市政道路橋梁工程中沉降段路基路面施工技術(shù)

徐 敏

(海陽市環(huán)境衛(wèi)生管理中心，山東 海陽 265100)

在公路橋梁實際施工與應(yīng)用中，沉降段路基路面因其具有特殊的結(jié)構(gòu)與過渡性，應(yīng)該成為工程控制的重難點，對于保證工程的施工質(zhì)量和后續(xù)的應(yīng)用都具有重要的作用，因此本文針對市政道路橋梁工程中沉降段路基路面施工技術(shù)展開了詳細的論述。

1 沉降段路基施工概述

1.1 沉降段的建設(shè)重要性

在進行市政公路橋梁施工過程中，路基與市政交通的安全穩(wěn)定性有很大的關(guān)系，因此，在確保交通安全可靠、 促進城市化發(fā)展、提高城市建設(shè)效益的同時，對提高城市的整體水平具有重要意義[1]。因此，必須對沉降段的路基進行全面的鋪筑。另外，對公路橋梁施工中的沉降段進行適當?shù)闹卫?，可以從某種意義上解決安全問題，對整個項目的安全起到積極作用。

1.2 建設(shè)項目

在市政公路橋梁工程建設(shè)中，施工單位應(yīng)按照設(shè)計與規(guī)范對工程項目進行有效的規(guī)劃。 沉降段路基路面工程的施工效果是由多個因素決定的，因此，工作人員應(yīng)從多角度進行綜合考慮，并采用各種措施提高工程質(zhì)量。 第一，要注意選用合適的建筑材料，在選用合適的搭板時要注意其穩(wěn)定性，禁止選用不符合要求的材質(zhì)，避免后續(xù)工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。第二，保證施工方案設(shè)計的科學(xué)化和合理性，使其符合設(shè)計的需要，并盡可能地改善其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。第三，結(jié)合工程的具體要求，進行合理的搭板結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工， 以確保搭板的穩(wěn)定性，使整個沉降段的安全水平得到改善。

1.3 沉降機理分析

(1)臺背變形 臺背基體的變形與許多原因相關(guān)，例如，高含水率、低孔隙、低強度以及深溝區(qū)的低壓力等。與其它公路橋梁路段不同，橋頭段由于受力大，因此很易發(fā)生路基沉降。

(2)路基變形 在進行臺背施工過程中，許多施工單位習(xí)慣采用粘性土，而粘性土的壓實強度變化大，穩(wěn)定性不足。若對施工中出現(xiàn)施工工藝不能有效匹配工程地質(zhì)的問題，那么粘性土的施工優(yōu)勢將不能有效體現(xiàn)，就不能按照設(shè)計與規(guī)范的要求有效控制工程土方含水率和后期的夯實度，給后續(xù)的施工與運行造成了較大的風險。同時，路基沉降的可能性也顯著提高[2]。在公路橋梁的運行過程中，由于車輛的荷載、車輛的反復(fù)通行以及自然因素的作用，使得路面結(jié)構(gòu)的不均衡沉降問題日益突出。臺背填土撓度與橋臺梁的撓度有一定差別，臺背填土具有很大的撓度，二者的不同會造成不同程度的汽車荷載重復(fù)荷載下產(chǎn)生的不均勻沉降[3]。

(3)橋頭搭板的沉降 以橋墩牛腿為搭板，則有可能產(chǎn)生彈性支座問題，這段路基與支座之間的承載力差異比較大，有可能發(fā)生不均勻的應(yīng)力。從橫向上講，當汽車的動力運動時，兩側(cè)的路基上的荷載將在汽車荷載的直接作用和搭板路基的末端處產(chǎn)生一個最大的峰值。在此原則下，當市政公路的橋面上有汽車通過時，路基的變形量最大，而底板的端部則是引起沉降率最高的，且沉降不均勻。路基沉降的計算是一個比較繁瑣的程序，特別是在汽車運行時，考慮到的各種因素比較多，而橋墩與板厚層的垂直斜率差別很大，很難求出準確的數(shù)值，而由于計算的困難，很難對其進行精確的測定，給沉降段的整體施工控制帶來了一定的難度[4]。

2 路基路面沉降的危害分析

城市的道路運輸是城市發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的重要保障，如果道路的品質(zhì)出現(xiàn)問題，必然會對市民的出行造成極大的危害。所以，在市政公路橋梁建設(shè)中，市政單位要保證其施工的安全，盡量減少路基路面的沉陷，保證駕駛的安全。路基路面的沉陷對汽車的傷害是非常大的，當公路塌陷后，由于路面裂縫和坑洼的原因，汽車在行車過程中會有跳車現(xiàn)象，這不僅會對汽車的乘坐和行車的舒適度造成一定的損害，同時大大縮短了汽車的使用年限。如果是一輛大卡車突然跳車，很可能會造成很大的安全隱患。另外，在大部分的市政公路施工中，路面塌陷往往出現(xiàn)在公路和橋梁的邊界，一旦出現(xiàn)這種情況，不但會對汽車造成一定的沖擊，而且還會對城市的建設(shè)造成很大的影響。公路的穩(wěn)定性已被嚴重地損壞，對公路的構(gòu)造造成一定的影響，從而大大縮短了公路的使用年限[5]。

3 沉降段問題成因分析

3.1 結(jié)構(gòu)不合理

市政道路沉降段的病害很多是由結(jié)構(gòu)不夠完善引起的。在進行設(shè)計時，若未對市政道路橋梁整體抗壓承重能力進行全面的分析與研究，未按工程的具體情況選用合適的材料，對路面的構(gòu)造進行精細、準確的分析，選擇了不合理的搭板與鋼筋材料，就可能出現(xiàn)較嚴重的沉降問題，給工程帶來了很大的隱患，如出現(xiàn)跳車等問題，最終給路面的通行舒適度與安全穩(wěn)定造成了很大的危害。

3.2 臺背土變形及回填質(zhì)量

由于臺背環(huán)境條件比較差，在行車過程中會受到行車荷載和外界環(huán)境等因素的干擾，從而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到一定的損害。在一些市政公路橋梁工程中，由于路基強度不夠，容易引起臺背底部變形等問題。因此，在工程實踐中應(yīng)充分對周邊環(huán)境與回填材料等問題進行綜合考慮，選取合理的機械設(shè)備，并在回填時充分考慮到壓實等問題。

3.3 基坑超挖

在坡腳處開挖過量會造成上層荷載的支承不足，從而引發(fā)坍塌、滑坡等事故，造成市政道路的橋面塌陷。在開挖過程中，一些施工工人不能完全按照規(guī)范進行開挖，對存在的軟基等問題沒有采取有效的控制措施，造成了比較大的塌陷。另外，路基的材質(zhì)選擇也是造成路基路面不均勻沉降的主要因素。

3.4 沉降段公路橋梁鋪裝的平整度

市政公路橋梁工程建設(shè)中，路面平整度直接影響到市政公路橋梁項目建設(shè)的質(zhì)量，通過對國內(nèi)公路橋梁建設(shè)工地進行了全面的剖析，雖然在平整度控制方面取得了一定的進步，然而一些工作人員對路面平整度不夠注重，出現(xiàn)個別路段不平整問題。由于工程施工中存在著很大的隨機性，技術(shù)措施缺乏嚴謹?shù)膱?zhí)行，造成了公路橋面的結(jié)構(gòu)平整程度不夠，對交通的安全構(gòu)成了嚴重的影響。

4 沉降段路基路面施工工藝要點

4.1 路基施工

通過對市政公路橋梁的正確治理，可以改善公路橋梁的總體品質(zhì)，改善路基土強度，改善橋墩的承載力和耐用性，確保公路橋梁在長期的交通負荷下仍能維持較好的路基狀況，降低路基不均勻沉降的情況。目前優(yōu)化公路橋梁沉降段工程的主要方法是更換土質(zhì)、強夯法、預(yù)壓荷載等，對其進行適當?shù)闹卫?，可以顯著提高路基的穩(wěn)定性，降低施工期的路基沉降。一般情況下，在3cm以上的軟粘土路基上，先在路基上鋪上一層土工布，再用填料進行填密，這樣可以減少計算偏差，從而達到對橋梁的沉降的有效控制。當沉降段厚度大時，必須精確地控制回填區(qū)，并進行土層高度、密度等參數(shù)的調(diào)節(jié)，以增加路基的濕度，從而改善公路橋梁的施工品質(zhì)。

4.2 選用的物料

為確保市政公路路基沉降區(qū)工程的順利進行，工程設(shè)計工作必須嚴格控制進場材料的品質(zhì)，選用合適的建筑材料，通過采集樣品、對比試驗等方法進行合理選用。在施工中，路基的塑性、路基壓實情況、材料強度等是材料選取與監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)。路基路面的填筑強度一般要依據(jù)路基路面的需要來決定，而不同的材質(zhì)對路基的影響也是有差別的，因此，采用適當?shù)妮p量填充劑和外加劑，可以有效地抑制路面的沉降和橋臺的變形。另外，在物料儲存之前，工人必須將植物、建筑垃圾、污泥等清除掉，確保原料中沒有任何雜質(zhì)。采購部要加大對建材的調(diào)研，對企業(yè)的口碑、材料質(zhì)量等進行深入的調(diào)研，提高材料質(zhì)量，引進新材料，提高市政道路橋梁項目的質(zhì)量。

4.3 構(gòu)造方案

在市政公路橋梁工程中，路基路面的施工技術(shù)先進性是影響整個工程質(zhì)量的重要因素。因此，必須對路基的處置方法和填料進行驗證，深入分析沉降段的實際構(gòu)造狀況，加強前期的構(gòu)造設(shè)計，以確保其與項目的各項需求相符，要強化對工程水文地質(zhì)、項目選址的綜合考量，在考慮到各種因素的影響下，將BIM技術(shù)應(yīng)用到三維建模和精確的數(shù)值分析中，使設(shè)計的合理性最大化，從而為以后的工程和施工作好準備。同時，技術(shù)人員要對施工區(qū)域特征進行全面的研究，全面考慮施工工藝、設(shè)備應(yīng)用、布置等情況，確保施工過程中路基的耐久性、穩(wěn)定性、安全性，并設(shè)計良好的施工方案，并對路基沉降進行了嚴格的管理，從而真正地提升了市政公路橋梁的承載力。

4.4 壓實工藝

在路基填土完畢后，必須使用碾壓機對路基進行碾壓，以進一步改善路基的穩(wěn)定性，確保在運行期間可以承受各種負荷。在壓實過程中，采用機械和人工相結(jié)合的方法，可以使壓實的效率和作用得到改善。在碾壓施工期間，施工方應(yīng)注意路基與橋梁連接部位，以保證其密實度符合設(shè)計要求，并對重要部位進行夯實，例如：路堤、中錐斜坡等。施工技術(shù)人員應(yīng)注重對橋梁與路基連接處的壓實度的管理，并對碾壓機進行適當?shù)倪x用。在沉降段很難用大機械碾壓，這時可以利用小型的振動裝置來進行，細部的壓實工作完全靠人工進行，且不能有任何的遺漏，要把各個部位都完全壓實。技術(shù)人員要強化對沉降段含水量的監(jiān)控與檢驗，定期進行測量，并做出相應(yīng)的圖表，便于分析與試驗。合理地調(diào)節(jié)原材料的比例，確定干擾因素的影響，比如溫度、風速等客觀因素。

4.5 搭板施工

第一，要清楚地設(shè)定架設(shè)方式。保證在沉降段施工中的合理性，為后續(xù)的運行控制打下良好的基礎(chǔ)。第二，參考路堤頂部的標高，以確保橋墩與路堤頂部在一個水平面上。第三，確保橋墩標高與標準路段的標高一致，保證公路沉降段平穩(wěn)過渡。在實際施工中，應(yīng)使搭板與鋪面之間合理銜接，這一段的高程可以略高于設(shè)計，為以后的路基沉陷提供良好的控制條件，要注意不能破壞線路的縱向平滑，確保行車暢通和安全。

另外，應(yīng)重視橋梁與錨桿之間的銜接。在具體的工程中，應(yīng)在基坑上方適當?shù)夭贾缅^桿，確保在基坑上方有一定的距離，以確保正確的定位，防止因安裝不合理而造成的縱向交叉作用，從而對橋墩與錨桿的聯(lián)結(jié)穩(wěn)定造成不利的影響。在實際操作中，在進行工程時可以選用22號鋼筋進行適當?shù)奶幚?，并根?jù)75cm～80cm的尺度來進行鋼筋間距的調(diào)整。若搭板被垂直錨桿或牛腿破壞，操作人員應(yīng)采取同步移動、限制位置的處理方法，保證工程后續(xù)施工的安全穩(wěn)定。其次，在安裝搭板時，要在襯墊上鋪上1cm～2cm厚的墊層，這樣才能確保襯墊的質(zhì)量。再次，在安裝支座時要充分利用它的功能，以確保它可以有效地對橋梁的變形進行控制，防止對路面造成破壞。在具體施工時，一般會把倒角裝在牛腳和臺端的邊緣處，并對填充物進行了適當?shù)倪x型。為防止裂縫內(nèi)的雨水滲透，應(yīng)適當選用填充料，以改善填充層的施工品質(zhì)，使搭板之間的聯(lián)系更加緊密。目前的填充材料有玻璃纖維、瀝青等。

在具體的工程中，工作人員應(yīng)依據(jù)國家標準及規(guī)范進行合理的搭板施工，可以采用壓路機對搭板的頂端和路基進行處理，并事先按10cm的標準留出足夠的空隙，以確保工程的后續(xù)工作順利進行。對已鋪筑的砂礫路基進行鉆孔，然后進行路面施工，以滿足臺背填土應(yīng)有的強度和緊密性。

4.6 排水施工

在建設(shè)過程中，要充分考慮到路基雨量的變化，當?shù)貐^(qū)降水比較多時，應(yīng)注意排水溝槽等排水系統(tǒng)的布局，并適當增加排水設(shè)備，防止雨水過多，造成路面積水等問題，從而對路基的填筑造成一定的干擾，防止雨水對路基施工的影響。

4.7 強化養(yǎng)護施工

在市政公路橋梁建成后，還要進行長期的養(yǎng)護與運行，盡量延長項目的使用年限，降低外界因素對公路橋梁的沖擊，從而提高公路的總體穩(wěn)定性和完整性。在市政道路橋梁的運行中，由于長時間的連續(xù)運行，會對公路的路基造成一定的干擾，從而導(dǎo)致路基的承載能力下降，對路基的穩(wěn)定性造成一定的破壞。

由于道路施工中易出現(xiàn)風化、易受損、易破損等問題，施工單位應(yīng)重視對易風化、受損路段進行精細化的養(yǎng)護作業(yè)，采取植草護坡等措施進行結(jié)構(gòu)保護，并確保工程的美觀性。另外，針對已發(fā)生破損的道路，應(yīng)對其成因進行分析，確定其具體損壞狀況，并進行相應(yīng)的修復(fù)，防止問題進一步擴展，避免對市政公路橋梁的總體構(gòu)造造成不利的后果。

5 結(jié) 論

綜上所述，在市政公路橋梁工程中，沉降段是一個比較特別的區(qū)域，其施工過程受各種因素及工藝條件的限制，若不能認真執(zhí)行技術(shù)方案，很可能會產(chǎn)生各種問題，對整個工程的安全構(gòu)成了巨大的危害。因此，應(yīng)在施工中加強沉降段施工工藝控制，保證路基路面的施工質(zhì)量，加強后期的養(yǎng)護工作，保證公路橋梁工程的穩(wěn)定性與耐久性。