(中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司,天津300450)
道路橋梁建設(shè)時(shí)我國(guó)交通軌道體系中不可或缺的一環(huán),也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著我國(guó)道路橋梁建設(shè)的發(fā)展,大量先進(jìn)施工技術(shù)不斷得到推廣和應(yīng)用。然而,在沉降段路基施工技術(shù)方面仍存在不足,導(dǎo)致出現(xiàn)橋面搭板斷裂、路面沉降,造成后期維修成本增加,人們出行受阻,城市的生態(tài)環(huán)境遭到破壞,降低了橋梁道路的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。因此,在可持續(xù)發(fā)展階段,道路橋梁沉降段路基施工技術(shù)的提升成為城市建設(shè)的一大課題。
道路橋梁沉降段路基施工對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展具有重要的意義。首先,高質(zhì)量的道路橋梁工程作為我國(guó)基礎(chǔ)市政設(shè)施建設(shè)的根本,是人們?nèi)粘0踩憬莩鲂械闹匾U希峭七M(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基石。一方面,道路橋梁能夠推進(jìn)各地區(qū)、甚至國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)文化的交流,促進(jìn)先進(jìn)文化、技術(shù)的交流和引進(jìn),保障經(jīng)濟(jì)能夠跟上國(guó)際發(fā)展的快節(jié)奏進(jìn)程;另一方面,道路橋梁能夠保證人們?nèi)粘3鲂械陌踩憷龠M(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展。
但是道路橋梁沉降段路基路面施工不僅要求高水平的人才作為保障,需要在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制施工工藝,保證填料質(zhì)量,嚴(yán)格檢驗(yàn)工序,合格進(jìn)入下一道工序施工;需要細(xì)致地安排和布置砂礫石墊層、水穩(wěn)層、瀝青攤鋪,要求施工單位把握好時(shí)間節(jié)點(diǎn);同時(shí),需要不斷提升施工技術(shù),提升工程效益。
道路橋梁實(shí)際投入運(yùn)行后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用,會(huì)發(fā)現(xiàn)路面或橋面出現(xiàn)縫隙、裂痕,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)塌陷問(wèn)題。出現(xiàn)這些問(wèn)題的原因在于工程施工過(guò)程中,沒(méi)能做好沉降段路基夯實(shí)工作,單純關(guān)注橋梁或路面的平整度,卻忽視了橋基或路基的夯實(shí)牢固度,使得橋面或路面所承受的負(fù)荷無(wú)法均衡分布,從而造成嚴(yán)重的路基裂痕現(xiàn)象。同時(shí),如果所采用的施工材料質(zhì)地不達(dá)標(biāo)、配比不科學(xué)等也可能引發(fā)路面裂縫,或者沉降段地基中土體質(zhì)量低下,如土內(nèi)水分含量超標(biāo)、軟土土質(zhì)等,都會(huì)影響地基土體自身的承載力與抗剪力,從而引發(fā)路面沉降問(wèn)題。
道路橋梁沉降段常出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象,導(dǎo)致這一問(wèn)題的原因是多方面的,具體體現(xiàn)為路堤填料的調(diào)配不均勻、級(jí)配不合理等,級(jí)配差異較大的填料實(shí)際受力不均勻很容易導(dǎo)致路面不均勻沉降問(wèn)題,甚至?xí)霈F(xiàn)路面局部變形、沉陷等問(wèn)題,進(jìn)而導(dǎo)致路面裂縫的出現(xiàn)。
當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)銜接問(wèn)題時(shí),例如:橋頭的填土同橋臺(tái)沉降之間出現(xiàn)了鏈接錯(cuò)位問(wèn)題,則很容易導(dǎo)致二者之間的連接問(wèn)題,現(xiàn)實(shí)檢查中,二者連接處經(jīng)常出現(xiàn)接連層狀的縫隙,導(dǎo)致橋面不平,不利于交通工具的安全、暢通運(yùn)行,而且還會(huì)增加橋體壓力,引發(fā)結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題,甚至帶來(lái)不良事故。
道路橋梁工程表面的平整度至關(guān)重要,因?yàn)樗P(guān)系到交通通信質(zhì)量。現(xiàn)實(shí)中的路面或橋面平整度通常不達(dá)標(biāo),常出現(xiàn)橋面、路面凸凹不平,路面平整度不合格等問(wèn)題,個(gè)別路面甚至呈現(xiàn)波浪狀起伏,由于路面不平、結(jié)構(gòu)受力不均,進(jìn)而引發(fā)路面沉陷、變形等現(xiàn)象,對(duì)整個(gè)路橋工程的質(zhì)量安全帶來(lái)威脅。
在任何一項(xiàng)工程進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)候,那么臺(tái)背填土是其中必不可少的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),但施工難度相對(duì)較大,施工工序復(fù)雜,工程的質(zhì)量也會(huì)受到來(lái)自于諸多因素的影響,其中任一個(gè)因素均會(huì)影響到臺(tái)背填土的質(zhì)量,最終就會(huì)導(dǎo)致道路橋梁的路基路面發(fā)生沉降,再者就是道路橋梁的行車(chē)量較大,導(dǎo)致路基路面發(fā)生變形,出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。
在項(xiàng)目建設(shè)中,引道路基慣用的路基處理方法是鋼筋混凝土搭板、增加鋼筋、填筑粗粒料等,這類(lèi)處理方案為了減小路橋剛度與沉降,通過(guò)調(diào)整路基韌度與整體強(qiáng)度,以避免行車(chē)途中出現(xiàn)跳車(chē)的情況。但是從調(diào)查反饋的信息來(lái)看搭板是應(yīng)用最多的設(shè)計(jì),但是從行車(chē)質(zhì)量來(lái)看它并不是理想的設(shè)計(jì)方案。
相關(guān)工作人員與部門(mén)對(duì)橋臺(tái)跳車(chē)等問(wèn)題進(jìn)行了研究,確認(rèn)到造成這種情況的根本原因是沉降。追根問(wèn)底,最核心的因素是設(shè)計(jì),在施工設(shè)計(jì)中,如果鉆孔深度與數(shù)量沒(méi)有達(dá)到要求,施工人員很難準(zhǔn)確掌握軟土地基深度與范圍,從而出現(xiàn)地基沉降。然后,是軟土地基的處理、計(jì)算和參數(shù)應(yīng)用不符合標(biāo)準(zhǔn),讓它無(wú)法滿足實(shí)際需要,從而讓橋梁出現(xiàn)不均勻沉降。
根據(jù)現(xiàn)實(shí)統(tǒng)計(jì)可知,之所以出現(xiàn)跳車(chē)現(xiàn)象,是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)而帶來(lái)的下沉。在地基施工中,沒(méi)有結(jié)合實(shí)際情況編訂施工方案,或者鉆探深度不夠、地質(zhì)鉆孔較少,沒(méi)有確定軟土層位置,在軟土深度與性質(zhì)分析不足的情況下,軟土地基的處理上欠科學(xué)。另外,對(duì)軟土地基處理與模擬明顯不足,在設(shè)計(jì)處理與實(shí)際情況不符的情況下,很容易造成軟土路基沉降。外加雨水沖刷,都加重了路基沉降,從而影響路基抗剪性與強(qiáng)度,最后造成不均勻沉降。
首先,確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。在路橋施工前,設(shè)計(jì)單位必須做好排水系統(tǒng)與水利設(shè)施的協(xié)調(diào)工作,以此保障排水系統(tǒng)的科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性。在設(shè)計(jì)前,先做好分析與調(diào)查工作,結(jié)合各種因素,兼顧環(huán)保要求。其次,科學(xué)選擇路橋施工材料。在施工中,盡量選擇具有防水作用的材料,以此確保路面施工性能。然后,選用粘接性較好的施工材料,讓相關(guān)材料更好地吸附在路基上。在進(jìn)行防水路面施工中,結(jié)合施工規(guī)范,做好防水工作。因此,在混凝土初凝后,除了要做好拉毛工作,還必須充分利用機(jī)械措施清理好混凝土表層浮漿,在改善表層粗糙度的同時(shí),增強(qiáng)混凝土路面、防水層以及瀝青的粘合性。對(duì)于已經(jīng)拉毛的區(qū)域,應(yīng)禁止運(yùn)送砂漿、混凝土等車(chē)輛通過(guò),必須通行時(shí),也必須使用有效方法避免出現(xiàn)漏漿與混凝土拋灑等問(wèn)題。
科學(xué)優(yōu)選合適的橋臺(tái)填筑材料,注重其性能、材質(zhì)的選型,通常將材料填筑于橋臺(tái)以后5~10m距離,這其中要重點(diǎn)把握以下方面:第一,把握好填筑位置,其中道路和橋梁連接的過(guò)渡地帶,為一個(gè)剛?cè)徇B接區(qū),該區(qū)域?yàn)槌两刀喟l(fā)區(qū),要成為材料填筑重點(diǎn)施工區(qū)。第二,必須嚴(yán)格加強(qiáng)對(duì)壓實(shí)施工管理,保證壓實(shí)質(zhì)量達(dá)標(biāo),優(yōu)選利于壓實(shí)的材料,保證橋臺(tái)壓實(shí)達(dá)到合格指標(biāo)。注意優(yōu)選透水性好的填筑材料,例如:碎石土、工業(yè)廢渣等,所選填筑材料要確保能提升路基剛度,也可以憑借增設(shè)基樁,提高路基的剛度與承重能力,控制路基錯(cuò)位移動(dòng),地基施工中如果出現(xiàn)溝壑地形,則要有效利用溝壑的特性,實(shí)行后續(xù)粘土層換土操作。
搭板設(shè)置施工中,其同橋臺(tái)銜接的地方難免會(huì)出現(xiàn)填縫,必須加大對(duì)填縫的處理力度,防止縫隙滲漏問(wèn)題的出現(xiàn),具體辦法就是想縫隙內(nèi)部添加瀝青麻絮類(lèi)似的密封性材料,在此基礎(chǔ)上用稀釋的瀝青來(lái)澆筑縫隙。支座設(shè)置過(guò)程中,應(yīng)該選擇油氈充當(dāng)支座,墊層設(shè)置厚度要達(dá)標(biāo),一般要在1~2m,將其設(shè)置于搭板臺(tái)端下方。防止搭板發(fā)生錯(cuò)位移動(dòng),防范橋頭塌陷故障等,應(yīng)該把搭板臺(tái)端設(shè)于橋臺(tái),并安裝豎向錨栓、水平拉桿等來(lái)將牢固搭板,這其中要注意錨栓、拉桿材質(zhì)的選擇,通常22號(hào)鋼筋效果較佳,要保證鋼筋之間相距80cm左右。為了防范搭板移動(dòng)對(duì)道路結(jié)構(gòu)造成破壞,一般應(yīng)該把牛腿上緣靠近臺(tái)端上緣的部位設(shè)計(jì)成倒角結(jié)構(gòu)。填充施工前必須精準(zhǔn)定位連接縫,優(yōu)選合格的填充材料,一切準(zhǔn)備就緒后注入填充材料,以此控制外來(lái)污染液體的內(nèi)滲,實(shí)際的搭板設(shè)置施工必須切實(shí)根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)要求展開(kāi),其中要重點(diǎn)保持混凝土施工質(zhì)量,如應(yīng)達(dá)到的坡度標(biāo)準(zhǔn)、平整度等。
沉降段地基的施工最關(guān)鍵是要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況,優(yōu)選合理的施工技術(shù)、方法,常見(jiàn)的科學(xué)合理施工方法為擠密樁法。具體操作過(guò)程中要重點(diǎn)把握:首先,把握好施工順序,先實(shí)施過(guò)渡區(qū)擠密樁施工,以此為基礎(chǔ)開(kāi)展橋臺(tái)基礎(chǔ)樁施工,為了確保施工質(zhì)量,要保證過(guò)渡區(qū)橋臺(tái)、基底、相鄰隧道等同步施工。
高路基填筑施工時(shí),如果出現(xiàn)較多地軟土地基,為了提高土體質(zhì)量,可以填入牢固性填充物。這是因?yàn)檐浲恋鼗绻醋鎏幚恚苋菀装l(fā)生側(cè)向移動(dòng)問(wèn)題,為基樁帶來(lái)較大壓力,引發(fā)橋臺(tái)水平移位現(xiàn)象,甚至破壞支座與伸縮縫,因此必須注重填充料質(zhì)量的選擇,確保材質(zhì)較輕,控制橋臺(tái)水平位移問(wèn)題。
實(shí)際的沉降段地基施工必須預(yù)先做好一切準(zhǔn)備工作,細(xì)致深入地審核設(shè)計(jì)圖紙、明確設(shè)計(jì)規(guī)范、指標(biāo)等,同時(shí)必須加強(qiáng)地面排水處理,防止地面雨水或其他水體的滲入,破壞地基的牢固與安全。特別是特殊的土體,如軟土、膨脹土等,如果其高度達(dá)到了3m,要額外進(jìn)行處理,當(dāng)過(guò)渡段基底平整成功后,選擇振動(dòng)碾壓機(jī),實(shí)施高度碾壓夯實(shí)操作,推動(dòng)地基系數(shù)在600兆帕以上。
通常來(lái)說(shuō),溝壑區(qū)域,其土體中含有較多水,土體縫隙也較多,可以用黏土置換這一土壤。實(shí)際操作過(guò)程中,所挖掘的黏土必須實(shí)施翻曬操作,填土高度在4m以下時(shí),黏土挖掘深度要在0.6m,相反,高度超出4m,黏土開(kāi)挖深度則要在1m以上。降水多發(fā)季節(jié),黏土無(wú)法翻曬,可以選擇石灰土來(lái)代替黏土來(lái)回填施工。
現(xiàn)階段,我國(guó)沉降段路基路面施工技術(shù)處于不斷改進(jìn)創(chuàng)新的階段。在道路橋梁施工過(guò)程中不僅需要設(shè)計(jì)單位對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理調(diào)整,保證搭板設(shè)置方式、位置的合理性;同時(shí),也需要施工單位對(duì)地基、后臺(tái)嚴(yán)格施工,提升施工質(zhì)量,保證我國(guó)城市交通系統(tǒng)的不斷完善。