市政路橋過(guò)渡段路基路面施工技術(shù)

李春生

（安徽省公路工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230051）

引言

當(dāng)前，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)，尤其是在近20 年時(shí)間中，在開(kāi)展市政路橋建設(shè)時(shí)，國(guó)家投入了大量的資金，為工程項(xiàng)目提供了經(jīng)濟(jì)上的支撐條件，因此市政路橋的等級(jí)不斷提升。隨之而來(lái)的是對(duì)施工質(zhì)量的要求不斷提高，而對(duì)于市政路橋過(guò)渡段的路基路面施工是整個(gè)工程中影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。市政路橋施工是一項(xiàng)惠民工程，其方便人民群眾，與人們?nèi)粘Ｉ钣兄芮新?lián)系，因此施工質(zhì)量必須得到保證[2]。在城市道路橋梁過(guò)渡段的基礎(chǔ)上，需要對(duì)路基的沉陷進(jìn)行有效的控制。一旦出現(xiàn)塌方，將嚴(yán)重影響市政橋梁工程的施工質(zhì)量，危及人民的生命和財(cái)產(chǎn)。因此，為促進(jìn)市政路橋整體質(zhì)量更上一個(gè)臺(tái)階，本文將開(kāi)展針對(duì)過(guò)渡段的路基路面施工技術(shù)研究。

1 市政路橋過(guò)渡段路基路面施工

1.1 過(guò)渡段路基填筑施工工藝

結(jié)構(gòu)之間的剛度差異會(huì)使構(gòu)筑物之間發(fā)生沉降，不同結(jié)構(gòu)之間的沉降會(huì)對(duì)路橋中車(chē)輛高速行駛時(shí)的舒適性和安全性產(chǎn)生一定的影響[3]。因此，在結(jié)構(gòu)之間設(shè)置過(guò)渡段，以滿(mǎn)足車(chē)輛在高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性需求，設(shè)計(jì)以下施工工藝，見(jiàn)圖1。

圖1 施工工藝

1.2 設(shè)計(jì)過(guò)渡段路基與橫向構(gòu)筑物填筑尺寸

根據(jù)路橋過(guò)渡段工況，設(shè)計(jì)過(guò)渡段路基與橫向構(gòu)筑物之間的填充尺寸，當(dāng)路基面與橫梁兩者之間的垂直高度>2 m 時(shí)，設(shè)計(jì)如下所示的過(guò)渡段[4]，見(jiàn)圖2。

圖2 垂直高度差>2 m 條件時(shí)的過(guò)渡段設(shè)置方案

當(dāng)路基面與橫梁兩者之間的垂直高度＜2 m 時(shí)，設(shè)計(jì)如下所示的過(guò)渡段，見(jiàn)圖3。

圖3 垂直高度差＜2 m 條件時(shí)的過(guò)渡段設(shè)置方案

在路橋兩側(cè)不少于20 m 的基床結(jié)構(gòu)上，用5%的水泥填料級(jí)配碎石進(jìn)行填筑。

在水平結(jié)構(gòu)軸線(xiàn)與線(xiàn)路中線(xiàn)相交的情況下，過(guò)渡段的布置必須與直線(xiàn)中心相垂直，以防止橫向剛性的差別[5]。在進(jìn)行市政路橋翼墻施工時(shí)，應(yīng)注意在基底混凝土回填層外側(cè)設(shè)置排水坡道，將地基填筑物滲到翼壁邊緣，然后通過(guò)水平排水管排出路基，形成封閉排水體系。設(shè)計(jì)方案，見(jiàn)圖4。

圖4 過(guò)渡段封閉排水

1.3 施工準(zhǔn)備與填筑、整平與碾壓

施工準(zhǔn)備共由兩個(gè)步驟構(gòu)成，具體內(nèi)容如下：

（1） 施工現(xiàn)場(chǎng)級(jí)配碎石料準(zhǔn)備

在施工現(xiàn)場(chǎng)將5%的水泥與配級(jí)碎石在攪拌站進(jìn)行均勻攪拌，并在工程項(xiàng)目施工前，完成攪拌工作與水泥等施工材料的進(jìn)場(chǎng)工作。

（2） 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

對(duì)過(guò)渡段基底進(jìn)行承載力檢測(cè)（參照探觸法），承載力計(jì)算公式為：

上述計(jì)算公式中：f 代表承載力，單位為KPa，n 代表錘擊次數(shù)。

當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)中的基底達(dá)到施工前的承載力標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行下一步驟。

在市政路橋施工現(xiàn)場(chǎng)橫向結(jié)構(gòu)物的兩側(cè)進(jìn)行坡度線(xiàn)標(biāo)注（包括每層填筑的等高標(biāo)示線(xiàn)、坡度線(xiàn)、邊界線(xiàn)等）。

完成施工準(zhǔn)備后，在路橋作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行填筑施工。具體內(nèi)容如下：

（1） 用自卸運(yùn)輸車(chē)把攪拌站拌好的填料運(yùn)到工地，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的方案，在不同作業(yè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行有組織的卸料。

（2） 在現(xiàn)場(chǎng)施工推土機(jī)設(shè)備，將散料進(jìn)行鋪展處理，并用人工輔助機(jī)械作業(yè)的方式，對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行找平補(bǔ)料處理。

（3） 根據(jù)填料室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在填料的施工中，應(yīng)將含水率控制在-10%～+1%范圍內(nèi)。當(dāng)填料水分含量太高時(shí)，應(yīng)使用松土機(jī)進(jìn)行翻松晾干。在此過(guò)程中，考慮到拌料工作是由站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)實(shí)施的，因此，需要根據(jù)施工場(chǎng)地氣候條件和運(yùn)輸距離的變化，適時(shí)地進(jìn)行含水量調(diào)整[6]。有必要的條件下，可對(duì)進(jìn)場(chǎng)的填料進(jìn)行含水量測(cè)試。對(duì)含水量進(jìn)行計(jì)算，公式為：

上述計(jì)算公式中：k 代表填料含水量，c 代表填料重量，d 代表填料烘干后的重量。

當(dāng)填料含水量符合標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械整平處理。處理過(guò)程如下：

（1） 粗平處理

填土完畢，用推土機(jī)進(jìn)行過(guò)渡段場(chǎng)地的平整處理。為了確保各層的平整程度和施工厚度的均勻性，在鋪面時(shí)應(yīng)注意層厚和平整度的實(shí)時(shí)檢查。

（2） 精平處理

待粗平完畢，用平面機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地的精平[7]。處理時(shí)應(yīng)注意在每一層的填筑施工中，必須形成一個(gè)坡度在2%～4%的“人”字型斜坡，以保證過(guò)渡段施工符合要求。

（3） 集窩處理

由于在鋪面、平整中易產(chǎn)生集渣，因此，有必要采用小型挖土機(jī)，對(duì)部分級(jí)配差的填料進(jìn)行就地拌和，改善級(jí)配。對(duì)局部集窩的集料，采用人工的方式進(jìn)行就地混合處理，以解決集窩問(wèn)題。

完成上述施工后，對(duì)施工作業(yè)面進(jìn)行碾壓施工，具體步驟為：在施工現(xiàn)場(chǎng)安排專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員，對(duì)過(guò)渡段作業(yè)面進(jìn)行精細(xì)檢測(cè)，確保檢測(cè)結(jié)果中填筑層的高程高度、平整度等參數(shù)符合或達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行碾壓[8]。碾壓時(shí)，使用大型的重量級(jí)的壓路機(jī)在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行橫向碾壓，對(duì)于大型壓路機(jī)無(wú)法碾壓到的位置，可以配合使用小型壓路機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地碾壓。根據(jù)碾壓效果，使用小型振動(dòng)設(shè)備，配合現(xiàn)場(chǎng)人工作業(yè)的方式，進(jìn)行場(chǎng)地的碾壓，以確保碾壓后過(guò)渡段壓實(shí)度指標(biāo)達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

2 施工技術(shù)應(yīng)用效果分析

針對(duì)上述提出的施工技術(shù)，選擇以某地區(qū)市政路橋施工項(xiàng)目為例，針對(duì)其過(guò)渡段路基路面的施工，應(yīng)用上述新技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)新施工技術(shù)應(yīng)用效果的直觀分析，在完成施工后，對(duì)比過(guò)渡段路基路面沉降量與普通段路基路面沉降量，若二者之間差值小于合理范圍，則說(shuō)明上述提出的施工技術(shù)符合過(guò)渡段路基施工質(zhì)量要求。若二者之間差值超過(guò)合理范圍，則說(shuō)明上述提出的施工技術(shù)不符合過(guò)渡段路基施工質(zhì)量要求。根據(jù)市政路橋的施工要求，在過(guò)渡段上路基路面的沉降應(yīng)當(dāng)在小于5.00 mm 范圍內(nèi)，常規(guī)段路基路面的沉降應(yīng)當(dāng)在小于3.00 mm 范圍內(nèi)。根據(jù)這一思路，在完成施工后的過(guò)渡段路基路面和常規(guī)段路基路面上各選擇5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，各個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的間隔距離保持一致，具體測(cè)點(diǎn)布設(shè)，見(jiàn)圖5。

在完成對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)后，針對(duì)每一個(gè)測(cè)點(diǎn)按照下述公式計(jì)算沉降量：

式中：S 為某一測(cè)點(diǎn)上的沉降量，ΔSi為某一分層i 土體的沉降量，εi為某一分層i 土體的壓縮應(yīng)變系數(shù)，Hi為某一分層i 土體的厚度。結(jié)合上述公式計(jì)算得出各個(gè)測(cè)點(diǎn)的沉降值，并將計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1 所示。

表1 中GD-001～ GD-005 代表過(guò)渡段測(cè)點(diǎn)；CG-001～ CG-005 代表常規(guī)段測(cè)點(diǎn)。結(jié)合上述記錄數(shù)據(jù)可以看出，在按照新的施工技術(shù)對(duì)過(guò)渡段路基路面進(jìn)行施工后，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的沉降量與常規(guī)段相比并沒(méi)有產(chǎn)生較大差異，差值在合理范圍內(nèi)，同時(shí)產(chǎn)生的沉降量符合過(guò)渡段和常規(guī)段路基路面施工質(zhì)量要求。因此，通過(guò)對(duì)施工技術(shù)應(yīng)用效果分析得出，新的施工技術(shù)可行。

3 結(jié)論

在橋梁過(guò)渡段橋臺(tái)與引路堤段之間存在著不同的沉降，如果出現(xiàn)微小的差異沉降，則可能造成橋頭跳車(chē)，造成行車(chē)不便，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。對(duì)此，本文通過(guò)上述論述，提出一種全新的施工技術(shù)。通過(guò)將新的施工技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際市政路橋項(xiàng)目中證明，新的施工技術(shù)的應(yīng)用可促進(jìn)施工整體質(zhì)量的提升，有效降低了路基路面的沉降量，避免后期市政路橋運(yùn)營(yíng)時(shí)期橋頭跳車(chē)問(wèn)題產(chǎn)生，為人們的出行提供便利條件。同時(shí)，通過(guò)本文上述研究，綜合分析得出下述幾點(diǎn)結(jié)論：

（1） 新的施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可以將過(guò)渡段路基路面的沉降控制在2.00 mm 以下，這一沉降量對(duì)于整體施工質(zhì)量而言不會(huì)造成多大影響。

（2） 針對(duì)產(chǎn)生的部分沉降，仍然需要采取合理的方式進(jìn)行控制，例如結(jié)合排水固結(jié)法、攪拌樁加固法等，提高過(guò)渡段路基路面的抗沉降性能、提高過(guò)渡段橋臺(tái)處理的質(zhì)量，以此更好應(yīng)對(duì)施工負(fù)載，實(shí)現(xiàn)預(yù)壓處理。

（3） 在應(yīng)用本文施工技術(shù)進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)找出具體造成沉降問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并采取更有效的措施實(shí)現(xiàn)對(duì)沉降變形的預(yù)防，以此在一定程度上降低沉降事故的發(fā)生頻率。

（4） 在后續(xù)研究中，將結(jié)合三維有限元方法，并綜合考慮橋臺(tái)影響問(wèn)題，對(duì)橋頭引導(dǎo)路堤的沉降進(jìn)行數(shù)值分析，根據(jù)分析得出的結(jié)果對(duì)本文新設(shè)計(jì)的施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以此促進(jìn)施工成效進(jìn)一步提升。