高速公路改擴(kuò)建工程梁橋加寬樁基礎(chǔ)沉降的控制措施

楊陽

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

近年來，我國交通量呈快速上升趨勢，當(dāng)前高速公路建設(shè)已與目前交通出行量不相匹配，交通安全及道路出行情況成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題，因此，需要對大部分高速公路進(jìn)行改建與擴(kuò)建[1]。在高速公路梁橋改擴(kuò)建的工程中，加寬樁的基礎(chǔ)沉降控制措施是梁橋施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于梁橋本身的沉降量較小，其臺板材料的剛度不強(qiáng)，以及路基壓實(shí)的困難，使高速公路在改擴(kuò)建后，容易發(fā)生新舊橋面間的質(zhì)量問題，如梁體出現(xiàn)傾斜，關(guān)鍵位置產(chǎn)生裂隙等現(xiàn)象。同時(shí)，沉降問題還會(huì)影響路面的使用年限，破壞路面結(jié)構(gòu)，在一定程度上增加了養(yǎng)護(hù)路面的成本，容易產(chǎn)生諸多梁體危害，從而制約高速公路的建設(shè)與發(fā)展，并嚴(yán)重威脅著人們的出行安全，因此需要控制加寬樁的沉降，提出一系列基礎(chǔ)沉降控制措施，對提高車輛出行舒適度及加寬樁的車輛安全行駛具有重要的意義[2]。目前我國的道路改擴(kuò)建技術(shù)還在不斷發(fā)展與完善階段，本文以高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目為研究對象，為高速公路改擴(kuò)建的梁橋加寬樁施工建設(shè)提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

一.工藝要點(diǎn)

（一）橋頭搭板與臺背填料選擇

橋臺與臺背等不同的路基填料與梁橋加寬樁沉降的發(fā)生密切相關(guān)，不同的填料之間的剛度會(huì)導(dǎo)致梁橋沉降差異，因此需要選擇合理的臺背填料。臺背回填的材料一般選擇透水性較好的粗粒土，粗粒土的優(yōu)點(diǎn)在于容易壓實(shí)，能夠及時(shí)排出土中水分，加速固結(jié)臺背填料過程。考慮到本文所談工程的地勢地形，本文以液態(tài)粉煤灰作為主要臺背填料，粉煤灰密度較低，且液態(tài)粉煤灰具有良好的流動(dòng)性，能夠在基坑填筑過程中達(dá)到緊密效果，適用于高速公路的改擴(kuò)建工程。在粉煤灰中摻入水泥和外加劑，使粉煤灰液化，利用中小型強(qiáng)制式攪拌機(jī)對液態(tài)粉煤灰進(jìn)行均勻充分地?cái)嚢瑁ㄟ^混凝土澆筑的填筑方式填充橋臺臺背的各個(gè)縫隙，使路基與結(jié)構(gòu)物連通，避免路面開裂等梁橋加寬樁的質(zhì)量情況。

（二）梁橋削坡與開挖臺階

在高速公路的改擴(kuò)建工程中，通常采用臺階式搭建，新舊路基搭接位置是加寬樁容易產(chǎn)生裂縫的位置，為保證新舊路基搭接位置的施工質(zhì)量，需要進(jìn)行臺階開挖與削坡[3]。通過過渡流暢的方式緊密銜接新舊路基，充分將新舊路基的接觸面積擴(kuò)大，對梁橋新舊路基的邊坡和基地進(jìn)行清理，將路堤邊坡一部分壓實(shí)程度不高的填土清除，在臺階面設(shè)置錨固區(qū)域，鋪設(shè)土工格柵，由于本文工程需要使用機(jī)械施工，因此通過自下而上的方式開挖，并控制臺階高度不高于100cm，臺階寬度控制在50cm～200cm范圍內(nèi)，臺階底面向路中心橫坡豎向內(nèi)傾20cm，臺階挖至原地面平齊，開挖至路床地面時(shí)，在路床上下分別設(shè)置一個(gè)臺階。根據(jù)本文梁橋加寬樁過渡段的特點(diǎn)，橋臺臺背一般填方較高，需要在自下而上的開挖基礎(chǔ)上，通過逐步開挖進(jìn)行施工，在新舊路基的搭接位置銑刨兩個(gè)臺階，通過銑刨機(jī)進(jìn)行鑿毛拉毛作業(yè)，保證橋面的平整度，為了保證臺階位置的棱角，劃出切縫區(qū)域線，利用切割機(jī)切割，完成新舊路基的搭接施工。

（三）控制加寬樁基與路面壓實(shí)度

在削坡及臺階開挖施工結(jié)束后，應(yīng)將路基壓實(shí)，并嚴(yán)格控制路面壓實(shí)度，嚴(yán)格遵循路基施工技術(shù)規(guī)范，控制填料的壓縮變形[4]。臺背路基厚度應(yīng)不大于20cm，保證其臺根等死角部位得到充分碾壓，為保證壓實(shí)強(qiáng)度，利用光輪壓路機(jī)夯實(shí)，對路基沖擊碾壓25次，在死角碾壓作業(yè)時(shí)，選擇重型壓路機(jī)碾壓，并在翼墻根位置不斷重復(fù)地進(jìn)行不同方向地碾壓，增加碾壓遍數(shù)。新舊路基的結(jié)合部位容易發(fā)生質(zhì)量問題，因此需要通過薄層填充壓實(shí)的辦法夯實(shí)，對臺后的新建范圍進(jìn)行預(yù)壓，并根據(jù)加寬樁過渡段寬度設(shè)定預(yù)壓范圍。保證加寬樁基底至路基頂面壓實(shí)度在95%以上，舊路加寬部分在95%以上，保證路堤的承載力，以提高路堤承載能力。在檢測壓實(shí)度高于90%時(shí)，再利用液壓夯實(shí)新舊結(jié)合部位，經(jīng)過3次以上的夯實(shí)，路基經(jīng)過碾壓控制前后的沉降差應(yīng)在0.5以內(nèi)，夯實(shí)的順序從臺階最遠(yuǎn)的地方開始。對軟土地基進(jìn)行預(yù)制管樁處理，并在樁頂安裝螺帽，加鋪一層碎石墊層和土工格柵，保證路基的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。

二、實(shí)例分析

某高速公路銜接工程拓寬橋梁及車道總長為5.238km，計(jì)劃建成兩座橋梁，中橋利用既有橋梁，通過梁橋拼寬方式進(jìn)行加寬，新橋加寬與通道交叉施工，加寬橋梁所采用的基礎(chǔ)均為樁基礎(chǔ)。為驗(yàn)證方法的有效性，以新舊橋路的沉降為研究對象，對樁基加寬后的樁基承載力和沉降變形情況進(jìn)行分析，該橋梁的基礎(chǔ)形式在既有橋梁的基礎(chǔ)上建立的，將施工控制后的新樁基承載力情況與未施工和舊樁的承載力情況進(jìn)行對比，具體結(jié)果如表1所示。

表1 樁基承載力情況分析表

由表1所示，通過以上方法控制后，樁基礎(chǔ)承載力逐漸增強(qiáng)，從增長幅度可以看出，樁基礎(chǔ)承載力比未施工時(shí)增長了7417kN，比舊樁增長了4277kN，樁側(cè)阻力逐步提高，樁端阻力與樁側(cè)摩阻力趨勢呈負(fù)相關(guān)。加寬樁增大尺寸前后的沉降對比如表2所示。

表2 樁基增大前后沉降對比

由表2可知，樁的沉降變形量在增大尺寸后比原始樁長的沉降變形量更低，沉降范圍減少了0.65cm，變形降低率為25.3%。本文將控制荷載選為原始樁長的容許承載力，當(dāng)荷載為18000kN時(shí)，經(jīng)過控制的樁基沉降具有明顯降低，證明控制新舊橋梁沉降差可以該方法實(shí)現(xiàn)，且具有可靠性。

三、結(jié)語

本文通過橋頭搭板，選擇合理臺背填料，進(jìn)行梁橋削坡與開挖臺階，控制加寬樁基與路面壓實(shí)度，實(shí)現(xiàn)對高速公路改擴(kuò)建梁橋加寬樁的基礎(chǔ)沉降控制，取得了一定的成果。經(jīng)實(shí)例分析，與控制前比較，樁基承載力增加了7417kN，沉降變形量減少了0.65cm，變形降低率為25.3%，證明方法有效。