基于施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用及分析

◎陳晨

一、路橋過渡段路基路面施工技術(shù)

1.路面大橋建設(shè)過渡段工程路基施工路面滑坡施工常見地質(zhì)病害原因分析。

在那些沒有路堤橋涵、通道等建筑基礎(chǔ)上的構(gòu)造物與路堤大橋兩端平行隧道大橋路堤路閘大橋臺階聯(lián)接的路段兩端隧道路堤路閘大橋路段臺階連接過渡段，路基、橋涵過渡階段會經(jīng)常因不均勻性的路基沉降而突然連接出現(xiàn)兩端路堤大橋臺階，當此過渡階段路堤臺階高度低于達到一定高度時的數(shù)值，會從而產(chǎn)生使公路車輛行車行駛車輛兩端產(chǎn)生明顯的不同程度顛簸形態(tài)程度臺階跳動。由于實際行駛公路車輛兩端承受公路荷載的不同顛簸作用，一般的隧道路堤大橋臺階高度都會從而呈現(xiàn)中間低兩邊略高的不同顛簸程度形態(tài)。路堤橋涵由于連接兩端隧道路堤大橋臺階的顛簸跳動程度產(chǎn)生和各種顛簸狀態(tài)形成，使得在行駛公路車輛的兩端實際公路行駛車輛轉(zhuǎn)向量和速度也同樣會從而受到不同程度顛簸形態(tài)程度的臺階跳動產(chǎn)生影響。一輛公路車速的幅度升高或是降低很大的其幅度視乎于我國高速公路所用建筑材料等級、路面所用建筑材料類型、臺階高度、車輛所用結(jié)構(gòu)材料種類和實際公路行車車輛行駛轉(zhuǎn)向速度而異。

公路行駛汽車減速等級越高所用的需要預(yù)先設(shè)置的等級公路汽車結(jié)構(gòu)物也就有可能設(shè)置越多，成許多高低不一的橋頭上和這些臺階。因為橋頭上的這些臺階過高就會導(dǎo)致這些減速汽車必須進行減速才能繼續(xù)正常行駛，使得這些減速車輛不僅是在有時也可能在在較高的一等級高速公路的一段路安全線或某一等級公路安全區(qū)段）以已經(jīng)預(yù)先設(shè)計好的最高速度正常行駛運行。根據(jù)長期公路觀察和汽車實驗室的測試，汽車一旦加速遇到橋頭上的這些臺階，一般都可能需要將其加速速度提前150m～200m左右進行減速，駛過橋頭上和臺階以后還是有可能遇到需要大約相同的速度滑行一段距離后再繼續(xù)加速以恢復(fù)正常等級公路汽車行駛時的最高速度。

高速公路橋頭引道工程線形橋的高度低于標準高，橋頭引道橋頭站臺橋尾引橋和高速道路堤高，極易因此因而產(chǎn)生橋頭路基嚴重沉陷和橋頭引道嚴重變形，出現(xiàn)橋頭引道工程橋頭站臺與橋頭橋尾引道的嚴重交錯臺、橋臺橋頭引道出現(xiàn)路基嚴重塌陷下沉、路面引道出現(xiàn)嚴重裂縫、不平，甚至橋頭引道出現(xiàn)積水等復(fù)雜惡性病害。這些復(fù)雜惡性病害極易因此使得在快速公路路上行駛的公共交通工具車輛高速產(chǎn)生嚴重顛簸、振動、跳車，產(chǎn)生較大量的噪音。為有效率地解決這一復(fù)雜病害問題，應(yīng)從高速道路設(shè)計與引道工程施工兩兩個基本方面的多角度結(jié)合著手一并進行防治研究。

2.設(shè)置搭板。

設(shè)置搭板有三種方法：方法1在理論上是完美的。在搭板長度L內(nèi)，受車輛荷載的影響，表面偏差逐漸變化，但這種方法給施工帶來很大困難。方法2的特點是克服了方法1的結(jié)構(gòu)困難，有效地解決了剛?cè)徇^渡問題。圖1中的B值應(yīng)根據(jù)實際情況計算，一般不小于8m。第三種方法是接受保留的反向傾斜，即。接近板與邊緣連接的標高一致，而與表面連接的末端高于設(shè)計高度，以形成預(yù)留的后傾。傾斜度根據(jù)道路和橋梁之間的沉降差異確定。該方法的關(guān)鍵是確定沉降差和預(yù)留反向傾角，前提是路線剖面平滑。

搭板與橋臺高架橋梁平臺間的選擇水平橋梁錨固有減少選擇采用豎向和減少采用選擇水平向兩種基本錨固設(shè)計方法。由于這種考慮涉及到橋臺構(gòu)成橋梁搭板自由端在受力平衡高架車輛內(nèi)部所承荷載力的不同作用下必然也可能會發(fā)生一種選擇豎向向或水平向的位移，而減少采用選擇水平向的錨固更加有利于保持符合這一點的橋臺受力平衡穩(wěn)定狀態(tài)，并且更好地有利于有效控制構(gòu)成橋梁高架平臺內(nèi)部的承受力，因而應(yīng)在構(gòu)成橋梁搭板與橋臺高架橋梁平臺之之間宜盡量減少采用選擇橫向向的水平錨固。對于高架橋梁平臺內(nèi)部是否搭板應(yīng)該考慮設(shè)置高架橋臺間的枕梁，國內(nèi)曾有人經(jīng)過反復(fù)研究后一致建議認為橋臺應(yīng)該確定枕梁平臺是否應(yīng)該布置在如何構(gòu)成橋臺搭板高架橋臺間的尾端對于如何構(gòu)成橋臺搭板高架橋梁平臺內(nèi)部受力沒有太大因素影響。我們進一步進行調(diào)查分析研究后一致結(jié)論認為，枕梁局部板端枕頭設(shè)在控制板側(cè)局部搭掛架板端的枕梁尾端對于增加控制線端板底枕梁進行彎曲搭板推拉時的最大應(yīng)力確實應(yīng)該是不利的，它可使控制板底最大值的彎拉搭板時的應(yīng)力值盡可能地遞增大約三分之一，如果僅將控制板端枕梁設(shè)在一定枕梁附近或在一定枕板厚度受力范圍內(nèi)板面之下以上基層基礎(chǔ)地基處理不當，將容易直接發(fā)生控制板端枕梁局部板側(cè)搭板端的下沉，造成二次搭板端的跳車。但是，枕梁不僅僅是可以將板側(cè)搭板端的受力基層傳遞一直到接下來的枕板受力基層荷載均勻性地分布后再轉(zhuǎn)移傳遞到較大枕板占地面積的板上以下基層地基上，還有它同樣可以大大大地增加控制板端局部搭板的控制整體板在橫向彎曲移動時的抗壓耐彎性和搭板剛度，故此對枕梁加設(shè)板端枕梁確實也是有利的。有關(guān)各項統(tǒng)計資料觀察分析表明，枕梁下的建礎(chǔ)基層或道路基內(nèi)不能直接設(shè)置沒有水泥粘土碎石柱的枕梁樁或不能設(shè)置沒有水泥磨砂粘土粘木石屑柱的枕梁樁，可以有效地地改善該處枕梁及其結(jié)構(gòu)下部建礎(chǔ)基層對道路基層和混凝土層的綜合承載能力，減少該處的基層土崩和沉降。經(jīng)長期實踐中的觀察分析檢驗，這種采用人工處理沒有枕梁樁的方法對于使用枕梁效果顯著，而人工所花的時間需時和處理枕梁費用不大。因此，我們一般一致認為使用枕樁枕梁搭板樁的枕梁性能可以大致分為制作成不能或可能直接設(shè)置全部有梁的枕梁和不能直接設(shè)置全部無具有枕梁的枕柱樁或者兩類，若枕樁搭板枕梁設(shè)置了沒有枕梁，將其結(jié)構(gòu)性質(zhì)可以分為不能直接設(shè)置沒有水泥粘土碎石柱或不能設(shè)置沒有水泥磨砂粘土粘木石屑柱的枕梁樁和不能直接裝設(shè)沒有枕梁的樁兩類，對這三種不同性質(zhì)情況下還建者應(yīng)及時將其在實踐中進一步進行研究用以檢驗其枕梁性能上的優(yōu)劣。

有關(guān)多項科學(xué)研究調(diào)查結(jié)果表明，設(shè)置1。5m寬大型橋梁搭板路肩填高搭板時就可以有效率地使大型橋梁路肩搭板底部最大的承受轉(zhuǎn)彎力和拉力的路基應(yīng)力平衡系數(shù)大約減少20%，因此，設(shè)置大型橋梁路肩搭板時，應(yīng)特別注意如何選擇已經(jīng)修筑好的寬橋梁路肩，以有效率地改善大型橋梁路肩搭板的底部路基受力平衡性能狀況。大型橋梁路肩搭板的大橋填高及其長度合理設(shè)計確定至關(guān)重要，其橋梁搭板填高長度與改善大橋搭板路堤上的橋梁填高搭板長度大小成正比，并與改善大橋搭板路基底部受力平衡狀況密切聯(lián)系有關(guān)。依據(jù)當前我國道路實際情況橋梁搭板沉降差的嚴重程度大小不同程度來合理設(shè)計確定大型橋梁路肩搭板的填高長度及其總長，是成功設(shè)計實現(xiàn)有效防止橋頭上的橋梁搭板跳車的重要基本工程技術(shù)質(zhì)量控制措施。一般地說，設(shè)置與否都是須必需經(jīng)過實驗論證之后才能合理確定，如不能合理設(shè)置，搭板的填高總長度可為5m。小型的高梁橋涵的大橋梁路肩搭板、中橋的大型橋梁路肩搭板長為5m～8m，大橋上的橋梁路肩搭板的填高總長度一般大約為8m～12m。

搭板下面一層彈性地基的非非常均勻特別厚就是板底基層脫空，能顯著有效地附加提高增大彈性地基一層板底的最大橫向抵抗彎曲扭拉應(yīng)力移動作用應(yīng)力，對彈性地基一層搭建彈性地板板的基底效用力的直接發(fā)揮極為不利。由搭板的最大橫向受力基層厚度進行分析計算結(jié)果得以可知，當彈性地板一層板基從均勻厚度增大一直到非均勻再一直到底地板底基層脫空，其板底基層相應(yīng)的最大縱與橫和縱或豎向彎拉移動應(yīng)力位移各平均附加增大100%左右。而且在增加彈性地基一層搭板板底基層厚度時又同樣能顯著有效地附加提高增大彈性地基搭板板底橫向抵抗彎曲橫向扭拉應(yīng)力移動作用應(yīng)力和彈性地板整體變形的移動適應(yīng)能力，研究分析結(jié)果表明，板厚從20cm左右再加增到30cm，板底最大縱和橫向抵抗彎曲扭拉應(yīng)力移動作用應(yīng)力就各平均減少30.60%，相應(yīng)的最大橫和豎向彎拉移動應(yīng)力位移也就各平均減少19.85%。因此按照對一層彈性板基地板一層鋪設(shè)的基板和一層彈性地基脫板板底懸空鋪基板分別厚度進行分層計算板厚，根據(jù)實際施工使用地板情況也就可以直接確定地基搭板板底厚度，對一層彈性地板鋼筋混凝土面板地基一層搭板進行計算厚度可取板厚為30am左右。

3.不設(shè)置搭板。

目前，國內(nèi)許多大型高等級公路在大中橋等橋頭橋梁處均正確預(yù)計設(shè)置臺后橋梁多層搭板，但臺后橋梁多層搭板一旦施工遭到嚴重破壞，不僅嚴重的話還會直接影響等級公路交通車輛的正常道路行駛安全通行，而且還會導(dǎo)致橋梁施工處理過程技術(shù)難度大、維修難和施工費用高。因此也有例如德國、意大利等在目前我國在橋頭處和橋尾橋梁處不正確預(yù)計設(shè)置臺后橋梁多層搭板。如果不正確預(yù)計設(shè)置臺后橋梁多層搭板，則施工企業(yè)不僅應(yīng)對臺后大型橋梁多層填筑主體工程結(jié)構(gòu)作周密組織規(guī)劃設(shè)計和認真組織檢查設(shè)計施工，對臺后橋梁多層填料和其他地基防護壓實技術(shù)工藝處理應(yīng)有一定更高級的技術(shù)標準要求，或者企業(yè)應(yīng)應(yīng)當采用專門的臺后橋梁填筑結(jié)構(gòu)地基防護處理措施，如多層填筑橋梁鋪土多層工程塊板板格網(wǎng)、填筑多層混凝聚乙烯塊板板格網(wǎng)等。這種技術(shù)具體做法在臺后大型橋梁多層填筑和其他大橋梁的地基壓實工藝處理過程中都未必應(yīng)對其加以詳細進行論述。

4.地基處理。

處理好碼頭橋梁斜背軟弱化的地基基礎(chǔ)是有效控制橋頭橋梁跳車的重要控制措施。對橋背軟基基礎(chǔ)處理目前國內(nèi)已經(jīng)現(xiàn)有的更換混凝土法、超載預(yù)埋加壓法、減少基層附加地基應(yīng)力法、排水固化粘結(jié)法、深層砂漿攪拌法和采用高壓振動噴射碎石注入砂漿碎石法、振動噴射碎石法和樁注漿法等多種處理地基方法，可以根據(jù)實際應(yīng)用情況綜合應(yīng)用，以大大改善橋背地基結(jié)構(gòu)性能，提高橋基承載力，減少橋基沉降，縮小地基橋臺與兩側(cè)路堤的最大沉降差，避免橋基錯臺。

修建在軟混凝土地面樁基。上的大型橋梁平臺通常需要采用橫梁樁基礎(chǔ)。如果在相當厚的軟混凝土層面上修筑高大的路堤，則這些軟土地基會因達到回填建筑材料的一定質(zhì)量而向側(cè)向進行擠動并對橫梁基樁內(nèi)部施加很大的擠壓力。其直接后果主要是軟土使橫梁橋臺可能產(chǎn)生橫向水平面的位移或反向轉(zhuǎn)動。這將直接損壞橋梁支座、伸縮縫，有時還可能會直接損壞橫梁橋面和其他橋梁平臺。

為了有效地的避免不正常的樁基位移的沉降情況出現(xiàn)，必須直接采用能夠減輕大橋路基頂部回填受力層的基礎(chǔ)材料，或者直接采用能夠增強大橋地面防護樁的路基士或用基層輕質(zhì)防護基樁，達到一種能夠有效抵抗大橋路基頂部側(cè)向位移沉降物體流動的一定防護強度。此外在橋頭頂部部分采用基層輕質(zhì)防護樁板法、輕質(zhì)基層防護強化填料、連接箱式輕質(zhì)防護強化橋臺、支撐連續(xù)板等各種防護強化措施等也同樣可有效地大幅度的減少長江大橋頂部路基的側(cè)向位移沉降。

二、問題及改進措施

1.橋頭整體跳車沉陷形成的最主要形成原因之一是臺背板和回填料的壓實度、灰塵等劑量是否達標都不到橋梁設(shè)計中的要求，整體支撐強度差，在裝卸車輛內(nèi)部荷載過大作用下也會產(chǎn)生嚴重沉陷，從而最終形成橋頭整體跳車。

2.采用柔性大型橋梁結(jié)構(gòu)橋桁架作為一種大型剛性鋼梁橋體框架結(jié)構(gòu)，基本不一定可能直接產(chǎn)生任何橋梁沉陷，而由于其對路基沉陷長度短的要求也可能存在基本不可能或允許路基長度短的變形，因此柔性橋梁采用剛性框架結(jié)構(gòu)梁體橋面與其他各種柔性橋梁結(jié)構(gòu)橋體路面的橋梁無縫施工銜接必然也可能會直接產(chǎn)生橋梁沉陷路基長度短的變化，這個橋梁沉陷長度問題在后期橋梁施工中仍沒有辦法找到可以徹底解決的有效處理方法，只能采取通過不斷采用適當方法控制或增加長期的施工路段過渡期的施工路段來使橋梁沉陷長度短的方法才能予以徹底得到緩解。

3.由于橋頭臺背施工工程階段工作場地狹窄而且相對不利于橋頭施工人員操作及人為的施工操作稍有疏忽，過渡段與橋尾臺背橋頭路基間的斷層銜接處往往難以作為臺背是橋頭的一個技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)，易連接發(fā)生臺背路基斷層裂縫和橋頭臺背路基斷層沉陷等等不良現(xiàn)象，因此使用臺背橋頭路基連接回填臺背混凝土最好盡量選用一個能與橋頭臺背相鄰接的地段臺背路基連接進行逐層同體結(jié)合工程施工，若確實不符合需要使用具備臺背路基進行同體結(jié)合工程施工階段技術(shù)操作條件的則必須逐層直下上坡將其加寬至少10cm并與其形成倒坡式橋背臺階連接進行上坡施工，嚴禁試圖使用逐層直上直下直接上坡填筑橋背臺基連接橋頭路背的方式回填混凝土。

4.在實際道路施工中，有可能因縱梁路面主體結(jié)構(gòu)層和橫梁橋面主體結(jié)構(gòu)層高度施工不完全同步，在施工標高高度控制上可能產(chǎn)生較大誤差。

5.為有效增強橫梁橋面主體結(jié)構(gòu)層結(jié)合強度，將原施工設(shè)計的新型瀝青鋼筋混凝土基層鋪裝方式變更為5cm粗粒式新型瀝青鋼筋混凝士或增加4am中粒式新型瀝青鋼筋混凝土，并向橋頭兩側(cè)各橫向延伸10m，并在40m坡度范圍內(nèi)用1%的橫向縱坡材料進行坡度調(diào)整。為有效保證路橋段的結(jié)合順暢，結(jié)構(gòu)強度形成一致，對設(shè)計變更前已投入施工的新型瀝青鋼筋混凝士統(tǒng)一地采用自動銑刨機對其進行銑削和刨加工處理。

6.用于整體橋梁伸縮的無縫橋梁攤鋪時的施工不好也很正常有可能還有的會產(chǎn)生掛在橋頭上的橋梁快速跳動剎車或彈跳的異?，F(xiàn)象，伸縮縫的一種比較常規(guī)性的施工攤鋪作法也就是我們認為先在用于整體橋梁伸縮洞在縫內(nèi)的開口處處深挖泥土并填埋實土或者自行加砂并對其進行填土壓實，待之后進行用于整體瀝青橋梁伸縮瀝青高架鋼筋混凝土高架橋梁整體鋪筑時的施工工作完成后，再自行填土挖出當時埋在整體伸縮縫內(nèi)的少量泥土或填土，進行用于整體橋梁伸縮的無縫橋梁攤鋪時的施工，則在之后進行整體瀝青高架橋梁整體攤鋪時也就很有可能因為在整體伸縮縫內(nèi)的泥挖土和泥填士不實或加砂造成整體伸縮縫、橋面、路面瀝青吊橋以及橋梁過渡段三者之間填土標高不連續(xù)具體的詳見方法見下表如圖1），造成橋頭橋梁懸導(dǎo)式高架橋梁和整體瀝青吊橋攤鋪施工機械的快速跳動，攤鋪時的填土厚度不均勻。

圖1：伸縮縫結(jié)構(gòu)形式示意圖