道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)探究

文／孫衛(wèi)廣 山東省公路橋梁檢測中心有限公司 山東東營 257091

引言：

國家和地方政府每年都會投入大量的資金用于道路橋梁建筑，以此滿足快速增長的通行需求，但是施工質(zhì)量問題的頻繁發(fā)生嚴重降低了道路橋梁重要價值的充分發(fā)揮。道路橋梁工程中沉降段施工具有較高的難度，因此更加考驗施工技術(shù)的運用。道路橋梁工程建設(shè)不僅與人們?nèi)粘Ｉ畹谋憷跃哂芯o密聯(lián)系，在地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展方面也發(fā)揮著重要的推動作用，對國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有重要影響?？茖W合理有效的施工技術(shù)是提升道路橋梁沉降段路基路面施工質(zhì)量的重要前提，可以有效解決沉降等問題，為人們的出行質(zhì)量以及出行安全提供可靠的保障，降低或者避免沉降問題所引發(fā)的一系列負面影響。近年來，國內(nèi)整體經(jīng)濟保持較快的發(fā)展速度，與此同時，車流量和運輸載荷快速增長，不同地區(qū)公路路基路面均存在沉降問題，如果不及時進行修整將會對車輛通行安全以及路橋使用壽命產(chǎn)生不可逆的影響。因此，應當全面研究道路橋梁沉降的主要原因，同時探討把相關(guān)施工技術(shù)有效應用到實際的工程施工當中。

1、道路橋梁沉降原因及主要危害

1.1 道路橋梁沉降原因

道路橋梁沉降的發(fā)生主要與結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工材料、搭板設(shè)置、地基施工等有關(guān)，在實際施工中路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計欠缺科學性，將會導致道路橋梁施工質(zhì)量大打折扣，絕大多數(shù)沉降路段的路面損壞問題的發(fā)生都與結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理有關(guān)，主要是因為在沒有全面分析現(xiàn)場情況便開展設(shè)計工作，導致結(jié)構(gòu)設(shè)計與實際施工情況存在明顯偏差，引發(fā)一系列的施工隱患。比如，在進行道路橋梁設(shè)計時不注重防水設(shè)計，將會埋下巨大的安全隱患。道路橋梁不斷發(fā)展過程，相關(guān)施工企業(yè)數(shù)量明顯增多，各個企業(yè)都需要面對較大的競爭壓力，因此部分施工企業(yè)會在施工中使用質(zhì)量不過關(guān)的施工材料，對道路橋梁施工質(zhì)量及使用壽命都產(chǎn)生明顯的負面影響。道路橋梁施工過程在進行橋頭施工時經(jīng)常會發(fā)生連接不科學的問題，同樣會增大沉降問題發(fā)生概率。橋頭搭設(shè)搭板施工時，為了使道路行車和路床可以直接遞送，一般會在清混凝土的表層下部設(shè)置搭板，當發(fā)生滲水問題后填料流失概率明顯增大，之后便會形成沉降。道路橋梁施工經(jīng)常會遭遇淤泥軟土、充填土和雜填土等軟土地基，其對于道路橋梁穩(wěn)定性會產(chǎn)生明顯的擾動，主要是因為其具有較高的含水量，相應的密度比較低、強度也比較小，透水效果欠佳，如果直接將軟土作為地基將會引發(fā)一系列的安全事故。充填土主要是將含有一定數(shù)量泥漿的泥沙填充至圍壩和填土區(qū)域，經(jīng)歷沉淀之后形成的全新土壤結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性和團結(jié)性都比較突出，明顯優(yōu)于軟土，但是如果直接將其作為道路橋梁地基同樣具有較大的風險性。

1.2 道路橋梁沉降主要危害

道路橋梁沉降最直接的危害便是引發(fā)路基質(zhì)量問題，在沉降段一般會出現(xiàn)橋梁兩邊比較高，而中間比較低的問題，在經(jīng)歷過長時間的通車或者施工之后，路面的中間段會進一步降低，主要是因為其負重時間較長。道路橋梁沉降還會引發(fā)路面發(fā)生不均勻沉降，對施工產(chǎn)生明顯的安全威脅，同時也會嚴重降低道路的平整度，行駛車輛也可能發(fā)生失穩(wěn)等問題，不利于車輛安全行駛。在沉降過大的路面，司機難以良好的控制車輛前行的穩(wěn)定性，會嚴重降低乘車舒適度以及安全性。路面變形也是道路橋梁沉降的主要危害，主要表現(xiàn)為路面起伏和裂縫等，如果遭遇雨水天氣還會導致大量的雨水無法及時排出都堆積在路面。車輛在凹凸不平的地面行駛時發(fā)生跳車的概率明顯增大，行車舒適性和安全性大打折扣，并且也會導致車輛使用壽命縮短，對于大型貨車更加容易發(fā)生嚴重的安全事故。另外，市政道路橋梁沉降問題主要集中于道路和橋梁交界處，因此在此部分發(fā)生跳車在影響車輛的同時，還會明顯影響市政道路自身，嚴重降低市政道路橋梁的穩(wěn)定性，同時也會對道路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害，導致道路橋梁使用壽命銳減。因此，道路沉降主要會危害道路橋梁整體質(zhì)量，在進行道路橋梁施工過程中會存在諸多挑戰(zhàn)和困難，道路橋梁沉降屬于其施工中必須要解決的重點問題。

2、道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)

2.1 沉降段結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了確保道路橋梁沉降段整體工程質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計人員以及施工人員應對地基處理方式以及填充材料進行明確，同時還需要深入分析道路橋梁沉降段結(jié)構(gòu)技術(shù)方案的可行性以及適應性，確保沉降段結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以及施工方案與實際工程建設(shè)的各方面都具有較高的匹配度，因此需要對施工現(xiàn)場環(huán)境、地基地勢、水文地質(zhì)以及經(jīng)濟成本等進行綜合考慮。為了進一步提升計算的精準性，可以應用BIM技術(shù)完成相對應的立體模型的構(gòu)建，最大限度的提升沉降段結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的合理性以及可操作性。技術(shù)人員還應對施工路段的整體特點進行著重分析，全方位考慮施工技術(shù)、施工設(shè)備應用等工作，從整體水平上提升地基的耐久性、穩(wěn)定性以及安全性，為施工作業(yè)的有序開展提供指導，以此來切實提升道路橋梁承載能力。

2.2 施工材料的選擇

施工材料的優(yōu)質(zhì)性屬于道路橋梁沉降段施工質(zhì)量提升的重要基礎(chǔ)，不僅要對進場施工材料的質(zhì)量進行嚴格把控，還需要確保所選擇的施工材料種類、型號及性能符合實際施工需求，為了提升填筑材料選擇的合理性，應落實樣品采集以及對比試驗等工作，在這一過程需要檢測現(xiàn)場土壤塑限情況、基礎(chǔ)壓實情況、材料強度等。在確定路基填料強度時，需要充分考慮路基以及橋臺要求，同時還應結(jié)合不同材料之間存在的差異作用，對輕質(zhì)填料以及壓實填料進行合理搭配，以此良好控制道路橋梁沉降問題以及橋面臺背變形問題。在存放材料前，還需要安排相應的施工人員將周圍存在的植物、建筑垃圾以及污泥等徹底清除，確保原材料中不會被混進雜物。另外，施工材料采購部門還應深入調(diào)查建筑材料市場信息，同時對不同企業(yè)口碑以及材料質(zhì)量等進行客觀的分析，將具有較高先進性以及突出節(jié)能性的施工材料應用至道路橋梁沉降段施工當中。

2.3 路基處理施工技術(shù)

對道路橋梁沉降段路基進行合理處理，可以從整體水平提升工程質(zhì)量，為路基路面土壤強度的提升提供促進作用，同時還能夠提升橋梁臺面承載能力以及耐久性，即使道路橋梁投入使用后經(jīng)歷長時間的交通荷載，路基路面也不易發(fā)生形變，從根源上降低地基不均勻沉降問題的發(fā)生。土質(zhì)更換、強夯法以及預壓荷載等都屬于道路橋梁工程中應用頻率較高和范圍較廣泛的路基處理技術(shù)，應用這些施工技術(shù)不僅可以提升路基的穩(wěn)定性，還能夠?qū)\營過程的路基沉降幅度進行減輕。在實際施工過程中，如果需要對高于3cm的軟土地基進行處理，應先在地基上鋪蓋土工布，之后在地基內(nèi)填充和壓實填筑材料，在減小誤差的基礎(chǔ)上可以有效控制橋臺沉降。對于比較厚的沉降段必須要對回填料進行精準的把控，同時還需要調(diào)整土層高度、密度以及強度，可以適當提升路橋地基建濕度，有助于沉降段施工質(zhì)量的進一步提升。

2.4 壓實施工技術(shù)

在完成道路橋梁沉降段路基填筑施工之后，還需要依靠壓實設(shè)備壓實處理路基，進一步提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，確保其可以在運營階段承載長時間的車輛通行所帶來的荷載壓力。在進行壓實施工時，為了獲得最佳的壓實效果以及效率，可以將機械設(shè)備壓實和人工處理進行緊密結(jié)合。另外，在壓實施工過程還應加強路基和橋臺之間的銜接施工，應依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對密實度進行合理控制，對于路堤以及錐坡堤壩等關(guān)鍵位置的壓實應當格外關(guān)注。橋臺與路基銜接位置的壓實同樣屬于壓實施工的關(guān)鍵點，應選擇適合的壓實工具進行施工。大型機械設(shè)備一般不適合應用至道路橋梁沉降段施工當中，因此可以選擇小型振動設(shè)備進行壓實施工，對于邊角部位的壓實可以采取人工壓實處理，應確保充分壓實所有位置。另外，相關(guān)施工技術(shù)人員還需要對沉降段含水量控制以及檢查進行加強，通過定期檢測完成曲線圖的繪制，還需要對風速以及溫度等客觀要素的影響情況進行明確。

2.5 搭板施工技術(shù)

在進行搭板施工平時，應對設(shè)置搭板的方法進行明確，如圖1所示，在設(shè)置過程中還需要結(jié)合路基頂面標高，確保搭板和路基頂面在同一水平線位置。搭板的標高應與正常路段路基標高保持一致，確保路基和橋梁之間可以進行平順的過渡。在實際施工過程中應對搭板和路面進行合理連接，這一部位的標高可以適當高于設(shè)計值，同時還需要預留反向坡，確?？梢詫β坊两挡钸M行良好控制，應避免對路線縱斷面的平順產(chǎn)生負面影響，為行車通暢和安全提供保障。橋臺和搭板連接施工時，應對錨栓進行合理設(shè)置，尤其是對于處于橋臺上面設(shè)置臺端附近錨栓的設(shè)置位置必須具備科學合理性，以免搭板設(shè)置不當引發(fā)縱向互動，降低橋臺和搭板連接的穩(wěn)定性。在實際施工過程中一般選擇22號鋼筋合理設(shè)置，以75cm到80cm區(qū)間范圍對鋼筋之間的距離進行合理控制。施工過程中如果豎直錨栓影響搭板，或者牛腿發(fā)生損壞，可以應用同步移動和限制位置等方式設(shè)置水平桿。在支座設(shè)置過程，為了提升搭板質(zhì)量，可以采用厚度為2cm左右的油氈鋪設(shè)制作墊層。對于板式橡膠的制作規(guī)格可以控制在150mm×150mm，確保不同支座之間的間距保持在80cm。一般在牛腿邊緣或者臺端邊緣位置設(shè)置倒角，主要可以對搭板位移進行有效控制。填縫材料主要是為了防范雨水進入到縫隙當中，主要可以選擇玻璃纖維、聚酯材料以及瀝青材料等。在處理搭板混凝土頂面和基層時主要可以借助壓路機，為了保障后續(xù)施工作業(yè)的順利開展應當預留10cm的空間。

圖1 沉降段路基路面搭板設(shè)置

2.6 排水施工技術(shù)

面對已經(jīng)存在沉降問題的道路橋梁工程，應注重地基內(nèi)部的排水施工，確?？梢约皶r排出基坑內(nèi)的多余水分，以對長時間浸泡對土體結(jié)構(gòu)承載能力所產(chǎn)生的負面影響進行減輕和避免，避免沉降段其他風險問題的發(fā)生。技術(shù)人員應實地勘察現(xiàn)場實際沉降情況，結(jié)合具體需要完成建設(shè)排水溝槽有效引流地基內(nèi)部的積水在施工過程中對可能遭遇的降雨以及地下水所引發(fā)的負面影響進行有效避免。在設(shè)計地基路段高度時，應結(jié)合降水情況以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等信息。對路基高度位置進行明確后，可以此為依據(jù)對排水溝槽的實際建設(shè)深度進行精確計算。設(shè)計單位應結(jié)合建設(shè)區(qū)域已有的其他排水設(shè)備靈活選擇排水設(shè)施建設(shè)，對潛在的路基路面沉降風險進行有效預防。

3、道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)應用策略

3.1 搭板施工技術(shù)的應用

以懷柔新城南部南華大街及東延道路施工為例，探討沉降段路基路面施工技術(shù)的具體應用及應用策略。該工程施工具有交叉路口多以及施工用地面積少等特點，在施工過程應當確保道路通暢，通過實地調(diào)查了解和掌握現(xiàn)有道路的通行能力以及流量，以此為依據(jù)完成交通組織方案的制定，通過審批之后還需要在沿線配備必要的通信設(shè)備以及交通保暢設(shè)備等。如有必要，還需要安排專職交通信息聯(lián)系員，及時做好交通疏導。工程設(shè)計人員應當依據(jù)道路橋梁參數(shù)精準計算搭板傾斜度，一般情況下搭板的傾斜度在8.0°以上，然后以此為依據(jù)對搭板的頂層標高進行調(diào)整，使其和正常路段標高高度保持一致。另外，還應當對路基頂層與搭板之間的距離進行精準計算，遇到間距＜10cm的區(qū)域，還應當進行地面的瀝青混凝土鋪設(shè)及找平，以此來促進搭板臺背綜合強度的進一步提升。為了確保搭板設(shè)置的合理性，在實際施工過程需要有效固定錨栓，依據(jù)適合的鋼筋合理設(shè)置不同控制器之間的距離。除此之外，在施工時還應當充分協(xié)調(diào)橫向拉桿的位置以及錨栓的位置，在這一基礎(chǔ)上應用支座合理設(shè)置鋪墊層，為沉降段路基路面施工質(zhì)量以及施工安全性提供保障，利用科學合理的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計對路基受損程度進行有效控制，最后還應當利用適當?shù)牟牧险{(diào)補橋頭與搭板之間的縫隙，以此來有效解決市政道路橋梁工程的積水問題。

3.2 橋臺軟基施工技術(shù)的應用

為了避免軟土地基對工程施工進度產(chǎn)生影響，應當在施工前強化處理橋臺軟基，主要可以采取水泥噴漿地基法，從整體層面提升地基強度和平整度，主要的施工內(nèi)容包括橋臺軟基水平面定位、噴漿攪拌下沉、持續(xù)攪拌上升、重復下沉以及重復上升等，具體如圖2所示。在強化處理橋臺軟基之后，還應當對瀝青混凝土路面平整度以及結(jié)構(gòu)厚度進行良好控制?？梢栽诼坊袑雍兔鎸舆M行攤鋪施工，在這一過程可以利用實時測量的方式標高，依據(jù)高程測量方式控制測墩之間的距離為5m，測墩之間的測距主要可以應用鋼絞線。

圖2 橋臺軟基施工流程示意圖

3.3 沉降段路基填筑施工技術(shù)的應用

該工程路基路面之所以出現(xiàn)沉降主要是因為路面壓實變形，因此需要對沉降路段路基填筑施工進行優(yōu)化，促進路基抗壓能力及承載能力的進一步提升，對沉降以及變形問題進行有效控制。應當應用礫石以及砂礫等具有良好透水性以及滲透性的材料填筑承臺、橋臺以及開挖臺等，也可以選擇半剛性材料填筑沉降段路基。經(jīng)歷過填筑施工之后，可以有效控制不同基臺結(jié)構(gòu)的水平方向壓力，進而達到控制路基變形程度的效果。在進行填筑施工時可以采用推土機填平沉降段路基，在進行細致填平時，可以應用推土機反復施壓。

結(jié)語：

綜上所述，沉降段屬于道路橋梁施工當中具有特殊性的施工部位，在施工過程會受到來自多方面因素的影響，對于施工技術(shù)具有嚴格要求。道路橋梁沉降的發(fā)生主要與結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工材料、搭板設(shè)置、地基施工等問題具有緊密聯(lián)系，會對工程質(zhì)量產(chǎn)生明顯的負面影響。在實際施工過程中不僅要注重沉降路段結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計以及施工材料的合理選擇，還應當有效和科學地應用路基處理施工技術(shù)、壓實施工技術(shù)、搭板施工技術(shù)以及排水施工技術(shù)等，同時結(jié)合實際施工情況，對施工技術(shù)進行改進優(yōu)化，對于不同環(huán)節(jié)施工技術(shù)的應用也應當加強控制，在促進沉降段施工技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)道路橋梁工程質(zhì)量的進一步提升。在實際的路面使用過程應當注重維護易風化、易受損路段，利用植草護坡等方式進行道路橋梁結(jié)構(gòu)防護和保證路橋工程美觀性，及時分析路面損傷原因和判斷具體受損情況，以此為依據(jù)采取對應措施進行修補，避免沉降問題影響的進一步擴大。