周 森
(江蘇省鹽城市大豐市公路管理站)
于一些溝壑地段較常發生橋梁結構地基變形現象,分析其發生原因,在于溝壑地段的地基多存在較多空隙,土壤層強度偏低,含水量高加之壓縮性過大,道路橋梁建成之后,眨一定的外力或內因影響下,便極易出現填筑路基大幅度變形的情形。就一般情況而言,道路橋梁基底在修筑時,較之于與一般路段會普遍高于5~10 cm,這高出的部分路基會形成一定的附加應力,由此造成臺北地基沉降。但是如果整個路段填土量一致,路面同樣會因為增加填土高度引發地基沉降變形問題。
道路橋梁項目施工過程中多采用普通黏性土作用回填臺背的主要材質,但是于項目的實際施工過程中,施工現場水文條件和地理環境均會影響壓實臺背土方施工的施工效果和質量,總體而言,該項施工對于施工技術和施工環境要求較高,難度較大。如此種情況下土體壓實度及密實度都未達到既定標準,則可能導致土方含水量難以達到最佳狀態而為路堤變形埋下隱患。一旦無法承受車輛垂直荷載和路堤自重則會直接提升路基的密實性,在一定時期之內,依然會引發路堤填土現象。土體本身具有一定的彈塑性,且臺背填土的柔性較佳,較之于土體和應用混凝土澆筑而成的橋臺而言,兩者之間在組織構造的剛性性能比較,均存在較大區別。加之車輛荷載所產生重壓的作用,橋臺則很容因因為兩種材質剛性性能不一而造成累積變形。
橋梁路基部分土體距離橋臺比較接近,但是橋梁上方橋頭搭板會產生一定的彈性支撐,由此也會導致搶糧路基土體及橋臺承受的應力大小不一致,兩者受力不均的情形。分析路段縱向層面受力情況,其一汽車荷載一直處于不斷運動的狀態,這之中汽車荷載所作用的路基位置便為產生第一個峰值。而由于汽車一直處于不斷位移的過程中,其一旦運行到橋梁搭板末端位置時,該橋梁路基位置所承受的縱向應力就會達至峰值,而這便也是汽車運動過程中因兩個路基應用產生兩個峰值的原因。因為縱向應力的增大,自然而然塑性變形程度也會隨之上升至最大值,由此便會導致搭板末端形成過量沉降現象。一般情況下,路基的沉降量受多方因素影響,施工人員于施工階段難以予以精準計算,一旦出現路基沉降變形幅度過大的情形,橋梁板后路基和搭板之間所形成的縱向坡度差便會擴大。
(1)固定錨栓
在道路橋梁穩步施工的過程中,為了保障施工正常進行,一般均會在在橋臺上設置一個搭板。一般情況下,施工人員安裝搭板之時需要考量搭板的水平方向和垂直度是否符合工程規定標準,并對此進行嚴格的控制管理以保證其滿足工程施工要求。因而在對搭板予以安裝固定時應當嚴格審核鋼結構材料的質量是否符合要求,以保障整個橋梁搭板結構的穩定性,防止搭板在施工和使用過程中因為搬運或施工而出現損毀,避免對整個道路橋梁施工質量產生不利影響。
(2)采取支座
施工人員為了滿足道路橋梁的施工要求,提升搭板結構的穩定性,于道路橋梁工施工過程中施工人員還需根據施工進度和施工現場情況在搭板結構下端設置一個支座結構,以此來支撐橋梁搭板,穩定搭板結構。
(3)設置倒角
搭板與道路橋梁路基結構之間存在相互影響的關系。在施工過程中,如果道路橋梁上所設置的搭板因受到外力影響而頻發振動,則路基路面結構的穩定性和可靠性可能會受此波及,導致沉降。故而,施工人員通常情況下會于搭板的邊緣處設置倒角,以提升搭板的穩定性,保障其質量安全,
(4)選擇填縫材料
施工質量不僅受到主管因素的干擾,同樣也會受到多種客觀環境的影響,施工場地的自然環境便是諸多因素之一。例:當對搭板予以安裝設置的過程中遭遇陰雨天氣,搭板則極有可能會因為天氣因素而出現嚴重的質量問題,因此于通常情況下,為了固定搭板,保持其穩定和平衡,多會應用相應的填縫材料對其進行施工處理。
道路橋梁施工方法及施工工藝的應用均會受到其路基結構差異性的限制。于實際建設施工過程中,路基結構均會因為工程情況的差異而存在一定區別,自然在施工過程中其運用的施工方法也會有所不同。因此技術人員在對道路橋梁路基施工予以處理之前,就應當對于道路橋梁施工時所涉及的各方因素進行綜合考量,從而選擇最為經濟和最為實用的施工方法,提升整個道路橋梁工程施工的質量。隨著當前科學技術的不斷更新換代,施工工藝也隨之而相應得到了一定的改善,將其應用于路基處理可促使施工質量得以進一步提升。
道路路基施工質量受多方因素影響。如若路基為厚度較大的軟土路基,于路基處理過程中則需要應用填充材料進行填充處理,在填充過程中如果處理技術不到位,則會很容易發生軟土路基整體結構側向擠動的情形,由此造成基樁的承載力加大。一旦軟土結構作用于基樁的作用力超過了其承受界限,將會導致路基結構水平位移,引起使得橋臺異常的轉動,對支座以及伸縮縫造成嚴重的破壞,程度嚴重著可能會造成道路橋梁表面出現斷裂情形。故而,為了有效避免或解決該類問題,在選擇路基填充料的過程中,應當及時改善填充的材料的質量或者是選用有效的處理方法提升路基的剛度性能,抑或是通過采取增加基樁的承載能力的方法來防止路基發生側向移動。
如若建設地基時遭遇到溝壑地段,應當充分發揮溝壑土質孔隙大、水分較高特性的優勢,進行后續粘土層換土施工處理工作。粘土層土質多強度較大,故而換土的厚度值應當以軟層厚度的真實數值為計量標準。例:施工中較為常見的黏土層在挖掘之后應當予以翻曬處理。如果填土的高度預計小于4 m,則換土最佳深度應當為0.6 m,如果填土的高度預計大于4 m,則換土最佳深度應當等于或高于1 m。采掘翻曬程度以滿足有關道路橋梁的作業標準為基準,而后依據粘土層含水量的多少于回填土面預留0.6 m,應用石灰土來進行回填密實的操作。由此便實現道路橋梁路基之下石灰土層由高逐漸變低的強度轉變,這種土層可以有效預防路基路面的沉降現象。
根據上文分析可知,路堤之所以出現沉降現象,原因不外乎路基出現沉降、路基結構整體變形及路面壓縮等因素的影響和作用。通常情況而言,上述三種因素中路面壓縮對于路堤沉降的影響較弱。
根據沉降時間的長短可將沉降分為瞬時沉降、同結沉降以及次同結沉降。而之所以造成路面跳車的主要路面因素為同結沉降和次同結沉降。路堤沉降程度很大程度上與構件材料的質量和類型存在一定聯系,在進行臺后的填筑時,為了降低路基原有沉降作用和路堤下部土體的變形程度,常規多應用一些輕型的建設材料。輕型材料應用于臺后填筑可通過加強壓縮模量而有效避免建材于動態負載頻繁作用下發生累積變形。因此,在為填筑后臺選用填充材料時,應當細致了解材料的結構性能和使用質量。
于填筑臺背時,還應當注意特殊位置填筑時材料的選用。在臺背5~10 m 的位置就應當選用性能優良的工程專用材料予以填筑。所謂材料的優良性應當符合以下要件。(1)材料剛度應當與路基材料和橋臺所用材料的剛度相吻合。(2)選用壓實性較佳的材料。臺背具有壓實難度大、壓實要求高的特性,為了滿足這一施工要求,應當應用壓實性較佳的材料。(3)材料應當具有良好的透水性能。針對此,一般情況下,多會于填筑材料中加入適量的砂礫土或強度較高的煤渣等材料。既往,填筑臺背的材料其配制多選用透水性良好的土質,于土質中加入水泥、石灰等剛度較高的材料進行加固處理。而隨著現今施工技術工藝的不斷革新,一些新型材料也開始試用于臺后的填筑施工工程建設,如:泡沫混凝土。該種材料密度小,可極大的降低路基自身承重量,完善路基結構,增強其穩固性,降低路基路面沉降作用。
在對臺后路基結構進行加固時,應用土工合成材料可大大提高了土質顆粒之間的咬合作用,增加了土體的承載能力、抗裂強度、抗變形能力等,進而改善路基結構,達到降低由填土重力作用引起的變形和自然沉降作用的目的。
綜上所述,于道路橋梁施工過程中,施工人員只有嚴格依據工程呢過實施情況針對性采取相應施工工藝予以處理,方可改善其沉降段路基路面施工問題,提升道路橋梁施工質量。
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