曾申美
(中安華力建設集團有限公司,安徽 合肥 230001)
市政道橋建設具有重要作用,除了能使城市交通狀況更好,提升整體形象與居民生活幸福感,還是促進城市經濟發展關鍵。對于市政道橋工程來說質量是生命,沉降段路基路面出現病害概率高,常見有不均勻沉降、路面中間低兩側高、沉陷與變形等。通行安全隱患大,易于出現事故,維護與保養任務重和費用高。基于沉降段質量病害危害性,當前要針對此段路基面施工深入研究,提高施工技術,通過合理設計結構、科學搭板、做好臺背填筑等,預防與控制沉降段路基面病害,促進市政道橋工程社會效益更好發揮,并提升工程建設經濟性。
市政道橋工程建設之中,沉降段施工中路面常會出現問題,表現為高低不一。主要是路面施工質量不符合要求,壓實度不夠,承載力的能力有限,在不斷車輛荷載之下,將會導致路面嚴重變形,導致中間低兩側高。市政道橋比較繁忙,通行車輛多,路面中間與兩邊高低不一樣,車輛行駛風險高,易于引起事故。路面變形未及時解決,將會使情況惡化,同時也會引起其他病害出現,市政道橋功能難以正常發揮,無法繼續通行,處理起來也比較麻煩,需要時間長,城市交通將受到影響。
市政道橋工程沉降段質量病害之中,不均勻沉降是一個主要方面。沉降將呈現出臺階型,在這樣的路橋上行駛會有顛簸感,缺乏舒適度,也會引起橋頭跳車或者其他問題,是導致行車事故重要原因。不均勻沉降原因很多,有些是因為過渡段未能做好處理,忽視一些細節性問題;有些則是施工中坡度設計與處理不合理。此外不均勻沉降與軟基處理不當,例如在沉降還沒有穩定的情況下填筑路基[1],或者是軟基處理不徹底有關,引起路基不均勻沉降,最終導致路面不均勻沉降。路基路面不均勻沉降還與壓實不達標相關,對市政道橋使用影響大,故而要做好不均勻沉降預防與控制。
沉降段路基面易于發生沉陷,常見有橋臺沉陷與引導臺沉陷,車輛在這些地方通行隱患大。市政道橋沉降段路基面變形出現率高,除了路堤變形,還存在橋頭搭板變形與臺背地基變形。市政道橋施工會遇到各種地形,如果不平整,且整體比較陡,臺背土方則會凹凸不平,這種情況下壓實難度大,往往難以達到預期壓實效果。土壤中水分沒有被壓出,承載力的能力不夠強,車輛反復荷載下路面就會沉降變形。道橋工程以搭板結構為主,采取這種結構有一定好處,可縮小道路與橋梁在剛度方面的不同[2],對于沉降有一定的控制效果,同時也能使沉降均勻化,具有十分好的防范橋頭跳車的作用。當前施工中經常因為搭板設置不合理,致使末端填土存在塑性變形,最終將會導致搭板沉降變形。另外臺背地基也會變形,主要是因為沒有做好地基處理,穩固性達不到要求,最后會造成路面沉降。
市政道橋沉降段施工要做好質量控制,預防與減少路基面病害,必須在做好沉降段結構設計,一定要保證結構合理。道橋沉降段路基面結構設計之中,應關注軟土路基,對于處理難度比較大的,除了要全面分析與考慮,合理展開技術設計,還要在過程中做好動態與聯合設計。組織專業人員對設計分析與對比,選擇最優結構設計,并要進一步完善,確保軟土路基路面結構設計符合實際與科學合理。科學進行搭板設計,綜合考量,確定好結構形式與連接形式,一定要有效防止橋頭搭板不均勻沉降。
沉降段路基路面設計要確定好鉆孔的數量,同時要結合經驗與類似工程,以及通過研究準確計算,合理確定鉆探深度。掌握軟土地基情況,包含性質、機械性能等,結構設計中充分考慮,采取合適的處理技術與措施。結構設計要結合相關方面展開,例如橋頭路堤與橋臺沉降量,并要考慮通車的狀況,最終所確定的結構設計方案,應滿足預防與控制土層側向移動要求,且要能夠防范與控制路基填土位移。實際操作中要保證沉降段路基路面結構穩定,控制沉降,降低不均勻沉降出現率和影響性,可運用強度漸變段設計技術[3]。采用這種技術設計,可使沉降差異不超過5cm,具有比較好的控制不均勻沉降效果。
軟弱地基承載力不夠強,易于變形,這是導致道橋路基面不均勻沉降主要原因。基于此沉降段施工之中,為了有效控制路基面質量問題,應做好軟弱地基的處理。軟弱地基處理要根據具體工程,以及設計、軟土性質、地基所處環境等確定處理方法[4]。針對軟土厚度大,在地基施工中路堤要高一些,并要在針對路基做好填充材料選擇。填充材料要滿足提升軟弱地基剛性與承載力需求,另外要控制要填充量,不能引起擠壓變形,通常要選擇輕質填充材料。
道橋沉降段主要在一些低洼,或者是存在溝壑的地方,這些地方軟土有一個特點,以黏性土為主,施工要一邊挖掘一邊晾土,通過此種方式降低土壤中含水量。土層開挖需要注意一點,開挖深度與填土高度存在聯系性,必須要掌握相關要求與規律,通常情況下填土高度在4m以內,開挖深度則要控制在0.6m左右。過程中會遇到填土高度在4m之上的情況,開挖深度要隨之變化,一般要超過1m[5]。開挖可使軟弱地基深層土獲得晾曬,含水量會減少,土質密實度也會提升,達到改善軟弱地基目的。施工會受到氣候條件的影響,如果在雨季在軟弱地基回填之中,需要使用石灰土,當其與軟弱地基處黏土接觸以后,能夠吸附含有的水分,軟弱地基承載力能力會增強。
軟弱地基處理技術非常多,如換土技術、強夯法、粉煤灰應用法、換填墊層法、攪拌樁法、擠密樁法等。確定采用哪種地基處理技術和方法,依據軟弱地基土壤性質、含水量、不均勻沉降控制實際需求等選擇。另外施工方式不一樣,軟弱地基處理往往也會存在差異。沉降段過渡基底處理可采用擠密樁法,也可在過程中采取打入樁的辦法幫助地基提升強度與剛性。實際施工要依據順序進行,通常情況下要先打入樁,然后依照規定與要求依次展開擠密樁和橋臺基礎樁基施工。地基處理中需要注意,很多處理措施要同時展開,其中就涉及了橋臺處理、相鄰路堤處理、基地處理,以及橫向結構物處理,每項處理都要符合技術標準與質量要求。
道橋沉降段路基面施工過程中,搭板設置是重點,首先要合理確定設置方式。道橋是用于車輛通行的,勢必需要反復承受荷載,路基面在這種情況下剛性會發生變化,厚度也會受到一定影響。施工中搭板設置要充分考慮相關情況,操作中可讓搭板與路基面頂面保持平行,并要控制好搭板標高,這里針對的是頂面,應當確保其與橋面層底標高相同。沉降段施工牽扯到過渡問題,集中在路基與橋梁之間,搭板設置為了解決存在的問題,在設置時可從標高入手,使搭板頂面與路基頂面標高相同。施工中搭板設置還可采取其他方式,根據需要與橋頭連接一致,具體如何設置要根據實際工程與沉降段路基面施工設計與方案確定。搭板設計會給出標高值,實際設置中一般需要進行調整,適當的提高標高值,但要控制要度,不能超出設計值過多。搭板設置中反向坡預留也非常重要,坡度值要具有合理性,通常要結合沉降值確定[6]。
搭板施工中連接是關鍵,需要將其連到橋臺上,施工操作要規范和符合要求,且要在搭板與臺背之中建造搭板近臺端。搭板有可能會出現縱向移動,為了避免這種狀況發生,應在水平與豎直方向采取固定措施,水平方向使用拉桿,豎直方向采用錨栓固定,有效預防因為滑移而使橋頭出現問題。搭板材料不同,設置方式也會存在差異,如果采用的是板式橡膠搭板,間距要保持在80cm左右,另外在設置中需要設置墊層,一般采用的是油氈,厚度應在1~2cm,同時要設置在搭板近臺端下方[7]。搭板一旦出現轉動,勢必會對路面產生破壞性,使其出現問題,為了防止此種狀況發生,在近臺端上面與牛腿邊緣制作中要注意,一般要呈現倒角狀。搭板與橋臺連接的地方,勢必會留下接縫,為了增強牢固性和防止雨水滲透與侵蝕,應對接縫進行填充。選擇好填充材料,可采用瀝青麻絮填充,也可利用玻璃纖維填充,完成以后要將準備好的瀝青灌到接縫中,以此增強填充效果。
沉降段路基面施工進行中,路堤修筑十分重要,一定要確保具有穩定性,強度也要符合要求,另外則是要做好沉降量監測與檢測,最終一定要符合相關要求。路堤修筑之中,橋頭路堤修筑是關鍵,應從兩個方面進行控制。要確定好填筑土,通常要選擇含水量少的,對于干濕度也有一定要求,必須要高一些。路堤修筑中要采取加固技術措施[8],針對邊坡展開施工,一般可采用錨索框架進行加固處理。橋頭受路堤影響易于出現不均勻沉降,施工中要預防,對橋頭路堤采取加固措施,可采用混凝土加固,也可設置鋼筋架加固。
臺后填筑之中,所選用的材料,以及材料質量,對于沉降有較大影響。結合以往施工的經驗發現,后天填筑采用輕型材料,具有比較好的控制變形的效果,最終也就能獲得良好預防與控制路基路面沉降問題作用。后臺填筑除了要考慮質量,選用輕型材料,還要從性能角度考慮,選用符合填筑需要的。道橋沉降段有一個特點,突出表現為剛柔性,所以填筑材料選擇要合理確定剛度,需結合路基材料與橋臺材料選擇,剛度要在兩種材料剛度之間。臺背施工壓實度要滿足要求,對于這個方面要求高,但是實際操作中壓實存在難度,難以保證滿足壓實要求。基于此應通過填筑材料改善,選用透水率好的材料,同時要滿足好壓實要求,且要具備極高的可塑性。通過以上措施,后臺填筑效果會更好,也能獲得較好的控制沉降效果。
道橋沉降段路基面易于受到自然因素破壞與影響。例如由于降雨出現大量積水,長時間浸泡與腐蝕下,結構穩定性會降低,引起路基面沉降變形。所以沉降段路基面建設要提高排水施工技術水平,結合工程所在地氣候與降水情況,做好排水設計與施工。一般情況下要挖溝槽,根據排水需求確定好管道口徑,然后將其埋設到設計區域,降雨水會隨著管道排走,減少對路基面結構的影響。施工要盡量選擇防水性能好的材料,并要進行必要的防水保護。有些地方雨水多,施工要考慮提高路基。
路基過渡要嚴格依據設計與操作規范施工,另外需要抓好路堤與邊坡維護,可采取植樹的方式,也可使用混凝土預制塊。有些地方刮風比較多,如果不采取措施邊坡巖石會被風化,從而影響結構穩定性。實際作業中針對這類情況,可采用高強塑料網格技術,具有比較好的防護效果。沉降段路基面施工要嚴格依據技術規范與標準,明確對各項施工要求,在施工作業中執行,安排專人監督與檢測,防止違規作業,有效控制路基路面質量。施工強化對沉降量監測,根據實際情況做好控制與調整,解決與防范不均勻沉降。
綜上所述,市政道橋沉降段路基面易于出現病害,主要是不均勻沉降、沉陷與變形等引起的,所以在施工中要做好預防與控制。沉降段路基路面施工要合理進行結構設計,并要做好地基處理、搭板設置、路堤修筑與后臺填筑、排水施工與規范施工過程等。通過這些措施可強化路基面施工質量,有效防范沉降與控制不均勻沉降,減少路基面質量病害出現。