填方路基及橋梁加寬拼接技術(shù)探討

孟德友

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050001）

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填方路基及橋梁加寬拼接技術(shù)探討

孟德友

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050001）

摘要：目前，高速公路改擴(kuò)建施工中，填方路基、橋梁拼接施工工程由于新老路基、橋梁不均勻沉降不可避免地產(chǎn)生縱向裂縫。文中根據(jù)工程實(shí)例，遵循填方路基、橋梁拼接施工原則，敘述了拼接施工中工程測(cè)量、開挖臺(tái)階拼接處理、軟基處理及新老橋梁上部結(jié)構(gòu)剛性連接等處理方法和技術(shù)，為類似工程提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：公路；填方路基；橋梁加寬拼接；工程測(cè)量

河南省高速公路建設(shè)在全國(guó)是比較領(lǐng)先的，國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃的河南省內(nèi)路段已全部通車。但由于早期高速公路受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)制約，在設(shè)計(jì)理念、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工方法等方面都處于相對(duì)較低的水平，同時(shí)交通量劇增造成的道路病害也日益增多，“通而不暢”的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，由此引發(fā)的交通延誤和交通事故屢見不鮮，已不能滿足“高速、快捷、安全”的設(shè)計(jì)要求。因此，從2005年開始，貫通河南境內(nèi)的京港澳（北京—香港—澳門）、連霍（連云港—霍爾果斯）高速公路河南段逐步由雙向升級(jí)至八車道，朝著“暢、潔、綠、美、安”的現(xiàn)代化高速公路目標(biāo)邁進(jìn)。

公路路基、橋梁加寬無論是設(shè)計(jì)還是施工都是改造工程的關(guān)鍵。公路在經(jīng)多年的通車后，路基、橋梁沉降基本完成，路基、橋梁加寬段由于新舊路基、橋梁的不均勻沉降必然產(chǎn)生以縱向裂縫為代表的裂縫，對(duì)公路產(chǎn)生破壞。為此，必須加強(qiáng)公路路基、橋梁加寬工程的設(shè)計(jì)優(yōu)化及施工質(zhì)量，降低沉降量，保證公路的質(zhì)量。在京港澳高速公路漯駐（漯河—駐馬店）改擴(kuò)建工程TJ-7項(xiàng)目施工中，路基采用開挖臺(tái)階加寬等拼接技術(shù)，橋梁加寬采用上部結(jié)構(gòu)相互連接、下部結(jié)構(gòu)不連接的拼接方式。該文以該工程為例，對(duì)填方路基、橋梁拼接施工技術(shù)進(jìn)行探討。

1　橋梁加寬

根據(jù)高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合橋梁上、下部結(jié)構(gòu)質(zhì)量情況，新老橋之間從上部結(jié)構(gòu)到橋墩蓋梁、橋臺(tái)蓋梁有相互連接或不連接的情況。目前，高速公路加寬拼接有3種方案：一是上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均不連接；二是上部與下部均連接；三是上部結(jié)構(gòu)相互連接、下部結(jié)構(gòu)不連接。

漯駐高速公路加寬橋梁采用雙側(cè)拼寬，兩側(cè)各加寬7.25 m，采用“老橋老標(biāo)準(zhǔn)，新橋新標(biāo)準(zhǔn)，同結(jié)構(gòu)同跨徑，上連下不連”的加寬方式。橋梁加寬采用“上部連接，下部不連接”的方案，根據(jù)跨徑不同，新舊空心板采用（35×25）cm現(xiàn)澆鋼筋砼連接，加寬橋梁的墩臺(tái)蓋梁與老橋蓋梁之間預(yù)留1 cm施工縫，以泡沫板填塞。

采用“上部結(jié)構(gòu)相互連接，下部結(jié)構(gòu)不連接”的施工方案，新橋與老橋上部結(jié)構(gòu)連接，形成整體，有利于上部結(jié)構(gòu)共同受力、行車舒適及路容美觀；而下部結(jié)構(gòu)不相連，下部各自受力，內(nèi)力互不影響，可減少由于新老橋上部結(jié)構(gòu)變形不一致、新老橋基礎(chǔ)不均勻沉降而產(chǎn)生的附加內(nèi)力。但由于上部結(jié)構(gòu)連接，新老橋的溫度、砼收縮徐變等不能完全一致，加上新老橋基礎(chǔ)的不均勻沉降等會(huì)引起一定的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。因此，新老橋上部結(jié)構(gòu)連接成為橋梁拼接的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

1.1橋梁拼接施工前的測(cè)量

橋梁拼接施工前需復(fù)核老橋的坐標(biāo)和高程，計(jì)算并復(fù)核其在圖紙上的位置和標(biāo)高是否正確。新拼接橋梁樁位放樣時(shí)應(yīng)雙控，即按照施工圖設(shè)計(jì)給定的樁位坐標(biāo)放出樁位，然后將老橋墩臺(tái)蓋梁中心線延長(zhǎng)，蓋梁中心線延長(zhǎng)后按施工圖實(shí)放樁位中心進(jìn)行橫向擬合，同時(shí)按照設(shè)計(jì)角度用鋼尺對(duì)所放樁位之間距離在順老橋方向進(jìn)行校核，檢查是否滿足標(biāo)準(zhǔn)梁長(zhǎng)的要求，并與圖紙?zhí)峁?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如誤差較大，則調(diào)整坐標(biāo)以確保樁位準(zhǔn)確。同時(shí)對(duì)橋梁高程進(jìn)行復(fù)測(cè)，與設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑目招陌屙敻叱踢M(jìn)行對(duì)比，誤差較大時(shí)及時(shí)調(diào)整標(biāo)高，以確保新老橋空心板能連接完好。

1.2空心板橋的拼接

新加寬的空心板尺寸與原橋的結(jié)構(gòu)形式基本相同。其拼接加寬步驟如下：在老橋外側(cè)邊板上植筋，植筋與新板預(yù)埋件搭接，然后進(jìn)行新建橋梁首次鋪裝，拆除老橋墻式護(hù)欄及1 m范圍內(nèi)的橋面鋪裝，澆筑接縫，連接老橋與新橋的橋面鋪裝鋼筋，進(jìn)行橋面二次鋪裝。

1.2.1老橋空心板植筋構(gòu)造

橋梁采取上連下不連的方式，上部空心板通過現(xiàn)澆濕接縫連接。方法如下：在老橋邊部空心板內(nèi)植筋，同時(shí)在新建橋梁內(nèi)側(cè)邊板設(shè)置預(yù)埋筋，新老橋空心板現(xiàn)澆段寬35 cm、高25 cm。從老橋外側(cè)自上而下分別植入N5、N6鋼筋，植入深度分別為32、10 cm，將預(yù)埋了N1、N2鋼筋的新橋邊板安裝到位，焊接對(duì)應(yīng)鋼筋。植筋構(gòu)造見圖1。

圖1　植筋構(gòu)造示意圖（單位：筋直徑為mm，其他為cm）

1.2.2新建橋梁首次鋪裝

新橋梁板安裝后，進(jìn)行加寬橋橋面鋪裝。鋪裝分2次完成，首次鋪裝寬度為自伸入護(hù)欄底部不小于5 cm處起，至距連接新老橋的現(xiàn)澆濕接縫50 cm處止。施工工藝流程為鑿除浮碴、清理橋面→精確放樣→綁扎鋼筋→焊接標(biāo)高控制點(diǎn)→安裝鋼筋網(wǎng)及振搗梁軌道→調(diào)整鋼筋保護(hù)層→一次澆筑砼→砼養(yǎng)生。

1.2.3拆除老橋及1 m范圍內(nèi)的橋面鋪裝

拼接時(shí)需手工鑿除老橋鋪裝，鑿除過程中不可損傷原有橫橋向鋪裝鋼筋。將鑿除的原橋鋪裝鋼筋在老橋護(hù)欄內(nèi)側(cè)與護(hù)欄斷開，然后切割老橋外側(cè)護(hù)欄，注意不要損壞老橋外邊板。切割、鑿除應(yīng)嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)不被破壞、不降低結(jié)構(gòu)承載力的原則進(jìn)行。

1.2.4對(duì)新建橋梁進(jìn)行預(yù)壓

拼接部分在拼接前應(yīng)盡量減小沉降量，并調(diào)整跨中上拱度，采用預(yù)壓方式調(diào)整。新橋需加載不少于3月，拼接前應(yīng)檢查新橋在加載預(yù)壓下的沉降情況，當(dāng)沉降量大于5 mm時(shí)應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)代表分析原因，并研究拼接方案。

1.2.5濕接帶澆筑

現(xiàn)澆濕接縫采用C50補(bǔ)償收縮砼澆筑，底模縫隙應(yīng)填塞密實(shí)、不漏漿。砼澆筑前應(yīng)將底模上的浮塵、焊渣等雜物清理干凈，底模及兩側(cè)梁板應(yīng)灑水濕潤(rùn)。砼應(yīng)振搗密實(shí)，不得漏振或過振。新老橋現(xiàn)澆段在中墩墩頂間斷開，設(shè)置1 cm縫，通過橋面第二次鋪裝連接。施工時(shí)必須采取壓縮車道、降低車速等措施，減少振動(dòng)對(duì)濕接縫砼的不良影響。濕接縫和二次橋面鋪裝砼不得合并施工。

1.2.6新老橋結(jié)合處橋面鋪裝

橋面鋪裝二次澆筑前先拆除老橋護(hù)欄及1 m范圍內(nèi)橋面鋪裝，保留老橋橋面鋪裝橫向鋼筋，與新建橋梁鋪裝鋼筋網(wǎng)片用雙面焊連接成整體（見圖2）。澆筑砼前鑿除接合面松散部分，用高標(biāo)號(hào)水泥漿將接合面充分濕潤(rùn)，確保新澆砼與原鋪裝砼良好結(jié)合。應(yīng)注意原橋面鋪裝與新建橋面鋪裝的順接，不得出現(xiàn)折線、隆起等現(xiàn)象，橋面鋪裝平整度、厚度、橫坡要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

圖2　新老橋面鋪裝草圖

2　填方路基加寬

填方路基加寬，技術(shù)上相對(duì)較復(fù)雜。為解決新老路基不均勻沉降造成加寬銜接處產(chǎn)生縱向裂縫的問題，目前對(duì)于一般路段采用臺(tái)階拼接法處理，在軟土路段一般采用復(fù)合地基處理法。漯駐高速公路改擴(kuò)建工程采用雙側(cè)加寬，新老路基銜接采用清除坡面表土、挖臺(tái)階等處理方法，軟土路段采用擠密碎石樁等處理方法。

2.1基地及老路邊溝處理

路堤修筑范圍內(nèi)，按設(shè)計(jì)要求拆除老路路緣石、舊路肩、邊溝防護(hù)等原有構(gòu)筑物，清除沉淀物后，基地在填筑前進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)度不小于90%。邊溝用合格填料分層回填、分層壓實(shí)，壓實(shí)度不小于90%。為了防止新老路基不均勻沉降，要求地基處理及邊溝回填壓實(shí)度控制在93%以上。

2.2原路基開挖臺(tái)階

先挖除清理新老路堤結(jié)合處坡面，處理法向厚度不小于30 cm。然后從老路堤坡腳向上按設(shè)計(jì)要求挖設(shè)臺(tái)階，從下往上挖成深100 cm左右、底寬不小150 cm的臺(tái)階，臺(tái)階向路中心橫坡4%。到達(dá)路床高度時(shí)，從硬路肩開始下挖臺(tái)階，以消除舊路基邊坡壓實(shí)不足，加強(qiáng)新舊路基的結(jié)合程度，減少新舊路基結(jié)合處的不均勻沉降（見圖3）。

圖3　老路基開挖臺(tái)階

2.3新老路基結(jié)合處鋪設(shè)土工格室

為了減少新老路基沉降差，至少在基地、路床頂面各鋪設(shè)一層單向拉伸復(fù)合土工格室，必要時(shí)根據(jù)填土厚度增加土工格室層數(shù)。另外，為了提高新老路基在縱向的連接效果，通常每隔一段距離設(shè)帶狀土工格室。漯駐項(xiàng)目只在基底鋪設(shè)一層雙向拉伸土工格室（見圖4）。

圖4　土工格室鋪設(shè)

2.4控制新填路基填料

為減少新老路基的沉降差，新填路基要求優(yōu)先選用礫類土、砂類土作為路床填料，土質(zhì)較差的細(xì)粒土填于路堤的底部。路基應(yīng)分層填筑，每一層應(yīng)采用同一種填料，松鋪厚度不得超過30 cm，每層寬度應(yīng)大于設(shè)計(jì)寬度15 cm。

2.5路基碾壓

路基填筑前，根據(jù)規(guī)范要求做好試驗(yàn)段，嚴(yán)格控制材料的最佳含水量、松鋪厚度、壓實(shí)設(shè)備類型、最佳組合方式、碾壓遍數(shù)及碾壓速度等，使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，保證壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。進(jìn)行分層碾壓，控制每層填筑厚度及壓實(shí)度，提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。碾壓采用重型壓路機(jī)進(jìn)行，雙驅(qū)雙振。碾壓虛方厚度不得大于30 cm，壓實(shí)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，且重點(diǎn)放在新老路基的結(jié)合部，要求每層壓完后平整、光滑。該工程TJ-7標(biāo)段路基碾壓松鋪系數(shù)見表1。

2.6軟基處理

對(duì)于軟基，一般先將老邊坡挖除，再采取粉噴樁、塑料排水板等進(jìn)行處理。該工程對(duì)填方高度大于8 m的路段和橋頭處采用擠密碎石樁進(jìn)行處理，對(duì)涵洞兩側(cè)基礎(chǔ)底用CFG樁進(jìn)行加強(qiáng)處理，有效減小了路基沉降變形。

表1　漯駐改擴(kuò)建工程TJ-7標(biāo)段路基碾壓松鋪系數(shù)

3　進(jìn)度計(jì)劃與成本管理

3.1路基、路面工程

既有公路經(jīng)過多年長(zhǎng)期使用，路基兩側(cè)邊溝及原地表均有不同程度變化，所以原地面測(cè)量及清表后基面測(cè)量很重要，路基填筑前要做好測(cè)量，保證土方量的計(jì)量準(zhǔn)確無誤。

路面工程施工前進(jìn)行既有公路護(hù)欄內(nèi)移，銑刨路面，應(yīng)以新建公路坐標(biāo)控制系統(tǒng)為準(zhǔn)找到既有路邊線再按設(shè)計(jì)要求內(nèi)移銑刨尺寸進(jìn)行施工，保證級(jí)配碎石、水穩(wěn)碎石、油面不會(huì)超方超量。

3.2構(gòu)造物施工

改擴(kuò)建工程結(jié)構(gòu)物澆筑砼為小方量，且施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地工作面狹窄，人員、機(jī)械、模板、腳手架等周轉(zhuǎn)繁瑣，應(yīng)合理安排進(jìn)度計(jì)劃和施工工序，減少模板等周轉(zhuǎn)次數(shù)，提高機(jī)械利用率，集中力量使小方量砼澆筑轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠓搅繚仓?/p>

3.3其他控制措施

（1）仔細(xì)分析合同價(jià)的組成，查找漏洞，如基礎(chǔ)施工土方開挖量及機(jī)械施工場(chǎng)地是否滿足施工需要、是否需要變更等。

（2）小型預(yù)制件等現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量及控制。

4　結(jié)語(yǔ)

（1）由于新老橋上部結(jié)構(gòu)連接時(shí)總是通過現(xiàn)澆一定寬度的砼接縫來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)澆砼在施工、養(yǎng)護(hù)及隨后的使用過程中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過大變形和裂縫。在新老橋拼接方面，連接前盡可能釋放因各種因素產(chǎn)生的不均勻內(nèi)力，減少不均勻沉降是防止和減少新老橋連接處出現(xiàn)縱向裂縫的關(guān)鍵所在，采用加強(qiáng)的剛性連接是解決縱向裂縫的保證。

（2）在路基加寬改造處理方面，選好填料是保證路基穩(wěn)定的先決條件；對(duì)加寬段基底進(jìn)行特殊處理是解決新老路基不均勻沉降的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；充分壓實(shí)，特別是銜接部分壓實(shí)，是保證老路基不開裂的必要措施。

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中圖分類號(hào)：U418.8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-2668（2016）03-0130-04

收稿日期：2015-07-22