公路橋梁沉降段施工技術(shù)應(yīng)用探討

曹燕

（寧波市市政設(shè)施中心，浙江 寧波 315000）

1 引言

公路橋梁在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。但如果公路橋梁存在橋頭跳車、搭板的斷裂等不均勻沉降問題，將會(huì)嚴(yán)重影響公路橋梁的安全性與穩(wěn)定性。公路橋梁沉降主要是臺(tái)背地基變形、路堤變形、橋頭搭板造成的。在了解公路橋梁沉降的原因后，選擇合適的施工技術(shù)，以強(qiáng)化質(zhì)量控制，確保公路橋梁沉降段的整體施工質(zhì)量。

2 公路橋梁沉降的危害

公路橋梁沉降會(huì)對(duì)公路橋梁的安全、正常使用造成諸多危害與影響。第一，公路橋梁沉降段存在搭板斷裂的問題，會(huì)讓行駛在道路上的車輛出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，對(duì)行車安全與舒適度產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生交通事故；第二，公路橋梁受到橋頭跳車的影響，增加橋梁結(jié)構(gòu)的損傷，危害橋頭結(jié)合縫與結(jié)合路面，影響道路橋梁的使命壽命；第三，公路橋梁沉降的出現(xiàn)，需及時(shí)做好應(yīng)對(duì)措施，增加資金投入與人力成本，造成不必要的浪費(fèi)，如果不及時(shí)處理，損害會(huì)進(jìn)一步增加，繼續(xù)影響公路橋梁的安全使用。

3 公路橋梁沉降的原因

3.1 臺(tái)背地基變形

橋涵結(jié)構(gòu)地基發(fā)生變形多集中在溝壑地段，在這個(gè)地段的土壤壓縮性大、地基強(qiáng)度低、含水量大，發(fā)生變形的概率較高。相比于普通地段，橋頭路段的填筑高度較高，要高出大約5～10 cm，從而引起附加應(yīng)力，提高地基沉降發(fā)生的概率。

3.2 路基沉降

由于施工現(xiàn)場(chǎng)地形與施工條件的影響，土體的壓實(shí)度和密實(shí)度有可能不夠，如果施工期間工藝質(zhì)量控制不夠有效，土方含水量沒有確定在合理范圍，地基差異沉降的概率會(huì)提高。在車輛荷載的長(zhǎng)期影響下，原有路基的密實(shí)度不夠，提高路基沉降的概率。

3.3 橋頭搭板造成沉降

當(dāng)公路橋梁的路基為托座時(shí)，彈性支撐的出現(xiàn)概率會(huì)增加。距離橋臺(tái)較近的土體所受到的應(yīng)力相對(duì)較小，遠(yuǎn)離橋臺(tái)的土體承受的應(yīng)力較大，這樣也會(huì)發(fā)生不均勻沉降。汽車荷載在縱方向不斷移動(dòng)，路基應(yīng)力的峰值會(huì)出現(xiàn)在車輛荷載直接位置與搭板支撐的路基端部[1]。搭板末端當(dāng)有汽車通過時(shí)，在搭板末端的路基會(huì)出現(xiàn)縱向應(yīng)力最大值，這樣就會(huì)讓路基發(fā)生塑形變形的可能增加，從而引發(fā)過大的沉降。

4 公路橋梁沉降段的施工技術(shù)

4.1 橋臺(tái)軟基填筑技術(shù)

軟土地基和地面上的路堤施工過程中，在填筑技術(shù)的合理應(yīng)用與不同的沉降段設(shè)置下，能確保填筑材料和填筑方法的有效結(jié)合，讓地基沉降減小，壓縮變形得到控制。水泥粉噴樁地基法、塑料排水板法等是比較常見的橋臺(tái)軟土層地基施工技術(shù)。在施工過程中需選擇合適的技術(shù)，對(duì)不均勻沉降的發(fā)生予以控制。對(duì)于橋臺(tái)施工，需做好下面幾個(gè)要點(diǎn)控制。

第一，護(hù)筒施工。采用鋼筋混凝土圓管作為護(hù)筒，確保護(hù)筒直徑為3～5 cm，使用瀝青在護(hù)筒內(nèi)壁涂抹3遍。為避免對(duì)瀝青層產(chǎn)生破壞，要求使用1∶2的水泥砂漿接頭。第二，鉆孔。鉆孔選擇正循環(huán)鉆機(jī)，要求齒間距控制在30 cm以上，泥漿密度控制在114 g/cm3以上。第三，蓋梁施工。開挖橋頭蓋梁處的土方后要將樁頭鑿掉，活動(dòng)底膜用碎石墊層砂漿代替。第四，在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后就可進(jìn)行填筑。通道橋橋臺(tái)的施工也有諸多要點(diǎn)需注意，在全部完成橋臺(tái)鉆孔施工后，開始二次開挖，在原地面以下50 cm以上的地方埋設(shè)鋼護(hù)筒，要求鋼護(hù)筒的內(nèi)徑為20～30 cm[2]。

4.2 搭板的施工技術(shù)

搭板在設(shè)置期間首要考慮的是長(zhǎng)度，然后是澆筑或者填筑。選擇最適宜的搭板長(zhǎng)度，確保搭板與路基面層頂面平行。路基路面的頂面處于平行狀態(tài)是基本要求。搭板的頂面和正常路段路基頂面的標(biāo)高能夠保持平行狀態(tài)也是關(guān)鍵所在，這樣才能對(duì)路基和橋梁之間的過渡問題進(jìn)行有效處理。塔板長(zhǎng)度的確定需滿足下面幾個(gè)要點(diǎn)：第一，縱坡變化在發(fā)生沉降之后需控制在合理范圍內(nèi)；第二，長(zhǎng)度的控制，要避免對(duì)棱體產(chǎn)生破壞；第三，其長(zhǎng)度應(yīng)長(zhǎng)于預(yù)留缺口上口；第四，有效長(zhǎng)度應(yīng)足夠。

塔板近臺(tái)端設(shè)置在塔板和臺(tái)背之間是橋臺(tái)施工期間的重點(diǎn)。通過水平拉桿的設(shè)置，能對(duì)塔板縱向移動(dòng)產(chǎn)生的橋臺(tái)下沉現(xiàn)象予以控制。鋼筋在設(shè)計(jì)過程中，要求鋼筋之間的距離控制在75～80 cm。板式橡膠材料屬于塔板材料時(shí)，要求間距需控制在80 cm，確保其規(guī)格為150 mm×150 mm×（21～38）mm。連接橋臺(tái)與塔板時(shí)，需重視表1中的各個(gè)要素。

表1 控制要點(diǎn)

搭板施工是一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的工作。第一，做好測(cè)量放線工作。帶路中線與塔板位置需使用全站儀確定，塔板基層標(biāo)高需使用水準(zhǔn)儀確定。第二，板下基層檢測(cè)。對(duì)板下基層的密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，確保密實(shí)度在96%以上。第三，鋼筋綁扎。嚴(yán)格規(guī)范操作→確保鋼筋質(zhì)量符合要求→運(yùn)輸鋼筋并綁扎→確保鋼筋連接方式、接頭位置等符合要求→清理基層頂面→塑料墊塊的安裝→按照?qǐng)D紙連接鋼筋。第四，模板安裝。選擇模板→使用雙面膠連接模板→模板加固→采取自卸方式澆筑。第五，混凝土施工。運(yùn)輸混凝土→在縱坡混凝土從低端向高端推進(jìn)→使用塑料膜包裹臺(tái)背預(yù)埋露出的鋼筋→設(shè)置1 cm厚的油毛氈于臺(tái)背與搭板接觸處。

4.3 路基排水技術(shù)

如果降雨量較大，屬于多雨的區(qū)域或者季節(jié)，做好路基排水工作十分重要。如果不做好排水工作，會(huì)對(duì)水泥混凝土路面造成極大危害。橫向排水管和盲溝的科學(xué)設(shè)置，能確保路基排水的有效性。對(duì)于溝渠而言，也可使用漿砌片石、混凝土預(yù)制板等進(jìn)行加固。在施工點(diǎn)當(dāng)水位較高時(shí)，可設(shè)置盲溝。盲溝的施工需按照下面的工藝進(jìn)行操作：施工準(zhǔn)備→溝槽開挖→溝底鋪砌→安設(shè)透水管→回填級(jí)配碎石→反濾層施工→封閉層施工→檢查驗(yàn)收。在溝槽開挖時(shí)需注意，每隔3～5 cm設(shè)置一根中心控制樁，邊樁位置需合理計(jì)算與確定。

4.4 沉降段路面壓實(shí)技術(shù)

壓實(shí)作業(yè)是公路橋梁施工中的最后一道工序，要求能做好材料、施工工藝等各個(gè)方面的控制。橋梁的密度會(huì)受到路基或土層的含水量影響，因此，施工過程中做好含水量的檢測(cè)與控制十分重要。沉降段路面壓實(shí)過程中，土層天然稠度與液限需控制在1.1以下與40以上。為改善填料性質(zhì)，可在填料中可增加生石灰。在壓實(shí)期間需做好攤鋪速度、壓路機(jī)器碾壓長(zhǎng)度的控制，也要在碾壓過程中考慮風(fēng)速與溫度等，確保碾壓的可靠性與合理性。

5 公路橋梁沉降段施工的質(zhì)量控制

5.1 路基土控制

用自然土修筑路基，在填筑前需了解自然土的理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)其含水量及最大干容重進(jìn)行明確。自然土的土質(zhì)顆粒越細(xì)，回彈模量越低。筑路材料可選擇砂性土，取土場(chǎng)的砂性土塑性指標(biāo)要小。土質(zhì)較差或含水量比較高的土質(zhì)可使用石灰進(jìn)行更換，這樣不僅能滿足緊張的工期，還能控制成本。路段的地下水位較高或?yàn)楦咭合摒ね習(xí)r，可采用摻加砂礫、碎石等粒料的辦法。

5.2 壓實(shí)度控制

土體要想達(dá)到最大密實(shí)度，需對(duì)最佳含水量進(jìn)行有效控制，所以在填土壓實(shí)路基期間，土體含水量的控制十分關(guān)鍵。當(dāng)含水量過高時(shí)需通過晾曬風(fēng)干降低含水量，然后開展碾壓作業(yè)，施工必須連續(xù)進(jìn)行，減少對(duì)土體產(chǎn)生的影響。壓實(shí)機(jī)具需合理選擇，土層填土厚度需合理控制，一般需控制在30 cm以內(nèi)，壓實(shí)需采取分層鋪筑的方法。采用重型壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)，常見的機(jī)械為50 t振動(dòng)壓路機(jī)，將每層壓實(shí)厚度控制在30 cm以內(nèi)。當(dāng)使用羊角碾期間，可使用復(fù)合碾壓的方法，在土層內(nèi)壓入羊蹄足，土層壓實(shí)均勻。

5.3 基層平整度的控制

底基層為石灰穩(wěn)定土?xí)r，平整度控制較為簡(jiǎn)單，使用平地機(jī)刮平即可，讓基層保持平整。底基層為水泥穩(wěn)定碎石時(shí)，平整度控制難度較高，其平整度控制效果會(huì)直接影響行車的舒適和安全[3]。對(duì)于水泥類穩(wěn)定材料的控制，為保證平整度，延長(zhǎng)初凝時(shí)間，可使用緩凝減水劑，初凝時(shí)間需達(dá)到270 min。選擇攤鋪機(jī)攤鋪，確定攤鋪速度、碾壓長(zhǎng)度分別為1.5 m/min、50 m，采取振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)基層進(jìn)行初壓，復(fù)壓選擇光輪壓路機(jī)，收光選擇輪胎式壓路機(jī)。攤鋪機(jī)在攤鋪期間需注意諸多要點(diǎn)，如攤鋪寬度的合理控制，當(dāng)攤鋪寬度不符合要求時(shí)也會(huì)影響混合料的成型和平整度。

5.4 瀝青混凝土面層平整度的控制

瀝青混凝土碾壓期間需控制好溫度，溫度過高或者過低都會(huì)影響混凝土的整體質(zhì)量。當(dāng)溫度過高時(shí)，容易有裂縫與推移情況的發(fā)生，對(duì)路面的使用壽命造成影響。但是當(dāng)溫度過低時(shí)，混合料壓實(shí)不易充分。因此，在瀝青混凝土碾壓過程中，需將溫度控制在合理范圍內(nèi)，這樣才能確保壓實(shí)效果。對(duì)于初壓，可使用10～12 t雙驅(qū)雙振壓路機(jī)壓實(shí)，采取錯(cuò)輪1/2振壓2遍的方式進(jìn)行處理，然后復(fù)壓使用膠輪壓路機(jī)，收光選擇10 t雙驅(qū)雙振壓路機(jī)靜壓。初壓、復(fù)壓、終壓3個(gè)階段的溫度需分別控制在120℃、110℃、105℃。平整度也會(huì)受到施工接縫的影響。每天在完成施工后可對(duì)碾壓好的接頭處進(jìn)行檢查，檢查工具為3 m直尺，將直線畫在合格的橫斷面，立茬可使用切割機(jī)切出，將接縫處表面大粒徑的石料剔除，將細(xì)料補(bǔ)上，棄掉多余的料。預(yù)熱熨平板的溫度與原來的混合料一致，然后開始布料施工。接頭處的質(zhì)量與平整度在這樣處理后，能達(dá)到理想的效果。

5.5 路面基層裂縫的控制

基層可選擇收縮性小的水泥穩(wěn)定類結(jié)構(gòu)，水泥類穩(wěn)定材料產(chǎn)生裂縫的機(jī)理需重點(diǎn)考慮。材料的含水量與塑性指標(biāo)是產(chǎn)生溫縮和干縮的主要因素，所以需對(duì)材料質(zhì)量做好控制。在施工前要通過試驗(yàn)了解材料塑性指標(biāo)，使用緩凝減水劑確保水泥類穩(wěn)定材料能保持合理的含水量。

6 結(jié)語

公路橋梁沉降段的施工技術(shù)應(yīng)用過程中，質(zhì)量與細(xì)節(jié)控制是關(guān)鍵，要求能做好施工全過程的質(zhì)量控制。在施工技術(shù)應(yīng)用期間，強(qiáng)度、壓實(shí)度、平整度等各項(xiàng)數(shù)據(jù)必須控制在設(shè)計(jì)合理范圍內(nèi)，防止發(fā)生各類質(zhì)量與安全問題。同時(shí)，在施工期間，也要做好檢測(cè)工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不符合要求時(shí)需及時(shí)處理，確保施工技術(shù)的應(yīng)用效果。