淺談公路與橋梁過(guò)渡段施工技術(shù)

呂祥

摘 要：在公路與橋梁過(guò)渡段施工中，部分工程仍存在橋頭跳車等問(wèn)題。因此，必須處理好過(guò)渡段施工問(wèn)題，充分重視過(guò)渡段施工控制，避免施工不當(dāng)導(dǎo)致公路與橋梁的不均勻沉降，進(jìn)而增加行車風(fēng)險(xiǎn)。基于此，從公路與橋梁過(guò)渡段施工常見(jiàn)問(wèn)題出發(fā)，分析了問(wèn)題產(chǎn)生原因，并進(jìn)而探討過(guò)渡段施工設(shè)計(jì)與技術(shù)措施，為實(shí)踐提供借鑒。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；過(guò)渡段施工；存在問(wèn)題；技術(shù)措施

中圖分類號(hào)：X733? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2024）02-0052-03

0引言

近年來(lái)，公路、橋梁建設(shè)技術(shù)愈發(fā)成熟，但也存在一些施工難點(diǎn)，比較突出的就是公路與橋梁的過(guò)渡段施工。過(guò)渡段施工不到位，容易引發(fā)橋頭跳車等危害，進(jìn)而影響到行車舒適性和安全性。此外，橋臺(tái)路基產(chǎn)生較大沉陷差，還會(huì)縮短過(guò)渡段路基路面壽命，進(jìn)而增加維護(hù)成本，產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)損失和交通中斷引發(fā)損失。因此，優(yōu)化過(guò)渡段施工刻不容緩。

1 公路與橋梁過(guò)渡段施工常見(jiàn)問(wèn)題

1.1 橋頭跳車

出現(xiàn)橋頭跳車的主要原因是橋梁兩端在施工中使用了不同的施工工藝，導(dǎo)致二者產(chǎn)生沉降差異。由于橋梁施工工藝為剛性工藝，橋梁也具有一定的空間跨度，在空中缺乏受力點(diǎn)，導(dǎo)致壓力無(wú)法被分擔(dān)，因此橋梁自身需要滿足更高的堅(jiān)固性要求，才能避免建設(shè)完成后橋梁沉降。

但公路施工與其存在差異，公路施工主要在地面進(jìn)行，施工地段地基土質(zhì)會(huì)在很大程度影響沉降率，引發(fā)不同程度的沉降[1]。這就導(dǎo)致公路與橋面就形成了臺(tái)階形式的結(jié)構(gòu)，從而引發(fā)橋頭跳車。

1.2 軟土地基

公路、橋梁工程施工前，需使用專業(yè)的勘察技術(shù)對(duì)所在地段土質(zhì)進(jìn)行勘察，并對(duì)土質(zhì)詳細(xì)分析。若存在操作不當(dāng)、鉆頭勘探深度不足等情況，導(dǎo)致深層的軟土地基未被發(fā)現(xiàn)，無(wú)法及時(shí)采取措施解決，也會(huì)加大公路沉降概率。

1.3 路面不平整

路面平整度影響著行車舒適性和安全性，路面不平整就可能危害行車，后期也會(huì)加大維修養(yǎng)護(hù)工作量，對(duì)路面使用造成影響，導(dǎo)致維護(hù)成本提高。

1.4 橋臺(tái)臺(tái)背

公路與橋梁過(guò)渡段施工中，一項(xiàng)重要項(xiàng)目需要修建橋臺(tái)路堤。填土施工環(huán)節(jié)也比較復(fù)雜，受一些因素的影響，可能導(dǎo)致填土不實(shí)，或在填土后未按照標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)，容易引發(fā)過(guò)渡段不均勻沉降、降低路面平整度。

2 公路與橋梁過(guò)渡段施工質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生原因

2.1 未充分處理橋頭軟土地基

調(diào)查顯示，引發(fā)地基沉降、橋頭跳車主要有兩方面原因。一是設(shè)計(jì)的施工圖存在問(wèn)題，未全面研究地基探測(cè)和物理力學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致采取的橋頭路基處置方式不妥當(dāng)?；蛘卟捎玫能浲恋鼗卫碛?jì)算方法不當(dāng)，計(jì)算結(jié)果與地基實(shí)際存在偏差，進(jìn)而影響到軟基處理效果，無(wú)法達(dá)到公路軟基處理的技術(shù)要求。二是在開(kāi)展橋臺(tái)臺(tái)背路堤施工中，沒(méi)有充分壓實(shí)填土，進(jìn)而在雨水侵蝕下導(dǎo)致填土流失，路堤強(qiáng)度不足，從而引發(fā)沉降現(xiàn)象。

2.2 橋臺(tái)臺(tái)背路基壓實(shí)不足

對(duì)公路與橋梁工程中橋梁、通道和明涵等部位，要重視臺(tái)背填土施工。壓實(shí)臺(tái)背填土效果會(huì)受到如施工材料、設(shè)備、施工工序和作業(yè)面等因素影響。

在公路運(yùn)行使用中，路基長(zhǎng)期在車輛荷載、自然因素作用下，其土基塑性變形持續(xù)積累，會(huì)造成路橋間形成不同沉降度，導(dǎo)致公路路面不平整。

2.3 橋頭路堤邊坡防護(hù)不當(dāng)

臺(tái)背路堤填土施工中主要使用砂類、滲水性土等填料，對(duì)防排水設(shè)施并不注意，導(dǎo)致橋臺(tái)所處路段長(zhǎng)期處于浸水狀態(tài)，對(duì)此可設(shè)置漿砌片護(hù)坡。其他橋臺(tái)路段邊坡防護(hù)時(shí)，在錐坡范圍設(shè)置該類護(hù)坡即可。

臺(tái)背設(shè)置護(hù)坡中草皮、網(wǎng)格草護(hù)坡較多，考察實(shí)際工程發(fā)現(xiàn)，橋頭路堤中，錐坡是沉降最為嚴(yán)重的部位。原因是路堤被雨水沖刷，其網(wǎng)格草防護(hù)被侵蝕，導(dǎo)致防護(hù)措施沒(méi)能起到防護(hù)路基的作用。橋頭路堤邊坡防護(hù)、臺(tái)背防排水設(shè)施不合理，會(huì)加重臺(tái)背填土流失、降低路基強(qiáng)度，在行車荷載長(zhǎng)期作用下，過(guò)渡段填土容易塑性變形，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)問(wèn)題，引發(fā)不均勻沉降、橋頭跳車等現(xiàn)象。

2.4 橋頭引道過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)

在橋頭引道路基施工中，為了對(duì)抗橋頭跳車現(xiàn)象，有必要保證路面平順度，減少路橋間剛度和沉降差異，提高路基的整體強(qiáng)度。公路施工中，搭板結(jié)構(gòu)在橋頭過(guò)渡段比較常見(jiàn)，一些工程中設(shè)置好搭板后，仍存在橋頭跳車問(wèn)題，原因就是施工中橋頭路堤為高填方處，路橋間存在交叉沉降量，搭板缺乏實(shí)現(xiàn)順利銜接的足夠長(zhǎng)度，導(dǎo)致行車不穩(wěn)、出現(xiàn)橋頭跳車問(wèn)題。如果搭板缺乏足夠強(qiáng)度，容易出現(xiàn)斷板問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致橋頭線形突變加大行車風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2.5 伸縮縫施工不合理

施工中瀝青攤鋪過(guò)程中，沒(méi)有控制好伸縮縫回填土密實(shí)度，或者過(guò)渡段與伸縮縫間標(biāo)高不一致，在懸導(dǎo)梁、攤鋪機(jī)作業(yè)中出現(xiàn)跳動(dòng)情況，攤鋪厚度異常變化，容易引發(fā)沉陷問(wèn)題。

3 公路與橋梁過(guò)渡段施工基本流程

路堤與橫向結(jié)構(gòu)物連接處需設(shè)置過(guò)渡段，填筑級(jí)配碎石，在涵洞頂部與軌底距離不超過(guò)1.5 m的情況下，涵頂填筑級(jí)配碎石。用于填充水平建筑物及其兩側(cè)基床表層的級(jí)配碎石，應(yīng)適當(dāng)添加一定量的水泥。過(guò)渡段基坑可采用混凝土回填或碎石分層回填，壓實(shí)時(shí)可選用小型平板振動(dòng)器?；犹钇胶?，用振動(dòng)壓路機(jī)再次壓實(shí)。

過(guò)渡段路基基床表層與橋臺(tái)相連接20 m范圍內(nèi)的基床表層，其填筑級(jí)配碎石中需加入一定量水泥。表層以下，其過(guò)渡段范圍選擇填筑添加水泥的級(jí)配碎石。過(guò)渡段路基與連接路堤按照一個(gè)整體施工，過(guò)渡段與連接路堤的碾壓面填筑高度也大致相同，具體處理措施應(yīng)從工程實(shí)際出發(fā)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定最佳方案。

公路與橋梁過(guò)渡段施工中，為保障施工質(zhì)量，應(yīng)遵循試驗(yàn)先行、樣板引路的理念開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化施工。

3.1 選擇試驗(yàn)段部位

橋臺(tái)的選擇應(yīng)盡量滿足施工早、地形好、基坑回填少的條件，以便盡快回填基坑，減少平整場(chǎng)地的工作量，方便開(kāi)展公路與橋梁過(guò)渡段施工。

選擇的橋臺(tái)應(yīng)盡可能具有良好的外觀質(zhì)量，并相對(duì)靠近等級(jí)配料站，以便于初步驗(yàn)收工作，并能將級(jí)配配料快速運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，確保試驗(yàn)段的施工進(jìn)度和質(zhì)量。

3.2 確定材料和配比

根據(jù)公路與橋梁工程設(shè)計(jì)要求和路段特點(diǎn)，選擇合適的施工材料，控制好級(jí)配碎石的級(jí)配參數(shù)，并經(jīng)試驗(yàn)確定最佳配比。

3.3 各項(xiàng)參數(shù)及檢查指標(biāo)要求

對(duì)過(guò)渡段施工質(zhì)量的檢查，應(yīng)有明確的指標(biāo)?；自孛嬲侥雺汉髩簩?shí)度指標(biāo)主要是地基系數(shù)和二次變形模量這兩項(xiàng)。檢測(cè)橋臺(tái)基坑回填級(jí)配碎石頂面壓實(shí)質(zhì)量，則包含地基系數(shù)、動(dòng)態(tài)變形模量、二次變形模量和孔隙率4項(xiàng)指標(biāo)。

3.4 施工準(zhǔn)備

3.4.1 技術(shù)準(zhǔn)備

施工前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，將實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)與圖紙進(jìn)行比較，掌握與其他結(jié)構(gòu)的關(guān)系。編制技術(shù)方案，進(jìn)行施工前技術(shù)交底，確保施工人員對(duì)關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝等內(nèi)容有清醒的認(rèn)識(shí)。

3.4.2 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

一是測(cè)量放線。測(cè)量隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量已平整壓實(shí)的地面，計(jì)算處理過(guò)渡段填土邊線、周邊土寬度、錐坡邊線，便于施工時(shí)控制位置和高程。白灰用于標(biāo)記。

二是實(shí)驗(yàn)測(cè)試。過(guò)渡段施工前，測(cè)試人員需要檢查已被回填級(jí)配碎石層整平和壓實(shí)的地面，相關(guān)指標(biāo)達(dá)標(biāo)才可填筑過(guò)渡段。

三是施工設(shè)備和施工人員要配置妥當(dāng)。試驗(yàn)段施工設(shè)備主要涉及級(jí)配料拌和站、壓路機(jī)、平地機(jī)、沖擊夯等。人員配置包括施工負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員、實(shí)驗(yàn)人員、測(cè)量人員、機(jī)械操作人員、施工現(xiàn)場(chǎng)安全員等，他們分別負(fù)責(zé)全面施工組織、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和收集數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)等工作，要注意明確其職責(zé)。

3.5 施工過(guò)程控制

3.5.1 攤鋪整平

根據(jù)攤鋪面積計(jì)算填料量，包括過(guò)渡料、邊緣土和錐坡填料的量，并使用白石灰對(duì)填料進(jìn)行劃分。過(guò)渡材料和橋臺(tái)錐坡填料在拌合廠拌合，用自卸汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。卸載作業(yè)從橋臺(tái)的錐坡開(kāi)始，一直到過(guò)渡段。卸載完成后，用平地機(jī)整平并對(duì)周圍土壤進(jìn)行卸載和整平。

3.5.2 碾壓

同步開(kāi)展多部位碾壓操作，包括路基兩側(cè)包邊土、橋臺(tái)錐坡、過(guò)渡段，大面積區(qū)域可使用壓路機(jī)，邊角處則適應(yīng)小型夯機(jī)。靜壓一次、弱振兩次后再進(jìn)行一次靜壓。

3.5.3 設(shè)置臺(tái)階

路橋過(guò)渡段與相鄰路段之間應(yīng)設(shè)置臺(tái)階，縱向坡度為1：5，并控制好臺(tái)階的高度和長(zhǎng)度。周圍的土壤也需要使用1：1的橫坡連接到過(guò)渡材料。

3.5.4 養(yǎng)護(hù)

控制好過(guò)渡料填筑時(shí)間，從拌和到填筑不可超過(guò)2 h，臺(tái)階施工完成后，養(yǎng)護(hù)要及時(shí)，主要采取覆蓋、灑水措施。

3.6 過(guò)渡段實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集分析

開(kāi)展過(guò)渡段作業(yè)前，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，回填級(jí)配碎石壓實(shí)指標(biāo)，集中于原地面和橋臺(tái)基坑部位，達(dá)到設(shè)計(jì)要求才可開(kāi)展施工。確定松浦系數(shù)、檢測(cè)過(guò)渡料壓實(shí)指標(biāo)，確定碾壓設(shè)備和碾壓次數(shù)、松浦厚度等關(guān)鍵施工參數(shù)后，再開(kāi)展正式施工。

4 公路與橋梁過(guò)渡段施工技術(shù)要點(diǎn)與關(guān)鍵措施

4.1 編制合理的路橋過(guò)渡段施工方案

在施工前，必須嚴(yán)格開(kāi)展施工組織設(shè)計(jì)和施工方案設(shè)計(jì)，確保施工開(kāi)始可控制好工程質(zhì)量與施工進(jìn)度。在設(shè)計(jì)施工組織計(jì)劃和施工方案時(shí)，可利用各種工程方案編制方法和設(shè)計(jì)程序。在設(shè)計(jì)方案時(shí)，注重研究工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，最大程度優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

規(guī)范開(kāi)展工程準(zhǔn)備、檢查工作，使用質(zhì)量滿足要求的材料和設(shè)備。在制定施工組織計(jì)劃時(shí)，要考慮到建設(shè)過(guò)程中路橋不均勻沉降問(wèn)題，要求施工隊(duì)伍使用泥土填平沉降處并碾壓處理。對(duì)沉降部門填平操作還可使用分層填筑方式。此時(shí)需控制好泥土厚度，并標(biāo)記好每層的臺(tái)背，以便于完工后檢查。橋臺(tái)連接路堤處發(fā)生沉降，要同時(shí)開(kāi)展錐坡、路堤預(yù)壓填土施工，可使用小型設(shè)備碾壓以方便處理。

4.2 路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.2.1 過(guò)渡段變形控制

路橋過(guò)渡段路基路面施工中存在過(guò)渡段變形情況，為解決該問(wèn)題，需控制好過(guò)渡段內(nèi)路基工后沉降，轉(zhuǎn)變路橋交界處沉降方式，從錯(cuò)落式沉降轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)斜坡式，通過(guò)對(duì)此二者控制，實(shí)現(xiàn)變形控制。

4.2.2 合理設(shè)置緩和過(guò)渡段

一般橋臺(tái)混凝土結(jié)構(gòu)可過(guò)渡到柔性填土路基結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，前者剛度較大，因此過(guò)渡存在強(qiáng)度差異。在對(duì)軟基進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段來(lái)過(guò)渡不同強(qiáng)度段，地面上路堤也需設(shè)置。

4.3 選擇路堤填料

填筑臺(tái)背路堤時(shí)，需根據(jù)其實(shí)際情況選擇填料?？蓪?duì)比不同泥土來(lái)選擇，在相同碾壓力下，泥土性質(zhì)不同，被壓到相同厚度時(shí)松浦厚度與壓實(shí)系數(shù)間性能指標(biāo)最好的土壤適合填充使用。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲取土壤參數(shù)，關(guān)鍵指標(biāo)是塑限和液限，然后開(kāi)展擊實(shí)試驗(yàn)、篩分試驗(yàn)。填筑施工中，應(yīng)合理利用當(dāng)?shù)刭Y源，有助于加快進(jìn)度、降低成本。

4.4 合理設(shè)置搭板

在路橋過(guò)渡段施工中，可采用設(shè)置橋頭搭板的措施，一般使用的搭板長(zhǎng)度要求控制到位。要確保使坡度達(dá)到3％～6％，且可以承受設(shè)計(jì)要求最大荷載，從而達(dá)到將沉降差差消除的目的，實(shí)現(xiàn)舒適行車。實(shí)際在過(guò)渡段施工中，通常搭板長(zhǎng)度不超過(guò)10 m[3]。調(diào)查顯示，搭設(shè)橋頭搭板可以避免過(guò)渡較小的沉降差，過(guò)渡段跳車現(xiàn)象不明顯，但會(huì)引發(fā)局部位置如路基與搭板間、枕梁處存在沉降差的問(wèn)題，引發(fā)二次跳車。

4.5 土工格網(wǎng)加筋

解決橋頭跳車可以采用土工加筋的方法，其效果較好。按照1：1的坡率，從下到上增加土工網(wǎng)鋪設(shè)長(zhǎng)度，最上面一層長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)9 m，鋪面層間保持約50 cm的間距，在橋臺(tái)背處張拉錨固土工網(wǎng)格，有效填土壓實(shí)，主要使用砂石土、碎石土來(lái)填充，并保障土工格網(wǎng)具備足夠的抗拉剛度。

土工格網(wǎng)在實(shí)際過(guò)渡段施工中作為一種平面結(jié)構(gòu)，對(duì)填料有較高要求，但在提高路基剛度方面效果并不明顯。該方法只可控制橋頭短距離內(nèi)路堤填土沉降，對(duì)其余部位只會(huì)降低路基壓縮變形的作用，在地基沉降控制方面效果有限。因此，實(shí)際施工中，多將其與搭板設(shè)置結(jié)合使用，用于解決地基較好路段的橋頭跳車問(wèn)題。

4.6 軟弱地基處理

橋頭存在軟弱地基是造成沉降差的一大原因，處理軟基的主要方法就是排水固結(jié)法和復(fù)合地基法。排水固結(jié)法包括超載預(yù)壓和真空堆載預(yù)壓等方式，其成本相對(duì)較低，但所需的預(yù)壓周期較長(zhǎng)，容易產(chǎn)生顯著的工后沉降。攪拌樁復(fù)合地基法采用水泥攪拌樁等技術(shù)，可有效降低地基沉降，快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，但其成本較高，且無(wú)法完全保障施工質(zhì)量。在實(shí)際施工中需合理選擇，處理軟弱地基時(shí)要保障工期足夠，確保其固結(jié)沉降時(shí)間充足，否則其中的孔隙水壓力無(wú)法消散或者完全固結(jié)，會(huì)引發(fā)工后固結(jié)變形現(xiàn)象等。

5 結(jié)束語(yǔ)

公路與橋梁過(guò)渡段施工作為工程建設(shè)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求，妥善處理過(guò)渡段地基，做好結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)各施工環(huán)節(jié)的控制，減少過(guò)渡段不均勻沉降、確保其施工質(zhì)量，保障使用效果。

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