摘要:市政道橋工程是城市基礎設施建設的重要組成部分,對人們的日常出行和城市交通安全產生一定的影響。市政工程的施工條件較復雜、涉及的特殊地質路況較多,沉降段路基路面施工難度大,不僅會影響車輛行駛安全,還會影響工程使用壽命。近年來,市政道橋工程中沉降段路基路面施工技術受到廣泛的關注。本文分析市政道橋工程路基路面出現沉降的具體原因,從沉降段路基路面施工原則出發,闡述搭板施工、軟基施工、填筑施工、變形控制、結構優化和排水技術等重要的道橋工程施工技術,以供參考。
關鍵詞:市政道橋;沉降段;路基;施工技術
市政道橋是重要的交通樞紐設施,是人們安全出行的基礎保障。目前,結構設置、壓實程度與軟基處理是市政道橋工程路基路面的關鍵因素。提高市政道橋沉降段路基路面施工技術水平,可以降低市政道橋在使用過程中的風險隱患,保障人們出行安全,切實完善市政工程施工質量,降低路基路面事故發生率。本文秉持整體性原則、地域性原則、專業化原則,分析沉降段路基路面施工技術,為市政道橋的安全穩定運行提出建議。
一、市政道橋工程路基路面出現沉降的具體原因
(一)結構設置
在施工過程中,大部分搭板需要使用C30鋼筋混凝土構造。在路面布置鋼筋是路面施工基本工序,為提升道橋路面施工質量,主要通過混凝土澆筑的方式實現質量提升。在結構設置上,傳統的搭板施工手段并不復雜,可以有效改變道橋路面結構,促使道橋路面厚度足以承受最高載荷力,但難以避免車輛在行駛過程中出現跳車狀況。在實際應用過程中,工程的施工質量與結構安全上已經得到大幅度提升,但斷裂風險仍然存在,并不能從源頭上解決跳車等突發問題。因此,通過填筑粗細料、過渡板等,強化道橋路基的穩定程度,可以有效降低道橋高度變化與沉降差異,確保道橋路面的平整程度符合國家規范,盡可能減少跳車等一系列問題。
(二)壓實程度
在施工過程中,不同的施工技術人員需要嚴格遵循國家標準完成道橋路基路面的壓實處理工作。實際上,道橋路基路面施工流程繁冗復雜,對人、材、機的實際需求呈現出多樣化,尤其橋梁臺背填土是技術規范的重點。例如,臺背填土需要使用透水性強的土類,同時需要將臺背、錐坡進行回填處理,按照道橋工程設計要求一次性填齊設計寬度,在此基礎上,通過統籌布置的方式完成臺背的填土處理。臺背填土前,原地面必須經過壓實處理,壓實度需要達到并超過95%以上。從臺背路基的壓實處理程度來看,臺背路基的壓實度與施工所需人、材、機的標準、操作步驟息息相關,任何一個環節產生差錯,均會造成沉降風險。另外,在車輛長時間對道橋路基路面的碾壓過程中,道路橋梁車流量大,負荷重力大,路面整體穩定性不高,導致路基的平穩程度失衡,容易造成明顯的沉降差異,影響道橋路面的實際使用效能,誘發不均勻沉降。
(三)軟基處理
地基土中存在軟土、松土等有機物質,天然含水量較高。對軟基而言,其內部空隙較大,天然空隙比高于1.0,承載能力較差。因軟基壓縮性、透水性的顯著特征,具有凝固性差、不穩定等特點,在地基沉降、車輛通行反復荷載的雙重作用下,如果不及時處理軟基問題,并未展開深入性分析,將造成人、材、機的資源浪費。尤其是施工人員在并未了解軟基深度、實際范圍的情況下,將施工方案不恰當地當作延誤施工問題處理。例如,施工單位并未針對施工現場進行軟基情況實際勘察,由于軟基處理方法不恰當,將造成沉降風險陡增,嚴重影響市政道路工程的穩定性與安全性。
二、市政道橋工程中沉降段路基路面施工原則
(一)整體性原則
在施工過程中,從工程整體角度出發,詳細考量道橋工程的規劃設計。以推動道橋工程施工建設圓滿完工為目標,制定可行性較高的規范性施工流程與施工管理機制,促使工程能夠充分滿足地域性交通路網建設需求,對車流實施科學分流,降低市政道橋原有所承受的載荷力,滿足人們的出行需求。施工單位通過實地調研和問卷調查等方式,了解市政道橋工程的實地交通情況,進而制定滿足地域性交通路網發展的施工方案,助力地域性基建建設。為保障市政道橋暢行,施工單位通過細化路基路面施工任務與施工環節,夯實路基,提升路基承載能力,避免后期施工或者使用中因強度不足而發生路基路面變形、不均勻沉降現象,確保車輛通行安全。
(二)地域性原則
在施工過程中,施工單位充分結合地域性條件,因地制宜選擇施工現場附近的土壤、石料。在填充道路基層、面層之前,施工單位通過科學、合理的土壤、石料取樣,做采樣實驗。施工單位根據實驗數據,選擇滲水性、含水性均較為理想的填充材料。施工單位可以優先考慮填充效果較為良好的砂石類石料,切忌首選淤泥類填充材料。
(三)專業化原則
市政道橋工程涉及大量繁冗的施工步驟,需要的人、材、機配置較為復雜,施工單位選擇專業的技術人員參與建設,深入了解實際地形地勢情況,選擇與實際工程相符合的施工技術,合理設計橋梁排水系統技術方案(圖1)。如果排水不順暢,路基路面材料含水量增加,容易引發路面的松動,從而出現沉降。因此,應減少后期路基路面受到滲漏水的影響,提高道路承載力,避免出現橋梁坍塌的嚴重問題,在不同的施工環節,順利推進施工進度,減少道橋工程施工過程中路基路面凹凸不平、連接縫隙、路基塌陷等沉降情況的發生,避免后期運行中路面受到壓力發生承載力不足而變形,甚至塌陷。
三、市政道橋工程中沉降段路基路面施工技術
(一)搭板施工
在實際施工過程中,施工單位需要準確選擇搭板位置,一方面,底部應當與市政道橋工程的路面最低位置保持平行狀態;另一方面,頂部與路基路面標高完全吻合,在同時達到上述雙重標準的前提下施工,確保路基路面的載荷承受能力。鑒于此,施工人員需要花費大量的時間,研究搭板的位置選擇,精準完成搭板施工。與此同時,施工人員預留出反向坡,根據道橋工程中沉降段的實際沉降數據設計反向坡坡度值。在橋臺施工的同時,將橋臺臺端設置在搭板、臺背之間,避免橋頭凹陷,合理設計水平拉桿、錨栓,將鋼筋間距設置為85cm。為防止雨水滲漏等情況,可以選擇瀝青、玻璃纖維保證填縫質量。
(二)軟基施工
軟土層施工工序推進在道橋工程施工過程中需要引起足夠重視。在軟基施工中施工效果較好、應用廣泛的施工方式,主要有表層壓實法、重錘夯實法、強夯法、爆破法、碎石樁法、粉噴樁法、土樁法、砂樁法、石灰樁法等。與其他施工方式相對比,粉噴樁法可以達到較理想的施工效果。在實際運用過程中,可以有效縮短施工進度,促使施工效率得到穩定提升。但是,粉噴樁法的施成本較高,需要在工程造價上審慎控制。大多數路基處理中會采用CFG樁復合技術,該施工技術施工速度快、成本低。在施工過程中,選擇壓縮性強、含水量較少的材料輔助該技術實施,促使CFG樁、樁間土和褥墊層共同構成CFG樁復合地基,提高樁間填充料強度,在提高樁側法向應力的同時增加樁體側壁摩阻力,有效降低路面沉降率。
(三)填筑施工
沉降段路面被壓縮和產生變形主要與路基路面的結構強度,填料的物理性質、力學特性有關。選擇滿足沉降段路基路面設計要求的填料。結合工程施工的地形地貌、土壤條件,對采集樣品進行數據對比和分析,選擇符合設計要求的路基路面填料,降低不均勻沉降現象發生率,規避橋梁道路的質量事故。選擇含水量少、滲水性能好的砂石類材料的路基填料,橋臺部位路堤填料嘗試選用可壓縮性較強的填料,為防止沉降持續嚴重,施工單位通過選擇由瀝青、纖維穩定劑、礦粉及少量的細集料,與瀝青瑪蹄脂填充間斷級配的粗集料而組成的瀝青混合填充材料,控制路基路面所承受的載荷,瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)能夠有效防止由載荷所引起的大面積沉降現象,保障路橋銜接段剛性平緩過渡。在填筑過程中,要實時檢測,觀察路面回填的高密度與壓實強度,提前做好填筑試驗,若發生異常,及時更換不符合施工標準及要求的回填材料,保障填筑施工質量。另外,還可以應用SBS改性乳化瀝青橋面防水涂料、防水滲透性較高的AMP-100二階反應型橋面防水涂料配合瀝青瑪蹄脂碎石混合料施工。
(四)變形控制
變形控制作為有效控制道橋工程施工質量的方式,可以控制沉降段沉降幅度,強化道橋交界位置。一方面,在施工過程中,施工單位利用5G+BIM技術做三維建模,通過計算機模擬道橋工程施工現場實際情況,進而利用CAD三維繪圖獲得精準的路基路面沉降面積和沉降范圍。另一方面,施工人員充分結合工程施工技術,通過對沉降差異作出有效控制,模擬沉降面積內預期施工目標,防止產生變形控制誤差。在施工前,針對沉降段做變形控制實驗,保證控制過程、控制結果的合理性,達成控制目標。
(五)結構優化
我國目前大多數采用衡量制度參與工程施工。鑒于此,在道橋工程施工時,施工人員結合自身施工經驗與工程實際需求,充分調動施工現場周邊的全部條件,制定出完善的沉降段優化方案,利用先進設計手段施工。
施工人員需要多維度提升施工質量,在優化路基路面施工經驗的同時,規避填土位移的產生。例如,運用土木格柵技術切實提高道橋的穩定性,將沉降段沉降量控制在合理范圍內,減少道橋路基路面不必要的維修次數。
(六)排水技術方案
一般情況下,道橋出現沉降段的位置,主要為雨水集中的淤積區域。這部分的路基路面在長時間雨水浸泡的過程中,產生較為明顯的質變。因此,在路基路面施工過程中,施工單位充分考慮地下水對道橋工程產生的負面干擾,同時,結合道橋周邊地形地貌,考慮自然降水對道橋排水產生的影響,制定出全面的排水技術方案。
四、結語
綜上所述,道橋由于受到地理位置、地質條件等綜合性因素的影響,在正式運行過程中容易出現沉降等問題,為確保道橋的正常使用,施工人員需要嚴格遵循施工規范,在完善施工技術的同時,嚴格把控路基路面的施工流程,同時,有效結合沉降段的沉降情況展開具有針對性的施工作業。在此過程中,施工單位需要針對道橋總體施工質量展開科學監管,對存在的安全隱患及時發現、及時處理。
參考文獻:
[1]孫小緒.沉降段路基路面施工技術在市政道路橋梁工程中的應用[J].工程技術研究,2022(08):46-48.
[2]張向陽,任尚磊,徐敏,等.塌陷區公路路基沉降變形規律模擬[J].采礦與巖層控制工程學報,2021(03):109-116.
[3]謝杰輝,牛富俊,彭智育,等.濱海高速公路軟基變形規律及沉降預測應用[J].華南理工大學學報(自然科學版),2021(04):97-107.
[4]李晉禹,翁鶴森,王哲,等.濱海軟土區泡沫混凝土路基施工技術與沉降控制研究[J].路基工程,2021(01):127-131.
[5]秦拓.道路橋梁工程中沉降段路基路面施工技術與質量控制[J].智能城市,2020(24):83-84.
[6]郭曉艷.市政與公路不同計價模式下道路橋梁工程造價對比研究[J].居舍,2021(13):147-148.
[7]張涵墨,張欖.高速公路道路橋梁工程設計中存在的安全隱患及對策[J].江西建材,2020(11):83-85.
[8]唐榮,李云霞.山區高速公路挖方路基邊坡穩定性及動態設計分析[J].工程技術研究,2020(20):193-194.
作者簡介:徐文浩(1979),男,山東省鄒平市人,本科,工程師,研究方向為市政工程。