沉降段路基路面施工技術(shù)在市政道路橋梁工程中的應(yīng)用

毛文中

在當(dāng)下我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的大環(huán)境中，道路橋梁建設(shè)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，道橋橋梁的建設(shè)發(fā)揮著獨(dú)一無二的作用，尤其利用其獨(dú)有的靈活性和優(yōu)越性引領(lǐng)著我國經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的動(dòng)力，道路寬闊經(jīng)濟(jì)就興旺，說明了道路橋梁建設(shè)的重要性。因此，針對道路橋梁中的沉降段是否合規(guī)、對工程建設(shè)進(jìn)度的影響及路基、路面的施工工藝與對質(zhì)量的把控展開論述。

一、公路橋梁沉降機(jī)理分析

1.臺(tái)背地基變形

橋涵在不規(guī)則的地形非常容易發(fā)生形變，主要原因是這種不規(guī)則地形內(nèi)部硬度不一，并且這樣的路段土壤含水率較高且內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔的間隙也不一致。這就需要在建造的時(shí)候整體高度必須提高，以確保整段路基路面的平整性。高出的部分會(huì)增加路基的荷載承受力，進(jìn)而造成路段的沉降現(xiàn)象。

2.路堤變形

路堤變形一般處于回填土地段，主要包括路堤位移、擠出與坍塌等現(xiàn)象。粘性土在臺(tái)背回填土中常被使用到，此類土的特點(diǎn)是壓縮性大、透水性弱、強(qiáng)度低。在筑路時(shí)如果不嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，該類土體的密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，在公路投入使用時(shí)在車輛荷載力的作用下，不僅增大沉降的風(fēng)險(xiǎn)，也會(huì)在后期出現(xiàn)路基不均勻沉陷及滑動(dòng)破壞等主要工程地質(zhì)問題。對于混凝土澆筑的橋臺(tái)和填土的臺(tái)背，受自重與車輛荷載移動(dòng)的影響，也會(huì)產(chǎn)生不同的沉降差異問題。

二、搭板設(shè)置不合理因素

橋臺(tái)土體的承受應(yīng)力，受路基支撐落點(diǎn)與橋臺(tái)之間距離遠(yuǎn)近的影響，就會(huì)產(chǎn)生受力不均現(xiàn)象。隨著時(shí)間的推移，由上而下來看，因汽車荷載力的不固定，從而產(chǎn)生兩段路基的應(yīng)力峰值，而且位置也不同。在搭板的末端出現(xiàn)路基變形大、沉降大的現(xiàn)象是汽車在行駛中致使路基的縱向應(yīng)力值達(dá)到頂峰值造成的。另外，對路基沉降量的大小，無法精準(zhǔn)計(jì)算，在沉陷面積較大時(shí)搭板和路基間的坡度差異大。

三、施工技藝與質(zhì)量控制

1.設(shè)置搭板

（1）搭板的設(shè)置

由于路面承載著行駛中的車輛，在荷載力的作用下致使路面發(fā)生變化，后期的相關(guān)補(bǔ)救施工程序變得繁瑣而復(fù)雜。搭板的設(shè)置不僅改善了車輛對路基與橋梁過渡帶的沖擊碾壓破壞，還延長了道路的使用壽命。為了搭板和橋臺(tái)的頂面處于齊平狀態(tài)下，設(shè)置搭板與橋面寬度相等，高度持平。路基要與橋梁很好的銜接，路基與搭板采用齊平式搭建，搭板的頂高和路基面高度一致，同時(shí)也確保了搭板和橋臺(tái)高度相同且路面順暢?？紤]到橋頭路堤沉降引發(fā)坡度的問題，按路基沉降值計(jì)算坡度，設(shè)計(jì)搭板坡度與橋頭引道坡度相匹配，并設(shè)計(jì)出預(yù)留反向坡。搭板設(shè)置示意圖如圖1所示。

圖1 搭板設(shè)置示意圖

（2）搭板與橋臺(tái)的銜接

為了防止路基下沉致使搭板的縱向滑移，出現(xiàn)橋臺(tái)端下陷現(xiàn)象，在設(shè)置了縱向錨栓的同時(shí)，也要設(shè)置一個(gè)水平拉桿進(jìn)行穩(wěn)固。設(shè)置錨栓的材料是Ф22mm鋼筋，鋼筋間距應(yīng)掌控在75～80cm，為了有效的防止錨栓獨(dú)自在縱向狀態(tài)下破壞牛腿和搭板，在錨栓運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，要保持其水平拉桿和限制位移的一致性，同時(shí)防止雨水滲入引發(fā)道路質(zhì)量安全問題，橋臺(tái)和搭板連接的地方使用大量的填充物進(jìn)行填充，最后澆筑瀝青進(jìn)行封口。

設(shè)置橋臺(tái)搭板支座時(shí)，墊層采用油毛氈鋪墊，厚度在1～2cm；采用板式橡膠支座時(shí)，尺寸控制在150mm×150mm范圍內(nèi)，相鄰兩個(gè)搭板間距是80cm。設(shè)置倒角時(shí)，防止搭板在移動(dòng)時(shí)對路面造成損壞，將倒角設(shè)置在臺(tái)端上部邊緣，以及牛腿邊緣位置。

（3）搭板的具體設(shè)置

為確保橋梁工程中澆筑混凝土的適用性以及完整性，在施工設(shè)置搭板的過程中要符合相關(guān)行業(yè)準(zhǔn)則，依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，從而保證橋梁的質(zhì)量安全性能。壓路機(jī)作為道路橋梁施工中的關(guān)鍵機(jī)械，決定著道路密實(shí)程度能否達(dá)標(biāo)，但考慮到在施工中薄弱的路基層會(huì)被損壞，在設(shè)置搭板時(shí)為確保臺(tái)背的填筑強(qiáng)度，對相應(yīng)薄弱路基層采取清理掉提前鋪上的碎石層，再進(jìn)行瀝青澆筑，混凝土澆筑的搭板頂層和路基層頂面間隔10cm。

2.地基處治

地基處理在防止橋頭跳車現(xiàn)象出現(xiàn)的前提下，應(yīng)處理好橋背軟地基的工作，依據(jù)實(shí)際情況選取適合的施工技術(shù)來提高地基的承載力及穩(wěn)定性，不僅降低了路基沉降，也規(guī)避了橋臺(tái)因變形而產(chǎn)生的位移現(xiàn)象。換填土技術(shù)主要是針對含水率高、孔隙大的溝壑地段而運(yùn)用的。受軟地基路段上的路堤發(fā)生側(cè)移現(xiàn)象的影響，致使基樁壓力增加而產(chǎn)生橋臺(tái)水平位移，不僅使支座和伸縮縫損壞加重，而且干涉了橋臺(tái)和橋面的平衡狀態(tài)。

由此在工程施工中采用輕質(zhì)回填物進(jìn)行回填，提高地基的剛性需求。在具體的換填土施工中，換土深度是由軟基層的厚度來決定的，填土高度在4m以內(nèi)，將開挖深度控制在60cm，如果厚度很大時(shí)，開挖的深度相應(yīng)增大，一般都超過了1m。將挖出的黏土進(jìn)行晾曬且合格后才能回填，最后采取壓實(shí)處理且回填高度不超過30cm，如高度不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)再次進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)處理。

3.填筑后臺(tái)

通常情況下地基土層受自發(fā)壓縮性的影響，也會(huì)產(chǎn)生路基路堤沉降而導(dǎo)致路段變形，但影響不會(huì)很大。瞬時(shí)沉降、主固結(jié)沉降以及次固結(jié)沉降是路堤沉降中最主要的三種類型，主固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降是引發(fā)橋頭跳車現(xiàn)象的主要類型，在具體施工中不能僅僅依靠搭板來解決沉降問題，還要考慮搭板填料是否符合壓實(shí)度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如不達(dá)標(biāo)的填料不僅會(huì)出現(xiàn)參差不齊的沉降現(xiàn)象，還會(huì)致使搭板出現(xiàn)脫空狀況。

所以，依據(jù)行業(yè)規(guī)定選取了高強(qiáng)度、高附著度且抗?jié)B性極好的砂石和砂粒，在回填中不僅提升路基的承載能力，還加強(qiáng)了地基硬度，通過夯實(shí)機(jī)和壓路機(jī)實(shí)行反復(fù)壓實(shí)，且與路基間距不低于1m。施工中通過修建盲溝有效疏通積水，減小沉降度，或利用輕質(zhì)材料壓縮變形小的特性，用其進(jìn)行回填后并壓實(shí)處理，可有效解決荷載力導(dǎo)致的變形問題，也提高了壓縮模量。

4.排水設(shè)施的建設(shè)

大部分路基路面的沉降出現(xiàn)在雨雪沉積路段，由于雨水浸泡后土壤含水率高，路基強(qiáng)度減弱，路基硬度不達(dá)標(biāo)不能完全支撐公路橋梁的其他結(jié)構(gòu)，為后期物理變形埋下安全隱患故而出現(xiàn)路面下陷狀況。由此可見，道路橋梁建設(shè)中的排水設(shè)施顯得尤為重要，排水設(shè)施的建設(shè)要結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩?、環(huán)境、地貌等各種限制因素，針對人為灌溉水、地下水以及自然災(zāi)害沉積水損毀的路基采取溝槽開挖安置排水管進(jìn)行排水。

5.后期養(yǎng)護(hù)與維修

在道路橋梁建設(shè)中，因施工改變了路基原始地貌組織，路基在荷載力作用下變得脆弱，后期實(shí)行有效的養(yǎng)護(hù)是很有必要的。在外力與天氣的影響下，路基兩側(cè)坡表層因風(fēng)化致使分裂或脫落，對公路投入使用是存在很大不確定性風(fēng)險(xiǎn)的，因此采取相對應(yīng)的防滑護(hù)坡等相關(guān)舉措，如植入草木等綠植或建設(shè)防護(hù)墻來確保道路的穩(wěn)定性和牢固性。

6.材料的選擇

選取的填筑材料應(yīng)具有良好的透水性，其是保證施工效果的必要前提之一。通?？煽紤]碎石土、砂礫石以及具備足夠強(qiáng)度的工業(yè)廢渣，工程實(shí)踐表明，此類材料滿足要求，實(shí)際應(yīng)用效果較好。若填筑材料的透水性能不足，但受施工條件等因素的限制而必須使用此類材料時(shí)，則需采用合適的方法主動(dòng)彌補(bǔ)性能方面的缺陷，例如向其中添入適量的石灰等物質(zhì)，用于改善材料的性能。經(jīng)過處理后，安排質(zhì)量檢查，若滿足透水性的要求，則用于填充施工。

四、結(jié)語

綜上所述，公路橋梁受地域環(huán)境、地貌差異及周邊自然環(huán)境的影響，切實(shí)降低路面沉降度和提高公路橋梁的安全性能是道路橋梁工程建設(shè)當(dāng)中的關(guān)鍵途徑。在文中，則對沉降段路面路基的施工工藝及相關(guān)質(zhì)量控制展開論述，提出一些施工工藝要點(diǎn)，具備一定的參考價(jià)值。