齊大偉 阜新市公路工程有限責任公司
近年來,我國公路橋梁建設事業保持高速發展,工程規模明顯擴大,越來越多的公路橋梁工程在偏遠地區投入建設,為社會經濟發展提供了巨大的助力。公路橋梁工程建設關系到地方經濟的迅猛發展和交通運輸事業的安全穩定,需要選用科學的施工技術來保障施工質量,在遇到軟基路基等狀況時更需要借助合理的地基處理技術,保障路基牢固堅實,避免過渡段沉降、錯臺等質量事故的發生,從而順利實現工程建設的預期目標。
在公路橋梁工程建設過程中,不可避免地會碰到軟土路基問題,軟土路基主要特點在于含水率高、孔隙大、滲透系數小,對工程施工提出了較高的要求。軟土路基的含水率很高,土質變得稀松,土體中存在很多空隙,在壓力作用下會擠壓空隙出現坍縮,壓縮性高,導致承載力不足,無法滿足公路橋梁施工的要求。而由于空隙大、含水率高,外界水難以滲透進土體,可能誤導施工人員認為土體在飽和狀態。因此,對于軟土路基要形成正確的認識,采取積極有效的處理措施。
對于軟土路基的處理,通常采用加入提高地基穩定性的材料,根據軟土路基類型不同選擇加入的材料也有所差異,需要采用適合的材料和方式提高軟土路基的承載能力。或是使用化學方法,即將特殊化學物質加入路基中,通過膠結反應使土體內部更加緊密,提高路基承載力。化學加固方法大體分為深層攪拌法和灌漿法,深層攪拌法是將水泥、石灰等混合料攪拌均勻后快速加入路基結構中,形成牢固的固結結構,提升土體承載能力;灌漿法使用灌漿機器將化學溶劑灌注到土體中,逐漸擴散到土體空隙中,通過膠結反應起到硬化和穩定的效果。
無論采用何種方法,都需要在施工前對需要處理的土體情況進行詳細了解和分析,結合實際情況進行科學規劃,由專業人員計算得出科學的混合料配置比例,按照科學步驟將各種物質混合均勻,再借助高壓灌漿機器等工具加入土體中,起到加固的目的。
在公路橋梁過渡段施工中,影響軟基路基施工質量的因素眾多,大體可以分為土質因素、填料因素、剛度差異因素等方面內容。
土質因素在于公路橋梁工程過渡段軟基路基大部分是軟土,含水率高、壓縮性高,抗壓強度很差,導致路基承載能力不足,容易出現路基結構破壞的問題。軟基路基內部結構承載力差,很容易在荷載作用下發生變形、沉降等問題。如果沒有使用有效的軟基路基處理工藝,會導致路面壓實度不夠、路堤變形等問題。在施工過程中,施工質量受到眾多因素影響,如果施工人員操作不規范,或是受施工環境影響,可能導致施工質量得不到保障,路堤壓實度不夠,路面不平整,危害行車安全。
填料指的是軟基路基回填處理使用的材料,如果填料選用不當、性能指標不合格,會影響回填材料壓實度,導致路基出現脫空問題,引起路面沉降。公路橋梁工程的施工環境和條件存在差異,如果選用的回填土質量無法滿足實際施工需要,也會引起路徑膨脹、收縮等形變現象。
剛度差異指的是過渡段橋臺與路基剛性存在差異,通常橋臺部位會設置高強度支撐物,橋臺處沉降程度小,而過渡段軟基路基剛性差,沉降幅度大,二者形變差異可能引發沉降甚至斷裂等問題。
在工程建設中,通常為了保證軟基路基穩定性,減少橋頭和路基之間的剛性差異,選擇使用鋼筋混凝土搭板,用粗料填筑,然而實際施工中往往因設計不當或施工不規范,導致橋頭過渡段結構不合理,對路面行車舒適度和安全性造成不良影響。而且過渡段的橋頭搭板受到彈性的支撐,路基受到應力小,車輛經過橋頭減速會增加橋梁承受壓力,可能導致路基出現裂縫等問題,合理設置橋頭搭板至關重要。
結合上文分析,公路橋梁過渡段軟基路基施工需要優化過渡段施工設計,做好施工準備措施,并采取科學合理的施工技術工藝,重視加固處理后的維護保養工作,全面保障施工質量。
設計質量是施工質量的前提條件,需要加強對過渡段軟基路基施工的合理設計,將路基沉降控制在合理范圍內,保證軟基路基的承載力達標。
對于橋臺到填土路基的過渡段,要做好緩和過渡段的適用設計。橋臺路面通常是混凝土結構,填土路基往往是瀝青混凝土結構,二者強度不一致,容易出現裂縫,需要合理設置不同過渡段的強度,進行強度過渡段設計。比如在橋臺和路基間設置一定長度的強度過渡段,使用不同材料回填,確保強度過渡得到緩和,降低沉降程度,通常軟基路基的強度過渡段長度應超過30m。對于搭板的設計,目前尚無統一的標準和規范,需要設計人員結合實際情況進行合理化設計。搭板的選擇應根據路基地面的使用年限,選擇規格統一的路橋搭板,控制路基沉降后傾角在0.05%以內,要預留搭板缺口,結合搭板承受力確定搭板長度,避免長度過大無法蓋住回填土體,保證過渡段設計的合理性。
在道路、橋梁交接區域,可以考慮將結構設計為斜坡形式。要注意控制軟基路基的形變量,保持過渡段漸變路段在30m~50m,沉降坡差低于4%,沉降幅度不超過10cm,控制沉降差在5cm以內。
在施工前,需要對原材料進行驗收。要求采購部門對材料生產廠家進行考察調研,了解原材料質量、廠家信譽度等信息,優先選擇質量可靠、貨源充足、管理完善、價格合適的供應商。采購材料入場前,需要經過驗收審核,對材料報驗單進行核對,通過抽樣檢測來確保原材料質量、規格、數量等達標后方可入場。入場后的材料需要妥善保管,不同材料分門別類存放,注意維持適宜的存放環境,避免存放時間過長或環境情況不佳。施工使用的混凝土等混合材料,需要嚴格按照設計標準進行配比,并及時使用。
在施工前,需要對施工人員和管理人員等相關員工進行系統培訓,著重強化安全施工意識和質量責任意識,確保一線工人掌握安全常識和技術規范,配齊安全帽、安全手套等個人防護設施。對施工使用的機械設備進行檢查,排除故障隱患,及時對存在故障隱患的設備進行維修保養,確保各類機械設備性能合格、狀態良好。
同時,要做好施工現場的處理,清除雜物,平整土地,建設施工和生活所需的設施,合理鋪設管線,選擇節水節能用具,保證水、電、網絡等穩定暢通。
在橋臺軟基的施工過程中,需要結合實際情況采取適合的施工技術,確保施工質量。如果過渡段軟土層弧度較大,可以采用攪拌噴射注漿或超載預壓方式,增強軟土路基的強度,避免軟土擠動對機裝造成破壞;如果軟土路基土層含水率、孔隙率等指標遠超標準范圍,需要對軟土層進行換土處理,采用水泥噴樁方式有效鞏固地基。
然而這種方式施工成本較高,需要結合工程造價和施工情況,在保證施工質量前提下控制好造價成本。因此,在過渡段軟基路基施工中,施工人員結合實際情況選擇合理的施工方案,提高施工技術的合理性和可行性。
在后臺填方段,需要根據沉降原因的不同做好地基處理。公路橋梁工程路基沉降按照時間劃分有瞬時沉降、同結沉降和次同沉降三類,沉降現象有路基沉降、路基結構變形和路面壓縮三種,不同現象的原因和影響各不相同。應針對實際施工情況,選擇質量合格的填筑材料,通常可以使用碎石砂礫土和煤渣進行路基填筑,但在實際工程中還需要根據具體施工環境和條件的需要,制定適合的施工方案。無法常規填筑材料達不到施工標準,可以通過摻和石灰的方式對材料進行處理,改善材料性能。如果軟土地基含水率過高,可以加入一些吸水材料,控制好含水量,減少對路基的侵蝕。為了保證路基壓實效果,可使用大噸位壓路機對路基進行壓制。
軟基路基施工中,排水是一項重要的任務。由于軟土地基中含水量大,會造成路基侵蝕等情況,影響公路橋梁工程建設質量。因此,要重視排水施工,做好施工現場水文資料的收集和整理,分析影響軟基路基質量穩定的水文因素,制定科學可行的解決方案。如果工程所處地區降雨量大,應做好事前預防措施減少雨水對路面沖刷,做好防水排洪工作,并通過暗溝、滲溝或自溝排水方式進行排水施工。
軟基路基加固是施工的難點和重點內容,可以采用水泥粉噴樁設置加固樁等方式,提高軟基路基的穩定性。此種方法適用于工期較短的工程,對于工期較長的工程項目,可以采用塑料排水板加固軟基,與爆破法、強夯法等配合使用,提高軟基壓實度。當前軟基加固方法眾多,重要的是選擇適合工程需求的加固工藝,在施工過程中嚴格按照工藝標準規范作業,根據路基形態、特性等合理選用穩定性強、透水性好的路基填充物,夯實路面底層結構。
在完成填筑、壓實等施工作業后,需要全面評估路基路面施工質量,針對性做好維護保養工作。施工過程中可能破壞軟基地層的原有結構,需要在施工后對路基路面、橋梁坡面等進行監測,觀察路段是否處于穩定狀態,降雨等是否引發風化問題。
施工人員可以使用混凝土預制塊防護路堤邊坡,增強路基路面排水性能,并通過懸掛鋼絲網、植草護坡等方式避免風化作用,保障過渡段施工質量,防范質量通病。
綜上所述,公路橋梁過渡段軟基路基施工需要切實解決軟基土層含水量高、孔隙率大等問題,采取有效的軟基加固方式增強路基強度,避免沉降現象的發生。在實際施工中,要求設計人員結合工程實際情況優化施工方案設計,更需要施工人員嚴格按照工藝標準規范作業,確保施工技術措施的有效落實,還需要管理人員加強協調管理,統籌利用既有資源。在多方的合力作用下,保障施工質量,順利實現工程建設的預期目標。