沉降段路基路面施工技術(shù)在道路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用

摘要 文章主要介紹了沉降段路基路面施工技術(shù)在道路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用，以某道路橋梁沉降段的路基路面施工為例，通過(guò)了解該項(xiàng)目的工程概況背景，從路基路面的具體設(shè)計(jì)等方面，詳細(xì)闡述了施工過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)和技術(shù)要點(diǎn)，以期為相關(guān)工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 沉降段；路基路面施工技術(shù)；道路橋梁工程

中圖分類號(hào) U416.04 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）07-0115-03

0 引言

道路橋梁作為城市交通的重要組成部分，承載著大量的車輛和行人流量。然而，由于地質(zhì)條件、施工質(zhì)量、自然環(huán)境等因素的影響，道路橋梁在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)沉降和變形的問(wèn)題[1]，不僅會(huì)影響道路的平穩(wěn)性和安全性，還會(huì)導(dǎo)致設(shè)施的損壞和維修成本的增加[2]。因此，為了解決道路橋梁沉降問(wèn)題，研究人員開(kāi)始關(guān)注和探索沉降段路基路面施工技術(shù)。該技術(shù)旨在通過(guò)改善路基和路面的施工方法，減少沉降和變形的發(fā)生，提高道路橋梁的穩(wěn)定性和耐久性。

1 工程概況

某道路橋梁路堤下開(kāi)挖隧道工程，是一項(xiàng)挖掘和建設(shè)隧道的工程項(xiàng)目。該隧道位于道路橋梁的路堤下方，具有特定的內(nèi)輪廓形狀。隧道的上部呈半圓形，下部呈矩形，形成了一個(gè)獨(dú)特的內(nèi)輪廓斷面。隧道斷面如圖1所示，該隧道的凈高為4.9 m，凈寬為3 m，總長(zhǎng)為81.57 m，隧道的內(nèi)部空間足夠?qū)挸ǎ軌蛉菁{來(lái)往車輛和行人的通行。在施工過(guò)程中，隧道的中間段采用明挖法進(jìn)行施工。明挖法是指通過(guò)挖掘機(jī)等工具直接挖掘土壤和巖石，將隧道內(nèi)部的土方或巖石挖掘出來(lái)。回填法是指在明挖法開(kāi)挖的隧道兩端，將挖掘出來(lái)的土方或巖石重新填充回去。

2 道路橋梁工程建設(shè)中沉降段路基路面設(shè)計(jì)

2.1 路基強(qiáng)度

路基強(qiáng)度的評(píng)估主要考慮土基的回彈模量和頂面彎沉值。回彈模量是一種用來(lái)評(píng)估土壤變形性質(zhì)的指標(biāo)[3]。工程中土基的回彈模量E0的要求是大于等于30 MPa，回彈模量越大，表示土基的剛度越高，能夠更好地承受荷載和減少沉陷。因此，要求土基的回彈模量不低于30 MPa，保證路基的穩(wěn)定性和承載能力。另外一個(gè)考慮因素是土基頂面彎沉值。頂面彎沉值是指土基在受到荷載作用時(shí)頂面的沉降程度。工程中土基頂面彎沉值10的要求是300（0.01 mm），在荷載作用下，土基頂面的沉降不應(yīng)超過(guò)300（0.01 mm）。通過(guò)限制土基的頂面彎沉值，保證路基的平整度和穩(wěn)定性，確保道路的安全性和舒適性。

2.2 橋頭路基

橋頭路基的建設(shè)需要考慮復(fù)合地基樁頂高程、橋臺(tái)施工作業(yè)以及橋臺(tái)和樁基的建設(shè)。首先，復(fù)合地基樁頂?shù)母叱搪缘陀诔信_(tái)底標(biāo)高[4]。復(fù)合地基是指在土壤中加入一定比例的水泥或其他材料，以提高土壤的承載力和穩(wěn)定性。在橋頭路基的建設(shè)中，復(fù)合地基樁頂?shù)母叱桃缘陀诔信_(tái)底標(biāo)高，以確保橋臺(tái)和承臺(tái)之間有足夠的空間進(jìn)行施工和維護(hù)。復(fù)合地基建設(shè)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，安排橋臺(tái)的施工作業(yè)。橋臺(tái)是連接橋梁和路基的重要結(jié)構(gòu)，需要具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。施工過(guò)程中，使用小型振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)壓實(shí)填料。通過(guò)振動(dòng)壓路機(jī)的作用，填料能夠更加均勻地分布并緊密壓實(shí)，增加橋臺(tái)的穩(wěn)定性和承載能力。此外，在部分路段，計(jì)劃建設(shè)水泥樁和埋設(shè)圓管涵，以減小基礎(chǔ)底部樁間距。水泥樁是一種通過(guò)在土壤中注入水泥漿，形成固結(jié)樁的工法。通過(guò)在基礎(chǔ)底部埋設(shè)圓管涵，有效減小樁間距，提高基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性。

2.3 特殊路基

特殊路基是指在道路橋梁路堤下開(kāi)挖隧道工程中，需要采取特殊措施來(lái)加固和穩(wěn)定的路段。

（1）軟土路段的土壤承載能力較低，容易發(fā)生沉陷和變形。為了增加土壤的承載能力和穩(wěn)定性，在路段中使用袋裝砂井。袋裝砂井是將砂袋填充在土壤中，形成一種增強(qiáng)層，提高路段的承載能力。此外，還采用等載預(yù)壓的方法，通過(guò)施加預(yù)壓荷載來(lái)壓實(shí)土壤，增加其穩(wěn)定性[5]。

（2）在匝道臨近橋梁的軟基路段，為了增加土壤的承載能力，采用水泥攪拌樁。水泥攪拌樁是通過(guò)將水泥與土壤充分混合，形成固結(jié)樁，提高路段的穩(wěn)定性。同時(shí)，也使用等載預(yù)壓的方法來(lái)增加土壤的密實(shí)度和承載能力。

（3）在橋臺(tái)后30 m以內(nèi)存在軟基的路段，采取多種措施來(lái)加固。除了使用袋裝砂井來(lái)增加土壤的承載能力以外，還使用CFG樁。CFG樁是一種通過(guò)將水泥與粉煤灰充分混合，并注入土壤中形成固結(jié)樁的方法。此外，也采用等載預(yù)壓的方法來(lái)提高土壤的穩(wěn)定性。

（4）在需要滿足高壓線施工凈高要求的路段，一般土壤的承載能力較低。為了增加路段的承載能力，采用高壓旋噴樁的方法。高壓旋噴樁是通過(guò)將水泥漿注入土壤中，并同時(shí)旋轉(zhuǎn)噴射，形成固結(jié)樁。此外，也使用等載預(yù)壓的方法來(lái)增加土壤的密實(shí)度和承載能力。

2.4 路面結(jié)構(gòu)層

（1）4 cm細(xì)粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）：是車行道路面結(jié)構(gòu)的最上層，用于提供平整、耐久的行車表面，該混凝土采用細(xì)粒料和改性瀝青進(jìn)行配制。

（2）6 cm中粒式瀝青混凝土（AC-20C）：是在細(xì)粒式改性瀝青混凝土之下的一層，用于提供更大的承載能力和耐久性，中粒式瀝青混凝土使用中粒料和瀝青進(jìn)行配制。

（3）8 cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）：是在中粒式瀝青混凝土之下的一層，用于增加路面的承載能力和穩(wěn)定性，粗粒式瀝青混凝土使用粗粒料和瀝青進(jìn)行配制。

（4）1.5 cm瀝青表處（S10）：是車行道路面結(jié)構(gòu)的最下層，主要用于防水和保護(hù)下方層次的材料。該層使用液體瀝青透層AL（M）-2進(jìn)行施工。水泥穩(wěn)定層包括：①18 cm水泥穩(wěn)定碎石（4 MPa）：是水泥穩(wěn)定層的最上層，采用4 MPa的強(qiáng)度水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行鋪設(shè)。②18 cm水泥穩(wěn)定碎石（3 MPa）：是在上層水泥穩(wěn)定碎石之下的一層，采用3 MPa的強(qiáng)度水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行鋪設(shè)。③18 cm水泥穩(wěn)定石屑（2.5 MPa）：是水泥穩(wěn)定層的最底層，使用2.5 MPa的強(qiáng)度水泥穩(wěn)定石屑進(jìn)行鋪設(shè)。

（5）車行道路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)層是15 cm級(jí)配碎石，用于提供路面的承載能力和穩(wěn)定性。

3 防止道路橋梁路基路面沉降的施工工藝

3.1 質(zhì)量控制

（1）在施工過(guò)程中，選擇填料是非常重要的一步。需要優(yōu)先選擇那些具有較好加固效果的材料，以提高路基的穩(wěn)定性和承載能力。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工條件和沉降段的質(zhì)量要求，初步選定幾類填縫材料。這些材料要能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境和施工條件，并且能滿足路基路面的質(zhì)量要求。

（3）在選定幾類材料之后，需要進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)評(píng)估填料的質(zhì)量。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果，判斷填料是否達(dá)到要求，是否能夠滿足路基路面的穩(wěn)定性和承載能力需求。

（4）一旦確定了填料的類型，就要根據(jù)施工要求及時(shí)安排材料進(jìn)場(chǎng)。在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，確保填料的質(zhì)量符合要求。只有符合要求的填料才能用于施工，確保路基路面的穩(wěn)定性和承載能力。

3.2 軟基施工

3.2.1 工后沉降控制

在軟基施工過(guò)程中，控制工后沉降是非常重要的。以分層總和法計(jì)算主固結(jié)沉降Sc，用沉降系數(shù)m修正。在計(jì)算主固結(jié)時(shí)，采用分層總和法。該方法將各個(gè)層次的沉降進(jìn)行累加，得到總的主固結(jié)。同時(shí)，還需要使用沉降系數(shù)m進(jìn)行修正，以考慮實(shí)際情況對(duì)沉降的影響。

一般路段：工后沉降控制在0.3～0.5 m之間。這個(gè)范圍是根據(jù)道路的使用要求和經(jīng)驗(yàn)確定的。控制在這個(gè)范圍內(nèi)，保證道路的平整度和車輛的行駛安全。

橋臺(tái)與路堤相鄰處：對(duì)于橋臺(tái)與路堤相鄰的區(qū)域，工后沉降控制要更加嚴(yán)格。控制在0.1～0.2 m之間，保證橋臺(tái)和路堤之間的平衡和穩(wěn)定，防止因沉降導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞。

涵洞、通道處：對(duì)于涵洞和通道這樣的特殊區(qū)域，工后沉降控制也要有所不同。控制在0.2 m之內(nèi)，確保涵洞和通道的順利通行和結(jié)構(gòu)的安全性。

3.2.2 穩(wěn)定性驗(yàn)算

在進(jìn)行軟基穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，需要綜合考慮快剪和固結(jié)快剪指標(biāo)。快剪指標(biāo)表示軟基在動(dòng)荷載作用下的抗剪承載力，固結(jié)快剪指標(biāo)表示軟基在靜荷載作用下的抗剪承載力。穩(wěn)定安全系數(shù)F需要滿足不小于1.2的要求，以確保軟基的穩(wěn)定性和承載能力。在穩(wěn)定性驗(yàn)算中，還需要考慮地震造成的影響。由于地震會(huì)給軟基結(jié)構(gòu)帶來(lái)額外的荷載和振動(dòng)，會(huì)對(duì)軟基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，在穩(wěn)定性驗(yàn)算中，需要降低穩(wěn)定安全系數(shù)0.1，以考慮地震的影響。

3.2.3 其他方面

在進(jìn)行加載環(huán)節(jié)的施工過(guò)程中，需要控制路基中心的表面沉降速率。穩(wěn)定在10～15 mm/d以內(nèi)，保證施工過(guò)程中的沉降控制在可接受范圍內(nèi)，避免過(guò)大的沉降導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。

坡角部位由于地形的變化和荷載的作用，容易面臨穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。為了確保坡角的穩(wěn)定性，要求側(cè)向位移不大于5 mm/d。通過(guò)限制側(cè)向位移，防止坡角的失穩(wěn)和滑坡等不良情況的發(fā)生。

在軟基施工中，需要考慮孔壓的影響。單級(jí)孔壓系數(shù)表示軟基在孔壓作用下的變形和穩(wěn)定性，綜合孔壓系數(shù)則綜合考慮了多種因素對(duì)孔壓的影響。要求單級(jí)孔壓系數(shù)小于0.8，綜合孔壓系數(shù)小于0.6，以確保軟基的穩(wěn)定性和承載能力。

在進(jìn)行路槽的開(kāi)挖作業(yè)時(shí)，需要根據(jù)沉降速率的變化進(jìn)行控制。如果連續(xù)2個(gè)月的沉降速率不大于5 mm/d，可進(jìn)行卸載并安排路槽的開(kāi)挖作業(yè)。這樣能夠避免施工過(guò)程對(duì)軟基的過(guò)度荷載，保證施工的安全性和軟基的穩(wěn)定性。

3.3 搭板施工

3.3.1 橋頭搭板的施工

在橋頭搭板施工中，需要采取一些措施來(lái)確保施工的質(zhì)量和安全性。其中一項(xiàng)措施是在搭板脫空時(shí)，用砂漿封堵板下的脫空部位。搭板施工時(shí)，需要在路面基層以下澆筑一層墊層。墊層的寬度相較于搭板寬度略增加50 cm，這樣提供更大的支撐面積，增加搭板的穩(wěn)定性。墊層的厚度需要控制在16～20 cm，根據(jù)縱橫比1∶3的坡度控制，以確保墊層的平整度和穩(wěn)定性。

3.3.2 填筑臺(tái)后的施工

填筑臺(tái)后需要選擇適當(dāng)?shù)奶畛洳牧希畛洳牧系倪x擇應(yīng)考慮其透水性能。透水性能好的填縫材料保持水分的自由流動(dòng)，避免水分積聚在填筑體內(nèi)部，減少水分對(duì)填筑體穩(wěn)定性的不利影響。透水性能好的填縫材料還能減少因水分堆積引起的滲流壓力，降低填筑體的滲流風(fēng)險(xiǎn)。填縫材料的壓實(shí)度也是施工的重要因素，填縫材料的壓實(shí)度應(yīng)適中，既要保證填筑體的穩(wěn)定性，又要避免過(guò)度壓實(shí)導(dǎo)致的變形和沉降。適當(dāng)?shù)膲簩?shí)度能提高填筑體的密實(shí)度和承載能力，確保填筑體的穩(wěn)定性和耐久性。填筑臺(tái)后的填筑體應(yīng)具備適當(dāng)?shù)膭偠龋橛诼坊c橋臺(tái)材料的剛度之間。填筑體的剛度對(duì)橋梁的整體穩(wěn)定性和變形控制起著重要作用，填筑體的剛度應(yīng)與路基和橋臺(tái)材料相匹配，以確保整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性和一致性。剛度適當(dāng)?shù)奶钪w均勻分擔(dān)荷載，減小荷載對(duì)橋梁的影響，提高橋梁的承載能力和使用壽命。

3.4 路面的施工

（1）在施工過(guò)程中，選擇適宜的松鋪系數(shù)來(lái)控制路面的松軟程度。松鋪系數(shù)取1.2決定了路面的密實(shí)度和穩(wěn)定性。將粗碎石卸載到位后，使用平地機(jī)來(lái)進(jìn)行松鋪，確保路面的松軟程度適宜。

（2）初壓環(huán)節(jié)：在路面施工的初期，使用8 t的兩輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓。按照由低到高、由邊到中的順序進(jìn)行壓實(shí)，確保路面的均勻壓實(shí)。每次壓實(shí)時(shí)，重疊量取輪寬的1/3，這樣確保壓實(shí)效果均勻。

（3）撒鋪填隙料：為了填補(bǔ)路面的縫隙，使用石屑撒布機(jī)進(jìn)行撒布填隙料。控制松鋪厚度在2.5～3 cm之間，確保填充縫隙的效果。

（4）振動(dòng)碾壓：在初壓環(huán)節(jié)之后，使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓。

（5）再次撒布填隙料：為了進(jìn)一步填補(bǔ)路面的縫隙，需要在路面上再次撒布填隙料。控制松鋪厚度約為2～2.5 cm，確保填充縫隙的效果。

（6）再次振動(dòng)碾壓：使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行再次振動(dòng)碾壓，同時(shí)進(jìn)行人工找補(bǔ)。這樣控制碎石的外露量在3～5 mm之間，達(dá)到平整的路面表面效果。

（7）灑水終壓：最后，使用12～15 t的三輪壓路機(jī)進(jìn)行灑水終壓。灑水量為3 kg/m2，灑水終壓使路面更加緊實(shí)，增加路面的耐久性和抗裂性。

4 結(jié)束語(yǔ)

沉降段路基路面施工技術(shù)在道路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用具有重要的意義。通過(guò)合理的施工技術(shù)和措施，可以有效地提高道路橋梁的穩(wěn)定性和耐久性，延長(zhǎng)其使用壽命。同時(shí)，該技術(shù)還可以減少施工過(guò)程中的沉降和變形，提高工程的施工質(zhì)量和效率。因此，在今后的道路橋梁工程建設(shè)中，進(jìn)一步推廣和應(yīng)用沉降段路基路面施工技術(shù)是非常必要和重要的。希望該文對(duì)相關(guān)工程的設(shè)計(jì)和施工提供一些有益的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]梁建文. 市政道橋工程中沉降段路基路面施工技術(shù)探討[J]. 新潮電子， 2023（4）： 97-99.

[2]李高濤. 市政道橋工程中沉降段路基路面施工技術(shù)探討[J]. 建筑與裝飾， 2022（15）： 136-138.

[3]高雅， 尤明熙， 楊飛， 等. 高速鐵路路基沉降對(duì)車體振動(dòng)影響研究[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)， 2023（4）： 1139-1148.

[4]張少均， 柳凱， 朱磊磊， 等. 沖擊碾壓改建路面施工對(duì)路基動(dòng)力效應(yīng)的試驗(yàn)研究[J]. 公路工程， 2021（1）： 154-160+204.

[5]王安輝， 黃展魏， 張艷芳， 等. 工業(yè)廢渣基固化劑加固軟土路基技術(shù)及施工應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù)， 2023（16）： 2028-2031.