市政路橋過(guò)渡段的施工技術(shù)

徐健寧

路橋過(guò)渡段是剛性橋臺(tái)與半剛性路基路面結(jié)構(gòu)的交界處，也是市政道路中容易產(chǎn)生質(zhì)量通病的環(huán)節(jié)。該處的不均勻沉降表現(xiàn)為橋頭跳車、路面開裂等危害。本文首先從受力結(jié)構(gòu)入手分析不均勻沉降的產(chǎn)生原因，然后結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)施工實(shí)踐中所采取的新工藝方法，對(duì)市政道路路橋過(guò)渡段的施工技術(shù)和質(zhì)量管理要點(diǎn)進(jìn)行探討。

路橋過(guò)渡段是市政道路質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)，最明顯的表現(xiàn)形式是橋頭跳車，其根源是隨時(shí)間增長(zhǎng)而產(chǎn)生的不均勻沉降造成路面開裂。當(dāng)裂縫兩端的高度差大于10mm，超過(guò)普通車輛減震系統(tǒng)的適應(yīng)范圍，乘客就會(huì)感到明顯的顛簸，而且這種沖擊會(huì)加劇路面的破壞。橋頭跳車的情況在我國(guó)城鎮(zhèn)道路較為普遍，國(guó)內(nèi)工程科技人員一直在探索解決之道，例如：中南大學(xué)趙煉恒對(duì)臺(tái)后回填土進(jìn)行柔性加筋注漿試驗(yàn)、中交二公局第四工程有限公司姬猛進(jìn)行臺(tái)背路基液壓夯實(shí)法補(bǔ)強(qiáng)試驗(yàn)、中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司王帥研究了路橋過(guò)渡段工后的沉降規(guī)律。這些近期的科研成果從不同角度為提高路橋過(guò)渡段的質(zhì)量提供了思路。

一、路橋過(guò)渡段產(chǎn)生不均勻沉降的原因

1.力學(xué)結(jié)構(gòu)上存在剛度突變

路橋過(guò)渡段的一側(cè)是結(jié)構(gòu)剛度巨大的鋼筋混凝土橋臺(tái)；另一側(cè)則是半剛性的路基路面，通常是在原狀土或經(jīng)過(guò)處理后的基底上進(jìn)行回填壓實(shí)，與橋臺(tái)的剛度相差懸殊。道路結(jié)構(gòu)在路橋過(guò)渡段形成剛度突變，在車輛荷載的長(zhǎng)期作用下，勢(shì)必造成不均勻沉降。

2.臺(tái)背路基施工質(zhì)量問(wèn)題

臺(tái)背路基處的回填土壓實(shí)不足是最容易暴露的質(zhì)量問(wèn)題，甚至能在通車后的一年內(nèi)就能顯露。施工缺陷產(chǎn)生原因有：（1）回填材料選用不當(dāng)或質(zhì)量不合格，使壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。（2）由于大型壓實(shí)機(jī)械不能過(guò)分靠近既有橋臺(tái)和耳墻等構(gòu)筑物，不得不換用小型機(jī)械或者人工夯實(shí)橋臺(tái)邊緣處的填料，造成局部壓實(shí)度不足。據(jù)石家莊市西柏坡高速公路管理處劉建敏研究，橋背回填土沿路線方向的沉降曲線形成“勺”狀缺陷，最大沉降集中在距橋臺(tái)3～7米處的“勺”口附近。（3）臺(tái)后路基的排水系統(tǒng)存在漏洞。填料隨雨水沖刷流失，從而造成臺(tái)背處的路基虛空。（4）施工管理不嚴(yán)格。挖土?xí)r對(duì)地基造成擾動(dòng)，回填施工時(shí)沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)“三分法”施工，都是管理缺失的表現(xiàn)。

3.路面施工質(zhì)量問(wèn)題

瀝青混凝土路面裂縫是市政道路工程中的常見質(zhì)量缺陷，因其細(xì)微不易發(fā)現(xiàn)，往往得不到足夠重視。細(xì)小裂縫的存在雖然沒直接影響到路面的安全性，但是積水可以通過(guò)裂縫滲入路基，對(duì)路基造成破壞，從而加劇不均勻沉降的發(fā)生。在北方城市，由于冬季存在著凍脹作用，情況就更為嚴(yán)重。

4.天然地基未得到正確處理

未被擾動(dòng)的天然地基的沉降量原本相對(duì)穩(wěn)定，但其上部的填土路堤和車輛動(dòng)載形成新增負(fù)荷，改變了自然沉降過(guò)程。填土越高、車輛載重越大，道路下天然地基的沉降變化就越大。如果地基深處是未作妥善處理的軟土地基，將進(jìn)一步加劇不均勻沉降的程度。

二、市政路橋過(guò)渡段施工技術(shù)

1.軟土地基處理技術(shù)

目前普遍采用的軟土地基處理技術(shù)包括：換填、超載預(yù)壓、塑料板排水固結(jié)、高壓旋噴樁、水泥攪拌樁。在換填材料的選擇上，除了傳統(tǒng)的砂石料之外，泡沫輕質(zhì)混凝土作為新材料也開始得到應(yīng)用，其具有自重輕、強(qiáng)度高、抗震強(qiáng)、施工不受場(chǎng)地局限的優(yōu)點(diǎn)。超載預(yù)壓法可就地取材，成本低但工期長(zhǎng)，剩余沉降量也大，逐漸被效果更好、工期短的塑料板排水固結(jié)法所取代。高壓旋噴樁、水泥攪拌樁加固軟土地基效果明顯、工期短，但費(fèi)用高。

2.剛?cè)徇^(guò)渡新技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)剛度突變的平緩過(guò)渡，傳統(tǒng)做法是采用橋頭搭板設(shè)計(jì)。但在使用階段經(jīng)常因搭板底部回填物被掏空而引起斷板，或?qū)⒊两挡钷D(zhuǎn)移到路基與搭板的連接處而引起所謂的“二次跳車”現(xiàn)象。

變樁長(zhǎng)與變樁距技術(shù)是近年來(lái)研究的剛?cè)徇^(guò)渡新技術(shù)，理論上可以達(dá)到完美的效果，但是對(duì)地勘和施工質(zhì)量要求特別高，因此并未得到廣泛的應(yīng)用。

上海公路橋梁集團(tuán)有限公司將橋頭搭板技術(shù)與變樁長(zhǎng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，路面的沉降量曲線和縱坡曲線變化都更平穩(wěn)，隨著與橋頭結(jié)構(gòu)距離的增加，道路整體縱坡的波動(dòng)程度較搭板聯(lián)合樁基更小，沉降變化更平緩。

3.臺(tái)背回填土壓實(shí)技術(shù)

臺(tái)背回填的施工質(zhì)量要求高于道路主體路基，壓實(shí)度須達(dá)到96%。應(yīng)該從填料選用、壓實(shí)機(jī)械、施工工藝等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。

（1）填料選用。采用透水性材料（砂礫、碎石、礦渣等），填料的承載比（CBR值）必須大于8，最大粒徑不超過(guò)層厚的2/3。選用級(jí)配碎石時(shí)，要注意選用集料粒徑適宜、配比合理，片石或針狀石占比應(yīng)小于20%，黏土或有機(jī)物應(yīng)小于2%。級(jí)配料中0.5mm以下細(xì)土有塑性指數(shù)時(shí)，其液限不應(yīng)超過(guò)40，塑性指數(shù)不超過(guò)10。

填料在使用前應(yīng)做好相關(guān)試驗(yàn)，如擊實(shí)試驗(yàn)、填料液限、塑限等，從試驗(yàn)結(jié)果得出的技術(shù)指標(biāo)來(lái)選擇最適宜的填料。

（2）壓實(shí)機(jī)械。應(yīng)配置專用的成套壓實(shí)機(jī)械（18t以上）和小型夯壓機(jī)械（手扶振動(dòng)壓路機(jī)或平板振動(dòng)壓路機(jī)等），嚴(yán)禁采用人工打夯或“蛤蜊夯”等輕型壓實(shí)機(jī)具。在大型機(jī)械無(wú)法靠近的橋臺(tái)區(qū)域，采用小型夯壓機(jī)械，分薄層夯壓密實(shí)、橫向碾壓的方法。

近年來(lái)，液壓夯實(shí)機(jī)逐漸得到推廣應(yīng)用。對(duì)于橋臺(tái)背等特殊路基段，液壓夯實(shí)機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活、快速高效的特性，既能充分靠近橋臺(tái)又避免對(duì)既有構(gòu)筑物的振動(dòng)沖擊，作業(yè)效率超過(guò)了其他同類機(jī)械。

（3）施工工藝。回填土工作必須在橋臺(tái)混凝土強(qiáng)度、沉降縫和螺栓孔處理、涂刷瀝青等驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行。臺(tái)背回填路基必須挖臺(tái)階，臺(tái)階頂做成2%～4%的內(nèi)傾斜坡，在填筑前臺(tái)階要充分夯實(shí)。填土要求：應(yīng)從兩側(cè)對(duì)稱、平衡地進(jìn)行，兩側(cè)回填的高差控制在15cm以內(nèi)。臺(tái)背回填的每層松鋪厚度不得大于15cm。為防止填土超厚或漏檢，應(yīng)該在墻身背面從基礎(chǔ)頂面起按15cm高度從下往上逐條畫線。每層回填壓實(shí)后都要進(jìn)行檢測(cè)。每間隔45 cm厚度鋪設(shè)一層土工格柵，用U型釘將格柵網(wǎng)格錨固在臺(tái)背側(cè)面。鋪設(shè)土工格柵時(shí)一定要把格柵拉緊，不允許有皺褶，用插釘把格柵固定在底表面上，土工格柵強(qiáng)度高的方向垂直路基軸線方向，相鄰兩幅格柵的搭接寬度為20 cm。

4.路面處置技術(shù)

路面處置技術(shù)主要針對(duì)路面混凝土出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題。首先，要保證足夠的面層厚度。工程實(shí)踐表明，厚度15cm以上的面層可以明顯減少疲勞裂縫的產(chǎn)生。其次，應(yīng)選用密實(shí)型、松弛性能出色、針入度較大的瀝青作為面層材料，以減少面層空隙率，延長(zhǎng)面層抗疲勞性能，減緩裂縫向基層進(jìn)一步發(fā)展的速度。

三、施工質(zhì)量管理要點(diǎn)

合理安排好施工計(jì)劃，在總工期許可的前提下，盡量做到“開工早一點(diǎn)，工期長(zhǎng)一點(diǎn)”。應(yīng)在開工前編制具體可行的專項(xiàng)施工方案，并由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)工程師向施工隊(duì)伍進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，明確每一道工序的施工要點(diǎn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。要使用熟悉臺(tái)背、錐坡回填要求的專業(yè)施工隊(duì)伍，并配備經(jīng)驗(yàn)豐富、認(rèn)真負(fù)責(zé)的施工員和質(zhì)檢員嚴(yán)格按照專項(xiàng)方案進(jìn)行質(zhì)量控制。

完善排水措施，避免施工中的路段被雨水淋泡，并做好完工路面的沉降監(jiān)測(cè)。表面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿車道中線、車道邊線和人行道邊線設(shè)置，間隔不超過(guò)10m，并在臺(tái)后5m處加設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。路基填筑期間，每填筑一層后立即觀測(cè)一次；填筑間歇期間，每3天觀測(cè)一次。路面施工期間，每層加載后應(yīng)至少觀測(cè)一次，并保證觀測(cè)間隔不超過(guò)15天。

嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量問(wèn)責(zé)制和獎(jiǎng)懲制。只有將施工質(zhì)量與施工人員的切身經(jīng)濟(jì)利益聯(lián)系起來(lái)，才能促使施工人員按照規(guī)范進(jìn)行施工，促進(jìn)管理人員對(duì)施工過(guò)程嚴(yán)格監(jiān)督管理，有力保證施工質(zhì)量管控水平。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，路橋過(guò)渡段路面破損造成的經(jīng)濟(jì)損失持續(xù)增加。液壓夯實(shí)機(jī)、泡沫輕質(zhì)混凝土、土工格等新機(jī)械、新材料、新工藝的出現(xiàn)為解決路橋過(guò)渡段不均勻沉降問(wèn)題提供了新思路。只要我們能因地制宜，科學(xué)合理地選用路橋過(guò)渡段施工技術(shù)和方案，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格管理，就一定可以有效提高路橋過(guò)渡段的施工質(zhì)量。