郭素軍
(河北省高速公路京哈北線管理處)
目前,我國橋梁修筑采用的方式為橋臺和路堤的結(jié)合,兩者的施工材料之間的膨脹系數(shù)不同,容易出現(xiàn)高低不平的問題。橋臺為剛性,基礎(chǔ)比較深,上下起伏比較小。路堤為柔性體,在通行車輛重力的作用下,路堤基地和填料會出現(xiàn)大幅度變形。相對于路堤來說,橋臺的變形微乎其微,所以就會產(chǎn)生路堤和橋頭的降幅差。路橋過渡段修好以后,再消除兩者之間的降幅差,難度非常大,需要大量的資金。因此,為了節(jié)省資金,施工過程中要協(xié)調(diào)好橋臺和路堤之間的降幅差,保證車輛的順利通行。
工程路橋過渡段施工中的路堤材料,應(yīng)該選擇天然的天然砂礫和砂類土,其中砂類土不含粉和細(xì)砂,而且細(xì)粒含量盡量少。同時,禁止采用強(qiáng)度小的土和風(fēng)化石進(jìn)行回填。在工程設(shè)計(jì)工程中,建立有限元模型,分析路堤填料對路堤降幅的影響,閉關(guān)計(jì)算相應(yīng)的碎石土、灰土和砂礫填料,如表1所示。
表1 填料屬性表
圖1 路面中心的豎向位移
由于施工位置地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,所以很難對路橋過渡段的降幅情況進(jìn)行控制。施工方可以采用倒梯形設(shè)計(jì),底部填土高度是路堤填土的3倍,并進(jìn)行1∶1的上長度和下長度進(jìn)行倒坡計(jì)算。河北省某段高速公路經(jīng)過70座大、中、小橋,橋面分界高度平均為6 m。路橋過渡段底部的平均長度為18 m。
圖2 路面中心豎向位移
圖2、圖3所示,過渡段底端長度增加,豎向沉淀位移減少,符合初步設(shè)計(jì)的要求。過渡段位移的減少,可以降低橋頭危害,保證行車的順利通行。過渡段長度為4 m時,過渡段下沉位移比過渡段底端長度為24 m時,下沉幅度僅僅變化1.5 cm。
施工路段必然會出現(xiàn)降幅,只要降幅處于合理的范圍內(nèi),就可以接受。施工方為了節(jié)省資金,需要建立元模式,所以施工路段的長度為4 m。過渡段采用倒梯形的處理方式,自上而下采用1∶1坡率進(jìn)行填筑。碾壓好路堤填土后,在1∶1斜坡上挖掘2 m寬臺階,再進(jìn)行砂礫填筑,路堤和橋臺的連接位置,回填砂礫到路面結(jié)構(gòu)層的底部,如圖4所示。路橋過渡段底部長度比的優(yōu)化,大大減少臺背位置所用砂礫的數(shù)量,減少工程的投資。
圖1所示,相同的路基壓實(shí)情況下,碎石土填料下沉幅度最大,6%灰土和砂礫填料最大下沉為1.8 cm。由于采料地與施工地區(qū)之間的距離比較遠(yuǎn),所以運(yùn)輸成本比較高,施工方為了節(jié)省經(jīng)費(fèi),采用砂礫回填。回填砂礫的標(biāo)準(zhǔn)為粒徑2~60 mm,回填數(shù)量在50%以上,細(xì)粒含量小于5%。施工方要按照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》,對施工段進(jìn)行壓實(shí),壓實(shí)程度不能小于96%。
圖3 路堤高度頂面豎向位移
圖4 路基與橋臺過渡段的縱斷面
路橋過渡段施工質(zhì)量的提高手段之一就是加強(qiáng)施工管理,其貫徹整個施工過程,并對施工方案進(jìn)行優(yōu)化和評估,并生成專項(xiàng)施工報表,駐地監(jiān)理工程師簽署以后,由總監(jiān)理工程師進(jìn)行審核,通過后方可施工。
(1)施工準(zhǔn)備階段主要包括拌合站的建立,準(zhǔn)備材料、坑基和坑底的處理。
(2)拌和施工,控制砂礫含水量在2% ~4%之間。
(3)攤鋪?zhàn)鳂I(yè),將拌合料運(yùn)輸至臺背處,用裝載機(jī)初平,進(jìn)行人工推平,特別是死角位置,保持臺背平整、均勻。推鋪時候。要保持臺背面坡度與結(jié)構(gòu)物坡度一直,方便臺背排水。
(4)碾壓作業(yè)時采用C220型振動壓路機(jī),低振幅碾壓2遍,在用壓路機(jī)進(jìn)行靜壓,直到無明顯輪跡為止。在碾壓過程中,控制含水量,使其小于2%,并采用小型進(jìn)行夯實(shí),使其符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(5)橋段檢測、驗(yàn)收符合標(biāo)準(zhǔn)后,進(jìn)行后續(xù)施工。
路橋過渡段應(yīng)按照施工圖紙對臺背與斜坡進(jìn)行同時填土;按照施工設(shè)計(jì)同時對臺背(回填)與路堤的路床進(jìn)行施工;橋U型橋臺(梁板式)的臺背進(jìn)行回填,并對2個橋臺兩側(cè)進(jìn)行固定(用楔形工具)。施工橋梁不符合國家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn),需要將臺背的回填高度定為臺墻高度的一半,防止出現(xiàn)臺背移動;柱式臺背回填土要保持柱子兩側(cè)的平衡,在蓋梁、臺帽澆筑前進(jìn)行回填,臺帽地面與土壤回填層同時硬化;路堤與臺背相接處的路基端頭,作為施工的重點(diǎn),需要加強(qiáng)端頭銜接處的控制和檢測,防止發(fā)生裂痕,導(dǎo)致雨水滲入,對路基造成損害。
(1)施工方依據(jù)臺背填充材料和結(jié)構(gòu),采用不同的施工方法。
(2)河北省地形復(fù)雜,所以高速公路的施工情況比較復(fù)雜。灌砂法對地基進(jìn)行回填,寬度由上向下變寬。檢測人員每層選取2個位置,保證施工的質(zhì)量。施工椎體保護(hù)破檢測,應(yīng)該在每層選取1個檢測點(diǎn),而含水層每層檢測1個點(diǎn)。
(3)每層壓實(shí)后進(jìn)行自檢,合格后由監(jiān)理工程師進(jìn)行報檢,監(jiān)理工程是同意后,進(jìn)行下一層的填筑。自檢頻率為50 m2一個點(diǎn),不足50 m2也要進(jìn)行1個點(diǎn)的檢查。如果不符合夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn),就要采用振動壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。
我國高速公路工程的監(jiān)理工作中路橋過渡段的質(zhì)量監(jiān)理工作對于確保工程的施工質(zhì)量具有重要的影響。在高速公路工程建設(shè)過程中,路橋過渡階段由于降幅不同,容易出現(xiàn)“橋頭跳車”現(xiàn)象,嚴(yán)重影響高速公路的服務(wù)水平。通過對高速公路路橋過渡段病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,結(jié)合河北省某高速公路建設(shè)的實(shí)際情況,提出高速公路路橋過渡段“橋頭跳車”現(xiàn)象控制的措施。河北省某高速公路目前已經(jīng)建成,并于2013年9月通車。專業(yè)調(diào)查組進(jìn)行現(xiàn)場檢查,并進(jìn)行調(diào)查和回訪,結(jié)果顯示在路橋過渡段為出現(xiàn)高低現(xiàn)象,而且運(yùn)行情況良好。這樣調(diào)查結(jié)果說明該路橋過渡段的施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn),施工控制措施可行。
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