市政路橋過渡段的施工技術

徐健寧

路橋過渡段是剛性橋臺與半剛性路基路面結構的交界處，也是市政道路中容易產(chǎn)生質量通病的環(huán)節(jié)。該處的不均勻沉降表現(xiàn)為橋頭跳車、路面開裂等危害。本文首先從受力結構入手分析不均勻沉降的產(chǎn)生原因，然后結合近年來國內(nèi)施工實踐中所采取的新工藝方法，對市政道路路橋過渡段的施工技術和質量管理要點進行探討。

路橋過渡段是市政道路質量的薄弱環(huán)節(jié)，最明顯的表現(xiàn)形式是橋頭跳車，其根源是隨時間增長而產(chǎn)生的不均勻沉降造成路面開裂。當裂縫兩端的高度差大于10mm，超過普通車輛減震系統(tǒng)的適應范圍，乘客就會感到明顯的顛簸，而且這種沖擊會加劇路面的破壞。橋頭跳車的情況在我國城鎮(zhèn)道路較為普遍，國內(nèi)工程科技人員一直在探索解決之道，例如：中南大學趙煉恒對臺后回填土進行柔性加筋注漿試驗、中交二公局第四工程有限公司姬猛進行臺背路基液壓夯實法補強試驗、中鐵十八局集團隧道工程有限公司王帥研究了路橋過渡段工后的沉降規(guī)律。這些近期的科研成果從不同角度為提高路橋過渡段的質量提供了思路。

一、路橋過渡段產(chǎn)生不均勻沉降的原因

1.力學結構上存在剛度突變

路橋過渡段的一側是結構剛度巨大的鋼筋混凝土橋臺；另一側則是半剛性的路基路面，通常是在原狀土或經(jīng)過處理后的基底上進行回填壓實，與橋臺的剛度相差懸殊。道路結構在路橋過渡段形成剛度突變，在車輛荷載的長期作用下，勢必造成不均勻沉降。

2.臺背路基施工質量問題

臺背路基處的回填土壓實不足是最容易暴露的質量問題，甚至能在通車后的一年內(nèi)就能顯露。施工缺陷產(chǎn)生原因有：（1）回填材料選用不當或質量不合格，使壓實度達不到標準。（2）由于大型壓實機械不能過分靠近既有橋臺和耳墻等構筑物，不得不換用小型機械或者人工夯實橋臺邊緣處的填料，造成局部壓實度不足。據(jù)石家莊市西柏坡高速公路管理處劉建敏研究，橋背回填土沿路線方向的沉降曲線形成“勺”狀缺陷，最大沉降集中在距橋臺3～7米處的“勺”口附近。（3）臺后路基的排水系統(tǒng)存在漏洞。填料隨雨水沖刷流失，從而造成臺背處的路基虛空。（4）施工管理不嚴格。挖土時對地基造成擾動，回填施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工，都是管理缺失的表現(xiàn)。

3.路面施工質量問題

瀝青混凝土路面裂縫是市政道路工程中的常見質量缺陷，因其細微不易發(fā)現(xiàn)，往往得不到足夠重視。細小裂縫的存在雖然沒直接影響到路面的安全性，但是積水可以通過裂縫滲入路基，對路基造成破壞，從而加劇不均勻沉降的發(fā)生。在北方城市，由于冬季存在著凍脹作用，情況就更為嚴重。

4.天然地基未得到正確處理

未被擾動的天然地基的沉降量原本相對穩(wěn)定，但其上部的填土路堤和車輛動載形成新增負荷，改變了自然沉降過程。填土越高、車輛載重越大，道路下天然地基的沉降變化就越大。如果地基深處是未作妥善處理的軟土地基，將進一步加劇不均勻沉降的程度。

二、市政路橋過渡段施工技術

1.軟土地基處理技術

目前普遍采用的軟土地基處理技術包括：換填、超載預壓、塑料板排水固結、高壓旋噴樁、水泥攪拌樁。在換填材料的選擇上，除了傳統(tǒng)的砂石料之外，泡沫輕質混凝土作為新材料也開始得到應用，其具有自重輕、強度高、抗震強、施工不受場地局限的優(yōu)點。超載預壓法可就地取材，成本低但工期長，剩余沉降量也大，逐漸被效果更好、工期短的塑料板排水固結法所取代。高壓旋噴樁、水泥攪拌樁加固軟土地基效果明顯、工期短，但費用高。

2.剛柔過渡新技術

為了實現(xiàn)剛度突變的平緩過渡，傳統(tǒng)做法是采用橋頭搭板設計。但在使用階段經(jīng)常因搭板底部回填物被掏空而引起斷板，或將沉降差轉移到路基與搭板的連接處而引起所謂的“二次跳車”現(xiàn)象。

變樁長與變樁距技術是近年來研究的剛柔過渡新技術，理論上可以達到完美的效果，但是對地勘和施工質量要求特別高，因此并未得到廣泛的應用。

上海公路橋梁集團有限公司將橋頭搭板技術與變樁長技術結合起來，路面的沉降量曲線和縱坡曲線變化都更平穩(wěn)，隨著與橋頭結構距離的增加，道路整體縱坡的波動程度較搭板聯(lián)合樁基更小，沉降變化更平緩。

3.臺背回填土壓實技術

臺背回填的施工質量要求高于道路主體路基，壓實度須達到96%。應該從填料選用、壓實機械、施工工藝等方面進行嚴格控制。

（1）填料選用。采用透水性材料（砂礫、碎石、礦渣等），填料的承載比（CBR值）必須大于8，最大粒徑不超過層厚的2/3。選用級配碎石時，要注意選用集料粒徑適宜、配比合理，片石或針狀石占比應小于20%，黏土或有機物應小于2%。級配料中0.5mm以下細土有塑性指數(shù)時，其液限不應超過40，塑性指數(shù)不超過10。

填料在使用前應做好相關試驗，如擊實試驗、填料液限、塑限等，從試驗結果得出的技術指標來選擇最適宜的填料。

（2）壓實機械。應配置專用的成套壓實機械（18t以上）和小型夯壓機械（手扶振動壓路機或平板振動壓路機等），嚴禁采用人工打夯或“蛤蜊夯”等輕型壓實機具。在大型機械無法靠近的橋臺區(qū)域，采用小型夯壓機械，分薄層夯壓密實、橫向碾壓的方法。

近年來，液壓夯實機逐漸得到推廣應用。對于橋臺背等特殊路基段，液壓夯實機具有機動靈活、快速高效的特性，既能充分靠近橋臺又避免對既有構筑物的振動沖擊，作業(yè)效率超過了其他同類機械。

（3）施工工藝?；靥钔凉ぷ鞅仨氃跇蚺_混凝土強度、沉降縫和螺栓孔處理、涂刷瀝青等驗收合格后才能進行。臺背回填路基必須挖臺階，臺階頂做成2%～4%的內(nèi)傾斜坡，在填筑前臺階要充分夯實。填土要求：應從兩側對稱、平衡地進行，兩側回填的高差控制在15cm以內(nèi)。臺背回填的每層松鋪厚度不得大于15cm。為防止填土超厚或漏檢，應該在墻身背面從基礎頂面起按15cm高度從下往上逐條畫線。每層回填壓實后都要進行檢測。每間隔45 cm厚度鋪設一層土工格柵，用U型釘將格柵網(wǎng)格錨固在臺背側面。鋪設土工格柵時一定要把格柵拉緊，不允許有皺褶，用插釘把格柵固定在底表面上，土工格柵強度高的方向垂直路基軸線方向，相鄰兩幅格柵的搭接寬度為20 cm。

4.路面處置技術

路面處置技術主要針對路面混凝土出現(xiàn)裂縫的問題。首先，要保證足夠的面層厚度。工程實踐表明，厚度15cm以上的面層可以明顯減少疲勞裂縫的產(chǎn)生。其次，應選用密實型、松弛性能出色、針入度較大的瀝青作為面層材料，以減少面層空隙率，延長面層抗疲勞性能，減緩裂縫向基層進一步發(fā)展的速度。

三、施工質量管理要點

合理安排好施工計劃，在總工期許可的前提下，盡量做到“開工早一點，工期長一點”。應在開工前編制具體可行的專項施工方案，并由經(jīng)驗豐富的專業(yè)工程師向施工隊伍進行詳細的技術交底，明確每一道工序的施工要點和質量標準。要使用熟悉臺背、錐坡回填要求的專業(yè)施工隊伍，并配備經(jīng)驗豐富、認真負責的施工員和質檢員嚴格按照專項方案進行質量控制。

完善排水措施，避免施工中的路段被雨水淋泡，并做好完工路面的沉降監(jiān)測。表面沉降監(jiān)測點應沿車道中線、車道邊線和人行道邊線設置，間隔不超過10m，并在臺后5m處加設觀測點。路基填筑期間，每填筑一層后立即觀測一次；填筑間歇期間，每3天觀測一次。路面施工期間，每層加載后應至少觀測一次，并保證觀測間隔不超過15天。

嚴格執(zhí)行質量問責制和獎懲制。只有將施工質量與施工人員的切身經(jīng)濟利益聯(lián)系起來，才能促使施工人員按照規(guī)范進行施工，促進管理人員對施工過程嚴格監(jiān)督管理，有力保證施工質量管控水平。

四、結語

隨著我國城市化進程的加快，路橋過渡段路面破損造成的經(jīng)濟損失持續(xù)增加。液壓夯實機、泡沫輕質混凝土、土工格等新機械、新材料、新工藝的出現(xiàn)為解決路橋過渡段不均勻沉降問題提供了新思路。只要我們能因地制宜，科學合理地選用路橋過渡段施工技術和方案，并對施工過程進行嚴格管理，就一定可以有效提高路橋過渡段的施工質量。