)、結(jié)合項(xiàng)目的具體情況來(lái)分析，據(jù)此選擇合適的回填材料，導(dǎo)致路基沉降的幾率加大。

2.3 道路和橋梁連接處的施工問題

2.3.1 施工單位重視程度不高

施工單位在進(jìn)行交通工程施工的時(shí)候經(jīng)常存在一些不負(fù)責(zé)任的現(xiàn)象。在道路與橋梁交接處的材料進(jìn)行回填后，許多施工單位并沒有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，針對(duì)這些回填后的道路與橋梁連接處的材料進(jìn)行二次加固與壓實(shí)，導(dǎo)致連接處存在不穩(wěn)固的現(xiàn)象，容易造成道路沉降的現(xiàn)象發(fā)生[4]。

2.3.2 施工控制不嚴(yán)格

公路橋梁建設(shè)過程中，在工期較短的情況下，如果施工現(xiàn)場(chǎng)沒有合適的壓實(shí)機(jī)進(jìn)行壓實(shí)施工，則壓實(shí)度無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。有些施工方為了趕工期，并不會(huì)注意在壓實(shí)的過程中，道路內(nèi)部是否有存在空洞。他們認(rèn)為只要實(shí)施了壓實(shí)步驟就沒有問題，這會(huì)導(dǎo)致后期在使用過程中存在安全隱患。

3 道路和橋梁連接處問題的控制措施

3.1 道路和橋梁連接處的設(shè)計(jì)控制

3.1.1 嚴(yán)格控制道路和橋梁連接處沉降度

根據(jù)國(guó)家頒布的相關(guān)規(guī)定，道路和橋梁連接處的最大沉降度應(yīng)當(dāng)不超過10 cm。施工方需要留出3 個(gè)月的時(shí)間，進(jìn)行持續(xù)性的觀察，確保每個(gè)月的沉降量不能大于6 mm，只有這樣才能繼續(xù)開展路面施工工作。

3.1.2 合理設(shè)置緩和過渡段

在實(shí)際施工過程中，施工方應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注緩和段之間過渡部分的處理，需要關(guān)注段與段之間的沉降情況，盡可能減小沉降差異。實(shí)際施工中不難發(fā)現(xiàn)，道路的結(jié)構(gòu)與橋梁的結(jié)構(gòu)并非完全一樣，橋梁施工中大多使用剛度混凝土結(jié)構(gòu)，而路面則是軟土地基，兩者的強(qiáng)度存在較大的差別。如果不在道路和橋梁之間設(shè)置過渡段，會(huì)導(dǎo)致連接處在實(shí)際使用過程中存在一定的安全隱患。

3.1.3 土工格柵設(shè)計(jì)

道路與橋梁施工應(yīng)當(dāng)充分重視土工格柵設(shè)計(jì)。土工格柵是一種典型的建筑材料，能夠有效地抑制土體的側(cè)向變形，從而防止路基前方的側(cè)向位移。而且，土工格柵具有良好的彈性，能夠承受路面來(lái)往車輛的反復(fù)荷載力，從而進(jìn)一步強(qiáng)化土體，使其不易發(fā)生變形。因此，在道路和橋梁連接處使用土工格柵設(shè)計(jì)，能夠有效地對(duì)過渡段進(jìn)行控制，保護(hù)其不會(huì)均勻沉降。在施工中，土工格柵的間距安排以及長(zhǎng)度一定要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)置。

3.1.4 搭板專項(xiàng)設(shè)計(jì)

道路與橋梁連接處不均勻沉降的控制方案經(jīng)常會(huì)使用搭板，對(duì)實(shí)際情況分析發(fā)現(xiàn)，在施工過程中，即使有些施工方設(shè)置了搭板，也不能有效地控制連接處的沉降現(xiàn)象發(fā)生，其原因是在設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員并沒有根據(jù)實(shí)際情況對(duì)搭板進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)。因此在采用這種方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員一定要進(jìn)行實(shí)地勘查，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 道路和橋梁連接處的施工控制

3.2.1 選擇合適的填料

在進(jìn)行填料的過程中，項(xiàng)目方要有嚴(yán)格的監(jiān)管，確保施工人員不會(huì)使用樹根和生活垃圾摻雜到填料中一起進(jìn)行填充，以此節(jié)約成本。此外，在選擇填料時(shí)，可以選擇一些較為輕質(zhì)的填料，比如聚苯乙烯泡沫塑料。這種材料具有強(qiáng)大的承載能力，能夠滿足土體結(jié)構(gòu)的自重，并且能夠承受車輛反復(fù)荷載的強(qiáng)度要求。

3.2.2 地基處理

在交通工程項(xiàng)目中，軟土地基的沉降是道路與橋梁連接處容易出現(xiàn)問題的主要原因。對(duì)道路的軟土地基處理時(shí)，可以采用排水固結(jié)法和復(fù)合地基法，這兩種方法各有利弊。排水固結(jié)法的整個(gè)施工成本更低，但是在建設(shè)完以后，仍有可能出現(xiàn)沉降的情況。使用復(fù)合地基法則需要耗費(fèi)較高的成本，但這種方法能夠在短時(shí)間內(nèi)有效地使軟弱地基變得穩(wěn)定。因此，在施工費(fèi)用較為充足的情況下，盡可能選擇復(fù)合地基法，有效保證工程的質(zhì)量。

3.2.3 臺(tái)背換填

在進(jìn)行臺(tái)背填筑時(shí)，需要選擇具有較強(qiáng)壓實(shí)、排水性能好的沙粒以及碎石等材料，并且在填筑時(shí)需要使用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。在進(jìn)行臺(tái)背回填時(shí)，考慮到地基沉降問題，臺(tái)背的回填方式還需要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，從而改善橋臺(tái)與路堤的沉降差?；趧?cè)徇^渡的原理，可以選取灰土和水泥改良土來(lái)實(shí)施臺(tái)背的回填工作，從而保證地基的沉降問題能夠得到改善。

3.2.4 緊密復(fù)合道路地基

在進(jìn)行路基填土?xí)r，可以使用緊密復(fù)合地基的方式。這種方法首先在路基填筑后進(jìn)行打洞，通過壓實(shí)來(lái)不斷提升路基的密實(shí)度。在壓實(shí)的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照規(guī)定選擇合適的壓實(shí)機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，且需要時(shí)刻檢查壓實(shí)的效果，防止出現(xiàn)壓實(shí)不到位的情況。壓實(shí)工程結(jié)束后，選取相關(guān)的材料來(lái)填洞，再進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，可以采用振動(dòng)壓實(shí)制樁。隨著路基向橋臺(tái)不斷靠近，可采用延長(zhǎng)樁長(zhǎng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)道路與橋梁連接處的剛?cè)徂D(zhuǎn)換。

3.2.5 設(shè)置柔性橋臺(tái)

柔性橋臺(tái)和加筋土擋墻類似，設(shè)置柔性橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，能夠有效地降低橋臺(tái)的剛度，從而降低橋臺(tái)與路基之間的剛度差異。這種方式能夠有效地消除道路的密集突變，防止橋頭跳車的情況發(fā)生。但是柔性橋臺(tái)施工難度較大，因此在實(shí)際的施工過程中，需要由專業(yè)的施工人員進(jìn)行施工。

4 結(jié)語(yǔ)

有效減少道路與橋梁連接處出現(xiàn)的不均勻沉降情況，需要對(duì)整個(gè)工程建設(shè)進(jìn)行系統(tǒng)和科學(xué)的管理，應(yīng)當(dāng)有專門的監(jiān)管部門對(duì)施工進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管。進(jìn)場(chǎng)的所有材料都要一一進(jìn)行復(fù)檢，檢查材料的質(zhì)量是否過關(guān)，確保其符合相關(guān)規(guī)定。在實(shí)際施工的過程中，道路與橋梁連接處是需要重點(diǎn)監(jiān)管的地方，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格監(jiān)管施工過程，并且做好相關(guān)記錄，在施工時(shí)進(jìn)行隨機(jī)抽查，檢查施工質(zhì)量是否存在問題。在工程結(jié)束以后，還需要再次進(jìn)行檢查，確認(rèn)道路與橋梁連接處的施工質(zhì)量。