道路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)應(yīng)用探討

徐朋

摘要：對(duì)道路橋梁而言沉降段路基路面是一種危害性極大的問題，如果施工單位無法做好沉降段的路基路面施工，必然會(huì)在投入運(yùn)營后發(fā)生各種安全事件。為了確保道路橋梁質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，本文以大蘆線航道整治二期工程閔行浦江段5標(biāo)工程為例，著重探討沉降段路面路基的影響、成因以及本次工程難點(diǎn)，繼而提出道路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;沉降段路基路面;施工技術(shù)

前言

大蘆線航道整治二期工程閔行浦江段5標(biāo)工程，位于大治河西段閔行區(qū)浦江鎮(zhèn)，主線自大治河南岸豐南路向北起點(diǎn)過橋后上橋下跨大治河，同步下跨閘航公路支線道路后落地，起點(diǎn)至終點(diǎn)與目前現(xiàn)狀三魯公路順接。主線橋梁兩側(cè)分別布置地面輔道，連接大治河兩側(cè)的防汛通道。主線通行標(biāo)準(zhǔn)為國際城市次干路，輔道為城市支路行車標(biāo)準(zhǔn)，主線車道設(shè)計(jì)行車速度50km/h，輔道設(shè)計(jì)行車速度30km/h;規(guī)劃紅線寬度42m。本工程施工總長(zhǎng)1.167km（K0+432.619～K1+600），其中三魯?shù)缆窐蜷L(zhǎng)度約831.07m，主橋跨徑組合為（65m+107m+65m）。由于本次項(xiàng)目中存在可能發(fā)生路基路面沉降的路段，為了避免沉降段對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量造成干擾，對(duì)其展開以下探討。

1 沉降段路基路面及難點(diǎn)

1.1影響

近些年，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步入了新階段，特別是道路橋梁建設(shè)方面，其發(fā)展直接影響著城市的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，表明了道路橋梁建設(shè)的重要地位。同時(shí)，在道路和橋梁的建設(shè)中，如何應(yīng)對(duì)存在的問題是非常重要的，這就是為什么建設(shè)單位應(yīng)避免質(zhì)量問題，并在出現(xiàn)問題時(shí)也應(yīng)及時(shí)采取合理的措施來解決這些問題。為了有效地解決這些問題，通常，在道路和橋梁建設(shè)中，橋梁道路過渡段跳車地問題是常見的。問題的原因是下層路基或路面壓實(shí)不均勻、充填過程不均勻、充填材料性能差異較大或原原狀土基底未處理好等。當(dāng)?shù)缆奋囕v在橋上或在道路上的過渡段上行駛時(shí)，經(jīng)常都會(huì)發(fā)生跳車行駛的現(xiàn)象，極大的威脅著道路行人和交通車輛的安全。詳情如下圖所示：

1.2成因

目前，在道路建筑工程中沉降段路基路面的形成原因諸多，具體可分為以下幾方面：（1）在城市道路建設(shè)工程施工中，設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的一些問題，便可能會(huì)直接引起天然原狀土路基的不均勻沉降。比如說部分工程設(shè)計(jì)工作人員在前期進(jìn)行一些道路交通工程設(shè)計(jì)的工作時(shí)候，過于盲目追求一些經(jīng)濟(jì)上的利潤(rùn)，從而忽視了道路施工的實(shí)際使用需求，在江河面積較大的地區(qū)大量選擇一些跨徑比較小的橋梁，以至于橋頭與路堤相接的部分太長(zhǎng)，影響河道的凈寬度，從而出現(xiàn)河道排水侵蝕道路的問題;（2）在施工時(shí)的臺(tái)背填筑防護(hù)填料材質(zhì)或數(shù)量不能夠到位，導(dǎo)致橋頭路堤上的填料底部發(fā)生嚴(yán)重位移，致使交通道路主體發(fā)生嚴(yán)重沉降等;（3）在進(jìn)行道路交通工程施工過程中，并未能夠嚴(yán)格控制其道路施工細(xì)節(jié)質(zhì)量，忽視了對(duì)道路施工各個(gè)階段的把握掌控，以致在施工細(xì)節(jié)上還可能存在著一些質(zhì)量把控問題，最終直接影響了整個(gè)交通道路的施工質(zhì)量。例如，在進(jìn)行臺(tái)背橋梁施工時(shí)，受到施工期和施工管理技術(shù)的因素影響，其并未完全達(dá)到施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施工存在質(zhì)量安全隱患，或是在處理橋梁橋臺(tái)處不均勻沉降等病害的施工時(shí)未引起足夠的重視，而直接引發(fā)了施工質(zhì)量安全問題。

1.3重點(diǎn)

根據(jù)三魯公路橋地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，擬建場(chǎng)地存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象為地震液化及暗浜，主要由粘性土組成，含有機(jī)質(zhì)、腐植物，且擬建橋址附近填土厚度較大，經(jīng)調(diào)查原為河浜，施工時(shí)應(yīng)注意厚填土可能造成坍塌等不利影響。為了減少橋頭高路基的不均勻沉降、改善橋頭跳車，橋頭采用水泥攪拌樁處理地基，后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)探勘，此處地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，為減少對(duì)施工工期及周邊居民生活環(huán)境的影響，橋頭填筑處理方式改為泡沫混凝土。

普通橋頭路基填料密度較大，一般為1950～2250kg/m3，使用在橋頭軟土地基填筑上時(shí)，由于路基自重產(chǎn)生的附加應(yīng)力便會(huì)對(duì)下層軟土地基帶來影響，且隨著填筑高度的增加路基的自重應(yīng)力亦會(huì)增加，使其對(duì)軟土地基產(chǎn)生的附加應(yīng)力變大，進(jìn)而壓縮模量變小，發(fā)生較大的變形，最終致使橋頭臺(tái)背回填區(qū)的路基發(fā)生較大的沉降。

由于泡沫混凝土密度、自重均較小，其使用在臺(tái)背回填時(shí)，可明顯減小上層填筑材料對(duì)下層軟土地基由于自重應(yīng)力而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，況且泡沫混凝土抗壓縮能力由于壓縮模量相對(duì)較大的原因，比一般普通臺(tái)背填料好。

2 道路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1施工前期的應(yīng)用要點(diǎn)

（1）保證材料質(zhì)量

在沉降段路基路面施工中，材料的質(zhì)量直接關(guān)系到工程的質(zhì)量，所以一定要注意材料的選擇。路基填充物應(yīng)盡量選用輕填充物，如礦渣、粉煤灰等，邊緣土應(yīng)通過減少結(jié)構(gòu)自重來減少變形量。同時(shí)，為保證路基路面的防水性能滿足設(shè)計(jì)要求，還應(yīng)選用防水性能較高的材料。在施工材料現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)，除規(guī)定了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收的相應(yīng)驗(yàn)證程序外，還規(guī)定了相關(guān)人員應(yīng)在場(chǎng)進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試，所有的綜合質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試結(jié)果不合格的建筑材料都不能直接進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，更不用說在施工中可以重復(fù)使用了。來料加工的成品應(yīng)妥善管理和儲(chǔ)存，并采取有效的環(huán)境保護(hù)措施，避免材料損壞和影響材料的使用。

（2）科學(xué)挑選設(shè)備

路基填筑施工完成后，施工人員需要使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)，從而提高路段的穩(wěn)定性和承載能力，并保證其能夠長(zhǎng)期承受車輛的交通需求。因此，施工人員必須高度重視基礎(chǔ)壓實(shí)和加固工作的重要連接部件之間的主要橋梁路基和主梁支承，并同步完成壓實(shí)處理工作的關(guān)鍵部分如路堤和中間錐坡堤。施工人員一般需要根據(jù)隧道橋梁平臺(tái)與隧道路堤兩端連接的實(shí)際使用情況，選擇合適的橋臺(tái)壓實(shí)結(jié)構(gòu)工具，并在施工過程中嚴(yán)格分析壓實(shí)效果，避免壓實(shí)效果差等不能滿足設(shè)計(jì)要求的情況。由于路基沉降段很難使用大型壓實(shí)設(shè)備施工，施工人員可以使用小型振動(dòng)設(shè)備完成壓實(shí)作業(yè)。在實(shí)際的壓實(shí)作業(yè)過程中，施工人員需要嚴(yán)格控制每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量缺陷，以及沉降段路基路面處理不到位。首先，施工人員需要合理控制壓實(shí)區(qū)域的含水率，明確土與路基的干能力與含水率之間的比例關(guān)系，結(jié)合相應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制駝峰曲線，對(duì)水泥進(jìn)行合理分級(jí)，砂石等添加材料嚴(yán)格按照相關(guān)要求。

2.2施工中期的應(yīng)用要點(diǎn)

（1）做好搭板安設(shè)

在道路工程沉降段的路基路面施工中，有必要根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)置樓板，這樣才能有效處理路基沉降，起到良好的預(yù)防作用。應(yīng)該選擇正確的方式設(shè)置帶。例如，可以通過反向坡保留設(shè)置帶、橋臺(tái)及其接頭，所處的海拔高度和道路連接部分，海拔越高，充分發(fā)揮逆向梯度力，有效防止道路沉降的發(fā)生，如下圖所示：

在施工板材加工工作中，板材的使用質(zhì)量應(yīng)符合施工要求，模具應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求制作，每一個(gè)細(xì)節(jié)都應(yīng)處理。如果地面與底座上表面的距離小于11厘米，則應(yīng)進(jìn)行平整，并采用瀝青混凝土填充方法，以增加整個(gè)平臺(tái)的填充強(qiáng)度。

（2）注意路基施工

在對(duì)道路上的地基基層進(jìn)行基礎(chǔ)施工的鋪設(shè)過程中，施工人員不僅應(yīng)該按照國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范和施工標(biāo)準(zhǔn)要求來組織進(jìn)行，同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際施工情況，對(duì)不同較大施工量的路段應(yīng)該采取不同的施工方法，以不斷提高施工路面的整體承載力，不斷擴(kuò)大縮小施工路堤和其他橋梁平臺(tái)之間的整體沉降差。此外，在大橋修筑路基厚度較大的主梁軟土基礎(chǔ)地層的修筑過程中，經(jīng)常性還會(huì)同時(shí)出現(xiàn)由于主梁填充軟土材料重力擠壓進(jìn)入而使主梁軟土基層地基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重力移動(dòng)的異?，F(xiàn)象，進(jìn)而在無形中嚴(yán)重增大了路基樁的承壓力，從而直接使主梁橋臺(tái)結(jié)構(gòu)發(fā)生重力轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)大橋路基修筑質(zhì)量性能造成嚴(yán)重影響。對(duì)此，相關(guān)部門工作人員表示應(yīng)及時(shí)進(jìn)行深入調(diào)查分析，對(duì)增強(qiáng)縫隙地基進(jìn)行減重材料用量回填時(shí)，一定力求要適當(dāng)減輕其材料用量，并適當(dāng)使用增強(qiáng)縫隙地基的使用剛性。如果實(shí)際情況條件允許，還是可以考慮借助雨水基樁對(duì)建筑地基墻體側(cè)向的雨水流動(dòng)過程進(jìn)行溫度控制。

（3）保證路面質(zhì)量

在對(duì)沉降段內(nèi)的路面進(jìn)行沉降施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)選擇沉降路面施工材料，本沉降工程主要選用的材料是普硅水泥、碎石和礫石、天然砂等。碎石砂礫石的最大粒徑應(yīng)當(dāng)不得小于超過31.5mm，含泥土質(zhì)量均值應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在1%以內(nèi)，壓縮率均值應(yīng)當(dāng)不得低于超過15%，孔隙壓縮率均值應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在45%以內(nèi);天然碎礫砂的細(xì)度模數(shù)均值應(yīng)當(dāng)在2.5以上，級(jí)配水平應(yīng)與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求相一致。在鋪裝混凝土層鋪設(shè)前，應(yīng)檢查建筑材料的質(zhì)量，合理設(shè)計(jì)配合比。施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程的要求，手工攤鋪、振動(dòng)路面溝槽內(nèi)的混凝土，并將混凝土平整。

（4）控制橋臺(tái)軟基

道路結(jié)構(gòu)橋梁平臺(tái)沉降段道路橋梁平臺(tái)基礎(chǔ)軟基加固施工過程控制系統(tǒng)應(yīng)特別注重以加強(qiáng)夯土的方式應(yīng)用來徹底加固橋臺(tái)路基。在實(shí)踐中，應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)前道路兩側(cè)橋梁結(jié)構(gòu)沉降段兩側(cè)橋臺(tái)路基夯實(shí)施工情況，對(duì)于要確保整個(gè)橋臺(tái)軟基軟土處理夯實(shí)效果能夠達(dá)到一定施工坡度標(biāo)準(zhǔn)，需要將橋臺(tái)軟土處理夯實(shí)格柵作為一個(gè)重點(diǎn)施工內(nèi)容，如需要采用大型土工夯實(shí)格柵，再同時(shí)輔以外部機(jī)械操作工具來不斷強(qiáng)化整個(gè)道路兩側(cè)橋梁結(jié)構(gòu)沉降段橋臺(tái)路基處理路面夯實(shí)施工坡度控制的準(zhǔn)確有效性。例如：對(duì)于道路工程橋梁墻體沉降段，在路基工程路面澆筑施工中，沉降防護(hù)層欄柵夯實(shí)層的設(shè)計(jì)施工標(biāo)尺高度為5米，在針對(duì)沉降防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)時(shí)，采取逐步調(diào)整增加沉降防護(hù)層欄柵高度。施工建筑企業(yè)在項(xiàng)目建設(shè)期間，基于安全防護(hù)角度上的考慮，將建筑施工高度一般控制在25米以下。由此可見，在進(jìn)行橋梁路臺(tái)施工軟基基礎(chǔ)施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格參照我國道路橋梁斜坡沉降段橋臺(tái)路基施工路面基礎(chǔ)施工技術(shù)要求，通過合理地調(diào)節(jié)外部輔助設(shè)置來實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量控制效果，從而有利于避免軟基施工質(zhì)量問題引起的沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3施工后期的應(yīng)用要點(diǎn)

（1）實(shí)時(shí)觀察沉降狀況

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)沉降段路面變形的有效控制，施工人員需要在施工完成后合理控制沉降范圍，保證路橋交界處不好，會(huì)出現(xiàn)不合格的沉降不平衡。因此，施工人員需要在進(jìn)行路基路面設(shè)計(jì)施工過程中，做好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)采集工作，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息錄入計(jì)算機(jī)，利用專業(yè)軟件對(duì)施工情況進(jìn)行仿真分析，并掌握沉降面積的一般情況，為了在施工完成后計(jì)算出大致的沉降量，調(diào)整技術(shù)方案優(yōu)化，避免沉降差超過10cm，并保證三個(gè)月內(nèi)沉降幅值不會(huì)太大。

（2）科學(xué)挑選排水方式

在道路建筑工程排水沉降段內(nèi)的路基以及路面排水施工中，應(yīng)當(dāng)切實(shí)做好路基排水工程施工準(zhǔn)備工作，這不僅是其中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接也會(huì)影響著最終的排水施工過程質(zhì)量。一旦路基沉降段的建筑路基基層受到強(qiáng)大水流嚴(yán)重浸泡后，路基的防護(hù)強(qiáng)度就很有可能會(huì)迅速下降，無法完全滿足我國對(duì)路基的防護(hù)強(qiáng)度控制要求，容易因此而引發(fā)嚴(yán)重的路基下陷。為有效地預(yù)防這一滲漏狀況同時(shí)發(fā)生，應(yīng)當(dāng)根據(jù)兩側(cè)隧道路基的具體實(shí)際排水情況，合理地選擇適當(dāng)?shù)穆坊团潘到y(tǒng)方法，實(shí)施有效的隧道路基和排水系統(tǒng)的施工，這樣才能夠有效地提高隧道兩側(cè)和沉降段的路基穩(wěn)定性，使其能夠始終維護(hù)隧道應(yīng)有的排水強(qiáng)度。因此，在需要進(jìn)行道路排水系統(tǒng)建設(shè)的情況下，可以考慮在道路沉降段的道路路基底部加裝一道排水管，或者可以通過疏通道路排水管溝槽，將大量的雨水合理地排出，從而減少和避免大量的雨水從道路上進(jìn)入堆積點(diǎn)，浸泡整個(gè)道路的廢水。此外，如果在周邊地面沉降段和自然地質(zhì)條件允許的情況下，可以通過這種方式避免道路結(jié)構(gòu)受到雨季的侵蝕影響，有效預(yù)防路基路面的沉降狀況。

3 結(jié)束語

綜上所述，若想從根本上強(qiáng)化道路橋梁質(zhì)量，延長(zhǎng)道路橋梁的應(yīng)用年限，施工過程必須將沉降段路基路面作為重點(diǎn)，圍繞這一重點(diǎn)進(jìn)行深入剖析，在確定沉降段路基路面的形成原因后，直接采取針對(duì)性策略進(jìn)行施工。此外，在整個(gè)施工過程必須涉及諸多技術(shù)，在應(yīng)用這些技術(shù)時(shí)，相關(guān)人員必須遵守以上要點(diǎn)，這樣才能實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)。

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