道路橋梁建設(shè)中沉降段路基施工技術(shù)研究

摘要 針對(duì)道路橋梁沉降段路基土質(zhì)松軟導(dǎo)致路面長時(shí)間出現(xiàn)沉降、裂縫等狀況，文章研究了道路橋梁建設(shè)中沉降段路基的施工技術(shù)，可通過以下手段進(jìn)行解決：在處理沉降段路基時(shí)，將回填土層、淤泥、黏土層進(jìn)行處理，確保處理厚度能夠穿透軟土層，以有效防止路基沉降帶來的路面不平整問題；在填筑道路橋梁沉降段路基時(shí)，采用吹砂填筑的方法，充分利用道路橋梁路基的填料資源，同時(shí)結(jié)合水上運(yùn)輸資源的便利，有效節(jié)省施工成本；對(duì)于堆載沉降段路基的預(yù)壓層處理，應(yīng)嚴(yán)格保證預(yù)壓層分層填筑與封層土填筑的一致性，以滿足路基頂面砂平整的施工質(zhì)量需求。通過實(shí)例分析，驗(yàn)證了該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的施工質(zhì)量更為出色，為解決道路橋梁沉降段路基問題提供了有效的技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞 沉降段；路基；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）17-0128-03

0 引言

橋梁是重要的文化符號(hào)，通過建設(shè)橋梁可使交通更加便捷。橋梁建設(shè)在跨度、施工難度等方面均取得了顯著成就，但在施工管理方面仍存在一定的隱患[1]，常見問題包括：施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、施工進(jìn)度延誤、成本超過預(yù)算、環(huán)保、安全管理、設(shè)計(jì)不合理等[2]。這些問題往往受材料質(zhì)量、施工工藝和人員操作水平等因素影響，導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，不僅影響橋梁的使用壽命，還阻礙來往車輛的正常通行，造成安全隱患[3]。

在道路橋梁建設(shè)中，沉降段路基是需要特別關(guān)注和處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如果填筑材料不均勻、壓實(shí)度不足，都可能導(dǎo)致路堤出現(xiàn)沉降現(xiàn)象[4]。如果處理不當(dāng)，將會(huì)引發(fā)路面沉降、不平整、裂縫等一系列問題。從路基的施工設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，均需要進(jìn)行精細(xì)化的處理。因此，該文設(shè)計(jì)了道路橋梁建設(shè)中沉降段路基路面的施工技術(shù)。

1 工程概況

該文以北京某道路橋梁工程為研究對(duì)象，該項(xiàng)目起始于K128+555.50，終止于K730+000，整條線路長度約為244.50 m。路基的土石方工程量約為2.78×102 m3，軟基處理長度為72.75 m。該道路橋梁的設(shè)計(jì)采用了雙向六車道的布局，設(shè)計(jì)車速為100 km/h，路基頂寬在30～35 m范圍內(nèi)變化。橋梁部分分為六聯(lián)，具體構(gòu)造為4×（4×30）+（3×30+25）+4×25 m，橋面寬度約為2×12.75 m，整體寬度約為30 m。橋梁右下交角為90°，上部結(jié)構(gòu)采用混凝土箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，以滿足道路橋梁施工需求。路基施工情況如圖1所示：

圖1 路基施工情況示意圖

如圖1所示，虛線位置為吹砂層。軟基的起始里程為K263+600，終止里程為K580+460。該段路基位于魚塘中，厚度為2～40 m之間不等。軟基作為路面沉降段，其土質(zhì)松軟且含水量較高，容易產(chǎn)生沉降問題。該次工程對(duì)此道路橋梁的軟基段進(jìn)行了路基路面的施工，并對(duì)軟基進(jìn)行了充分處理。具體做法是將軟黏土替換為較大的片石，這些片石占據(jù)了原本軟土的位置，并承載了道路橋梁的樁基，確保了路基路面的施工穩(wěn)定性。

2 道路橋梁建設(shè)中沉降段路基施工技術(shù)

2.1 沉降段路基施工關(guān)鍵技術(shù)

在道路橋梁建設(shè)中，沉降段路基施工是確保工程質(zhì)量和安全的重要環(huán)節(jié)。在施工前，應(yīng)對(duì)沉降段路基的地質(zhì)條件進(jìn)行詳盡的勘察與評(píng)估，深入了解地質(zhì)構(gòu)造、土層分布及地下水狀況，為施工設(shè)計(jì)和技術(shù)選擇提供堅(jiān)實(shí)依據(jù)。根據(jù)勘察結(jié)果和工程需求，設(shè)計(jì)合理的路基結(jié)構(gòu)，包括斷面形式、材料選擇及層次劃分，確保路基的穩(wěn)定性和承載能力達(dá)標(biāo)。選用適當(dāng)?shù)穆坊牧?，如砂土、碎石、混凝土等，并進(jìn)行科學(xué)的配比設(shè)計(jì)，以滿足力學(xué)性能和耐久性要求。同時(shí)，排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工同樣關(guān)鍵，包括邊溝、排水溝、滲溝等的設(shè)置，確保路基內(nèi)部水分及時(shí)排出，防止水分積聚而造成損害。在施工過程中，應(yīng)對(duì)路基施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，監(jiān)測(cè)和控制填筑材料的壓實(shí)度、平整度、含水量等參數(shù)，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

2.2 沉降段路基的處理

沉降段路基的處理方案包括基底開挖、拋石擠淤法、反壓護(hù)道法等，能夠針對(duì)性地處理沉降段的土質(zhì)問題，從而有效防止路基路面的持續(xù)沉降。在處理道路橋梁沉降段時(shí)，應(yīng)特別關(guān)注回填土層、淤泥、黏土層的處理，確保處理厚度能夠穿透整個(gè)軟土層，進(jìn)而保障路基路面的平整性[5]。該次工程中，特別采取排入大石塊的方法處理沉降段路基，這些大石塊能夠擠出多余的淤泥和軟土，并占據(jù)軟土本來的位置，從而穩(wěn)固路基結(jié)構(gòu)。將塊石作為路基的底層，使其能夠承載道路橋梁行車時(shí)的重量，進(jìn)一步減小路基路面的沉降風(fēng)險(xiǎn)。在施工過程中，應(yīng)對(duì)沉降段路基進(jìn)行放水、清淤、翻曬等操作，并按照路基路面的施工設(shè)計(jì)要求，布置排水孔位置、插入排水板，以確保路基的排水效果達(dá)到最佳狀態(tài)。排水板材質(zhì)要求指標(biāo)如表1所示：

如表1所示，在施工過程中，應(yīng)使用插板機(jī)對(duì)準(zhǔn)排水孔進(jìn)行下沉施工，且排水板應(yīng)與錨靴緊密連接，并插入設(shè)計(jì)所規(guī)定的深度。隨后，錨靴與排水板留在土中，而套管則被拔出，從而完成排水板施工。值得注意的是，排水板應(yīng)與地面之間保持一定距離，大約在150～300 mm之間，并將其凹成碗狀，從而確保排水板的施工效果達(dá)到最佳。在砂墊層鋪設(shè)排水板后，應(yīng)沿著路基橫斷面，每隔1 000 mm再鋪設(shè)一個(gè)排水板，以防止填筑過程中出現(xiàn)的不均勻問題，從而確保路基的穩(wěn)定性和排水效果。

2.3 填筑道路橋梁沉降段路基

該次工程采用吹砂填筑路基的方法，旨在充分利用道路橋梁路基的填料與水上運(yùn)輸資源，從而有效節(jié)省施工成本。吹砂填筑路基是一種在道路橋梁建設(shè)中處理沉降段路基的施工技術(shù)，其基本原理是通過高壓水頭壓力作用，使吹填的每一層路基均達(dá)到密實(shí)效果。根據(jù)道路橋梁沉降段路基的實(shí)際情況，從附近的河流抽取砂料，砂材料的顆粒粒徑應(yīng)在75 μm左右，含泥量≤15%，經(jīng)過檢驗(yàn)合格才能投入使用。在路基沉降段，采用圍堰作為擋水堤，確保施工區(qū)域的安全。場地內(nèi)的地表被徹底排除后，清除場地內(nèi)的雜草，并進(jìn)行翻曬處理。吹填砂應(yīng)從中心位置開始，并逐步向周圍擴(kuò)展。當(dāng)吹填厚度達(dá)到500 mm后，進(jìn)行遷移砂口，保證吹填厚度的均勻性。在吹填過程中，應(yīng)將施工污水引入沉淀池，并排放到臨時(shí)排水溝，經(jīng)過污水處理后方可排入河流，避免路基路面施工對(duì)周圍河流的污染。在沉降路段路基填筑過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制填筑壓實(shí)度，確保路面施工質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)。路基壓實(shí)度指標(biāo)如表2所示：

如表2所示，在整個(gè)填筑過程中實(shí)施了全周期管理，從材料選擇、填料厚度控制、整平作業(yè)到碾壓次數(shù)等各個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格進(jìn)行把控。在填充過程中，填料的含泥量始終保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，未出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制砂松的填筑厚度，確保其在400～450 mm的范圍內(nèi)。為確保填筑區(qū)域的平整度，采用平地機(jī)進(jìn)行整平作業(yè)。整平工作從兩側(cè)開始，逐步向中心推進(jìn)，刮平表面，有效避免了路基的坍塌問題。在靜壓2次后，檢測(cè)壓實(shí)厚度在305～337 mm之間，壓實(shí)度在90%～93%之間。這一數(shù)據(jù)顯示，壓實(shí)度并不滿足設(shè)計(jì)需求，因此增加碾壓次數(shù)，進(jìn)行了3次、4次乃至5次的重復(fù)碾壓。經(jīng)過5次碾壓后，壓實(shí)厚度穩(wěn)定在302～331 mm之間，壓實(shí)度在98%～100%的范圍。此時(shí)，無論是壓實(shí)厚度還是壓實(shí)度，均完全符合設(shè)計(jì)需求，從而順利完成了沉降段路基的填筑施工。

2.4 堆載沉降段路基預(yù)壓層

堆載預(yù)壓層是路基填筑完成的關(guān)鍵整理步驟，對(duì)于確保路基頂面的施工質(zhì)量至關(guān)重要。在堆載預(yù)壓層的施工過程中，應(yīng)確保預(yù)壓層分層填筑與封層土填筑的一致性，從而滿足路基頂面砂平整的施工質(zhì)量要求。在施工前，應(yīng)對(duì)場地進(jìn)行徹底清理，確保場地內(nèi)無雜物與障礙物，并保持基底平整。采用分層填筑的方式，逐步完成預(yù)壓層的堆載施工。預(yù)壓填土放置在路基填土的上方，旨在進(jìn)一步增強(qiáng)路面的強(qiáng)度，并有效減少沉降段的路基沉降量。預(yù)壓層施工情況如圖2所示：

如圖2所示，在預(yù)壓過程中設(shè)置了沉降觀測(cè)點(diǎn)，以定期觀測(cè)沉降段的沉降量。預(yù)壓時(shí)間的長短主要取決于現(xiàn)場的具體環(huán)境條件，當(dāng)沉降量達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)，應(yīng)逐步卸載壓力。在該次工程的設(shè)計(jì)階段，將堆載高度設(shè)計(jì)為一個(gè)定值，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況計(jì)算實(shí)際的堆載高度。公式如下：

H=Vt Vs ×Hs （1）

式（1）中，H——堆載高度（m）；Vt——堆載超載土方容量（m3）；Vs——石粉容重（kg/m3）；Hs——設(shè)計(jì)的堆載高度（m）。

超載高度計(jì)算公式：

C=Vt Vs ×Hc （2）

式（2）中，C——超載高度（m）；Hc——設(shè)計(jì)的最大超載高度（m）。

預(yù)壓層堆載高度表示：

hs=H+C （3）

式（3）中，hs——預(yù)壓層堆載高度（m）；H——堆載最高的高度（m）。實(shí)時(shí)調(diào)整堆載高度，確保預(yù)壓層的堆載質(zhì)量。

3 實(shí)例結(jié)果與分析

為驗(yàn)證該文設(shè)計(jì)的技術(shù)能否滿足道路橋梁建設(shè)中沉降段路基路面的施工質(zhì)量需求，以北京市某道路橋梁為例進(jìn)行詳細(xì)分析。

在該工程實(shí)際建設(shè)背景下，特別選取了K263+600～

K580+460路段中的10個(gè)路堤段進(jìn)行深入研究。為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，在這些路堤段上布置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)路基路面施工后的橫向、縱向以及不均勻沉降量。在確保其他條件均已知且穩(wěn)定的情況下，應(yīng)用道路橋梁建設(shè)中沉降段路基路面的施工技術(shù)進(jìn)行了施工，應(yīng)用結(jié)果如表3所示：

如表3所示，對(duì)于路堤K263+600～K580+460的斷面測(cè)點(diǎn)，其橫向沉降量在1～4.5 mm范圍內(nèi)波動(dòng)；縱向沉降量在1.3～4.9 mm范圍內(nèi)變化；不均勻沉降量在0.1～2.5 mm范圍內(nèi)變化。其中，橫向沉降量主要反映道路橋梁在寬度方向上的沉降變化，與道路寬度和平整度相關(guān)，可以作為判斷路基平整度施工質(zhì)量的重要依據(jù)。縱向沉降量主要體現(xiàn)道路橋梁在長度方向上的沉降變化，與道路的伸展方向有關(guān)，可以作為評(píng)估路基行車質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。不均勻沉降量則凸顯不同位置的沉降差異，對(duì)于判斷路基施工的行車安全與穩(wěn)定質(zhì)量至關(guān)重要。在保持其他條件一致的前提下，使用道路橋梁建設(shè)中沉降段路基路面的施工技術(shù)后，觀察到橫向沉降量、縱向沉降量以及不均勻沉降量的實(shí)際值均低于其各自的最大值，有效避免了路面平整度不佳、路面裂縫以及錯(cuò)臺(tái)等問題的出現(xiàn)，從而確保了路基路面的施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

近年來，道路橋梁建設(shè)取得了一定成就，眾多世界級(jí)橋梁的建設(shè)在跨度、施工難度上不斷刷新紀(jì)錄。然而，隨著交通量的持續(xù)增長，道路橋梁所面臨的挑戰(zhàn)也在逐漸增加。當(dāng)前，一些現(xiàn)有橋梁存在施工技術(shù)不成熟、路面裂縫、路基不平整等問題，對(duì)行車安全和道路使用壽命構(gòu)成了潛在威脅。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)了道路橋梁建設(shè)中沉降段路基路面的施工技術(shù)。該技術(shù)從路基處理、路基填筑到預(yù)壓層堆載等多個(gè)環(huán)節(jié)入手，不斷完善施工流程，確保橋梁路基的穩(wěn)定性。通過施工材料的選擇、施工工藝的優(yōu)化以及施工設(shè)計(jì)的精細(xì)化等方面入手，嚴(yán)格管理橋梁路基的施工質(zhì)量，為道路橋梁的安全施工提供保障。

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