蔣建輝
(廣州機施建設集團有限公司,廣東廣州 510725)
市政道橋工程建設進程持續推進,為交通運輸事業發展提供了保障,但在交通載荷、氣候溫度、施工技術等多種因素共同作用下,引發了沉降問題,造成安全交通隱患,影響交通運輸和經濟發展,甚至加劇安全事故發生風險,尤其是交通流量較大的路段,車輛荷載加劇,會進一步加劇路基路面沉降程度。以下就道橋工程沉降危害展開具體的分析。路基路面沉降如圖1 所示。

圖1 路基路面沉降
當路基路面結構發生變化或,會引發沉降現象,降低道路工程質量同時,阻礙交通通行,不及時處理,會在車輛荷載作用下,加重沉降程度,大大縮短了道路的使用年限。若沉降部位為道橋連接處,會增加沉降量,最終導致該路段停用。勘察發現,沉降段路面有凹凸不平的現象,引發了跳車情況,降低了駕駛安全性,并在長期載荷作用下,持續縮減道路的使用壽命。
沉降路段交通事故發生率明顯高于正常道路,由于路面坑洼不平,駕駛體驗較差,當作出超車動作或是加速動作,容易引發安全事故。即便是細微的沉降量,也會影響安駕駛,加劇安全事故發生率。基于此,必須優化改進施工技術,解決沉降問題。
在開展市政道橋工程建設過程中,常見復雜地質條件,對工程進度和工程作業均產生了一定的負面影響,尤其是陡峭地形,增加了臺背土方平整和壓實難度,影響路基的排水效果,當雨季來臨,會因路面積水無法及時排出,而引發開裂、塌陷等問題,進而造成路基變形。正在使用中的道路若未達到荷載標準,也會引發沉降問題,當路面同一時間段內通行的車輛過多,其載荷也隨之增加,加劇了沉降段路基路面的處理難度[1]。受施工人員、施工材料等因素影響,在施工作業過程中,未充分壓實臺背填土,直接引發沉降問題。
基于上述可知,臺背填土壓實度不足,會直接引發沉降危害。勘察發現,橋梁臺背分布在河道兩旁,其土壤中的含水量超標,當投入使用過程中,會引發不規則沉降問題,尤其是造成道橋連接處路基路面的沉降,增加了沉降路段的承載力,造成嚴重的后果。
市政道橋工程施工中,常見軟土地基、膨脹土等不良地質,處理不得當,會降低道路的穩定性。其中軟土地基最為常見,其土質孔隙大、滲透力差、可塑性強,容易發生變形,當地基結構發生變化后,軟土層也隨之發生變化,從而引發沉降,并逐漸擴大路面的沉降面積。
在道橋工程中,存在回填不合理、石方過高等情況,進而加劇了路基的自重力,降低了路基的穩定性。部分施工人員未按照回填標準選擇填料,多使用沖填土、雜土等,造成了不均勻沉降問題的發生。沖填土強度較低,壓縮性很高,回填后,若不妥善加固,會造成坡體下滑,進一步引發沉降危害。
半挖半填路面在道橋工程沉降段很常見,施工難度大于常規路段。在具體施工過程中,未能及時壓實回填土或是壓實程度不足,進而引發了路面沉降問題,誘發坍塌事故的發生。
施工技術實施效果,直接影響道橋結合部位施工質量。勘察發現,道橋結合部位承受力相對較弱,容易出現應力集中的情況,經過雨水沖刷及風化后,會腐蝕結合部位,進而引發沉降問題,安全事故發生率也隨之提升[2]。
土壤夯實或是臺背填土夯實,均與路基路面沉降病害的發生密切相關,關乎到道橋工程整體建設質量。為此,在實際施工中,引入了夯實技術,借助專業化機械設備將土壤中的水分排出,并于夯實施工作業結束后,開展土壤牢固程度試驗,常用濕法重擊試驗輔助檢測,檢測結果準確度高,能夠將土壤中的含水量控制在合理范圍,確保達標后,開展后續的工序。
修筑路堤可提升路基的穩定性,在實際施工作業中,重點加強對橋頭段路堤的修筑,最大程度上提高路堤的堅固性,修筑前,優選符合施工標準的用土材料,首選干濕度較高、含水量適宜的土壤,借助錨索框架進行妥善加固,進而從根本上提高路堤邊坡的穩定性。同時,在修筑橋頭段路堤時,使用鋼筋架和混凝土材料進行加固處理,防范沉降問題的發生。
道橋建設工程后臺填筑施工質量,與路基路面沉降問題的發生密切相關,為保證后臺填筑效果,優選合適的填筑材料,加強對材料質量的把控,避免因材料自身問題引發沉降問題。實際施工中,首選輕型填充材料,一方面控制沉降量,另一方面防止發生壓縮形變,防止出現雨水滲漏的情況,保證后臺的填筑質量。在施工前,調查沉降段有無跳車情況的發生,明確沉降類型,進而針對性地進行處理,填筑作業實施期間,使用壓縮性較強的填筑材料,盡可能降低沉降概率,防范行車高載荷造成路基結構形變,若使用的是碎石等填筑材料,要做好施工作業結束后的清理工作,保證路基路面的整潔度。
搭板設計能夠緩解和削弱沖擊載荷,通過優化設計搭板,能夠最大程度上提高承受能力,進而提高工程質量,起到良好的過渡作用。在具體開展施工作業過程中,施工人員科學計算道路路基路面有關的參數信息,科學設計搭板標高,嚴格按照施工標準預留出一定的坡度。同時,加強對路面縱斷面的固定,從而提高路面的穩固性。處理搭板及其橋臺連接部位時,預先設計了錨栓,旨在避免施工作業過程中發生位移情況,防止橋頭凹陷。具體設計時,計算好鋼筋間距和目的,合理調整拉桿方向,確保與限制位移方向一致[3]。優選硬度合格的建筑材料,氧控制搭板長度和寬度,合理處理伸縮縫,使用理清材料連接搭板和橋臺,避免造成路面開裂情況,進而提升橋面和路面的處理效果。處理支座時,在臺端下的部位鋪好氈墊。處理倒角時,控制好搭板的轉動角度,避免影響路面整體框架結構。
深化道路路基結構設計,制定完善的結構設計方案,可最大程度上控制沉降量。基于沉降段交通通行量及行車需求,結合實際情況,優化路基結構設計,將搭板尺寸控制在合理范圍,確保滿足實際施工需求。路基大面積施工前,做試驗段,并根據試驗段結果,與設計單位進行溝通,進一步優化路基結構設計參數,保證設計與實際施工吻合。為避免發生側向位移情況,引入了土工格柵工藝,增加了土層的抗剪切強度,結合沉降段路基結構的變化規律,隨時調整和改進設計方案,切實將沉降量控制到最小。
軟土路基處理難度較大,在處理技術選擇上要結合實際情況優選處理工藝,科學計算軟土中的含水量,掌握承載力情況,并使用水泥粉噴樁技術開展施工作業,此種處理技術在道橋工程中廣泛應用,有顯著的應用優勢。研究發現,水泥粉噴樁技術便于人員操作,能夠改善地基沉降情況,但具體應用時,要結合路基路面情況合理實施水泥粉噴樁技術。具體應用以下幾種技術進行處理。
(1)排水固結法。在軟土地基處理過程中,充分做好排水工作,使用排水固結法進行處理,通過空隙將軟土中的水分排出,降低土層沉降風險;固結效果好。經試驗測試,滿足道橋工程施工建設標準,具有實際應用的可行性,能夠保障技術實施效果。
(2)軟基處理法。軟基處理技術也是常用的軟土地基處理方法,此種處理技術更適用于排水固結效果不理想的軟土層。施工前,預先將淤泥土層清理干凈,之后開展換填作業,換填材料以碎石、廢渣為主。經驗證,換填后的地基穩固性好,含水量達標,可開展后續施工作業。
選擇合適的路堤填料材料,能夠改善路基沉降程度,施工前,結合工程勘察情況,分析路基土壤組成成分,進而選擇與其相匹配的填料類型,施工中多使用沙石類的材料作為路堤填料使用,其材料的滲水效果好,能夠降低土壤中的含水量,最大程度上防范路基路面沉降[4]。因此,首選滲水性好、方便施工作業開展的填料,進而保證路堤填筑質量。完成填筑后,做好相應的壓實工作,進一步提高壓實度和堅固性,預防沉降。
半挖半填路基很常見,此種施工設計,能夠有效控制和避免路基破體下滑,能夠提高道路整體的穩定性。為進一步提升道橋工程施工質量,解決沉降問題,進一步深化半挖半填路基設計,先將道路上部分挖方下部分填方的處理方式,于路堤路基位置修筑臺階,合理控制臺階的寬度,同時,于臺階底部設計向內的斜坡。若開挖作業施工難度大,可預先修筑路基護肩,提高路基的承載力水平,增加整體結構的承重力,防范沉降問題發生同時,降低安全事故發生概率。
為提升路面美觀性,降低開裂或是塌陷風險,使用灌縫機填充密封膠。施工前,將槽內雜質清理干凈,使用熱噴槍對密封膠進行加熱處理,并灌入槽內,灌縫后,做好清縫工作,將路面清理干凈,保證路面的整潔度。
工程實施前,做好全面的勘察工作,安排專人深入施工現場進行調研,掌握第一手工程資料,了解沉降段水文地質情況,全面考量引發沉降問題的因素,綜合考量后,制定完善的施工方案,編訂施工組織設計說明,切實為解決路基路面沉降問題做好充分的設計工作,依據路基路面加固需求,選擇合適的處理技術,提高工程施工技術實施效果同時,管控工程成本,保證工程效益。針對地形復雜的地區,要制定特殊處理方案,并制定完善的施工管理制度,明確人員分工,促使施工人員切實履職盡責,嚴格按照施工技術實施流程進行,把控施工技術上實施要點,減少施工差錯的發生。同時,建立責任追究機制,加強問責,避免問題發生時,相互推諉責任。
在路基填筑前,全面分析路基結構,評估和分析路基結構是否發生位移、形變等情況,進而針對性地實施相應的施工技術。施工人員將施工現場的雜物清理干凈,有軟土層的情況下,預先處理軟土層,并密切觀察地基壓實度,檢查排水情況,確保準備工作充分。認真篩選合適的填料,更好滿足路基填筑施工需要。
填土壓實程度,關乎到路基路面沉降程度,在實際施工中,使用專業化的機械設備進行碾壓,按照先緩慢壓實、后快速壓實的方法,重復碾壓,確保壓實度滿足工程標準[5]。施工人員嚴格控制碾壓速度和碾壓順序,將相關參數控制在合理范圍,碾壓前,檢查碾壓設備使用情況,保證施工效果與技術規范相吻合。
定期組織施工人員參加技術培訓,講解沉降危害、路基路面沉降誘發因素及防范方法,介紹各種處理技術及技術的實施要點,促使施工人員牢牢掌握施工技施要領,扎實理論基礎同時,提高自身的專業化水平,切實提高道橋工程施工建設術實品質,減少質量通病的發生。
待工程投入使用后,定期檢查沉降路段路基路面加固效果,做好養護管理工作,監測車輛流量,避免出現載荷超出路基路面承載力的情況,將沉降量控制在合理范圍;一旦發現有路面裂縫或是塌陷的情況,及時處理,避免擴大沉降面積,將風險隱患控制到最小,最大程度上沉降危害性,促使交通運輸業發展。
綜上所述,市政道橋工程中沉降危害很大,若不及時處理,會增加安全隱患,引發安全交通事故。通過科學實施施工技術,能夠預防和控制路基路面沉降問題的發生,切實提高道橋工程施工建設質量。通過強化施工管理、加強施工技術指導,可進一步解決道路沉降問題,保證交通安全通行。