周 兵
(威遠(yuǎn)縣公路養(yǎng)護(hù)管理段, 四川 內(nèi)江 642450)
道路橋梁沉降會(huì)直接影響到整條道路路段,因?yàn)槠涞缆窐蛄憾螘?huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的路基路面沉降,導(dǎo)致它無法起到良好的交通銜接段作用,容易造成行車堵塞問題甚至更嚴(yán)重的安全事故問題,直接影響整個(gè)路段交通安全運(yùn)營。就目前來看,道路橋梁路基路面的不均勻沉降、斷裂等嚴(yán)重惡性問題還是比較常見且多發(fā)的,它為道路橋梁的正常通行運(yùn)營帶來巨大安全隱患。
道路橋梁是重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施,但由于它所處位置特殊,對路基路面設(shè)計(jì)施工綜合要求較高,所以在大交通運(yùn)輸量的壓力下出現(xiàn)路基路面沉降段也是非常常見的。簡單來講,道路橋梁路基路面出現(xiàn)沉降必然會(huì)導(dǎo)致“跳車”現(xiàn)象,嚴(yán)重影響行車及過往車輛安全,甚至導(dǎo)致交通事故發(fā)生。最為明顯的就是“跳車”事故現(xiàn)象,它容易破壞橋面與路面結(jié)合縫位置,導(dǎo)致路基路面沉降程度越來越大,最終致使道路橋梁交通停運(yùn)。
道路橋梁路基路面出現(xiàn)沉降段其發(fā)生機(jī)理要從3個(gè)方面展開論述。
1臺(tái)背地基變形發(fā)生機(jī)理
道路橋梁多位于溝壑地段,這種地段的土壤孔隙一般都較大,地基強(qiáng)度卻明顯偏低,同時(shí)擁有壓縮性大、含水量高等等特性,這里也是最容易出現(xiàn)道路橋梁結(jié)構(gòu)變化的地段。從發(fā)生機(jī)理層面看,溝壑地段路基最容易發(fā)生大幅度變形。這是因?yàn)闃蝾^段臺(tái)背位置相比較于普通路段在填筑路堤方面會(huì)至少增加 5~10cm高度,這就間接增加了基底附加應(yīng)力,是造成道路沉降的最大誘因。
2路堤沉降變形發(fā)生機(jī)理
道路橋梁多采用黏性土作為道路橋梁臺(tái)背的回填施工材料,不過臺(tái)背土方壓實(shí)難度與施工現(xiàn)場自然地形地貌存在緊密聯(lián)系,所以如果土體壓實(shí)度與密實(shí)度出現(xiàn)較大偏差,就容易影響土方含水量,增加路堤沉降變形的發(fā)生幾率。而在日常道路橋梁交通運(yùn)營過程中,其路基路面長期受到外界荷載與路堤自重影響,也是導(dǎo)致路基下沉沉降的主要原因。另外,道路橋梁的混凝土澆筑橋臺(tái)剛性與常規(guī)路面也截然不同,它的臺(tái)背填土柔性很強(qiáng)但剛性偏差,會(huì)造成外界荷載重壓下的塑性積累變形,導(dǎo)致道路橋梁路基路面出現(xiàn)嚴(yán)重沉降。
3橋頭搭板設(shè)置缺乏合理性
橋頭搭板設(shè)置缺乏合理性是指路基橋頭的搭板位置產(chǎn)生了較強(qiáng)的彈性支撐現(xiàn)象,且出現(xiàn)彈性支撐落腳點(diǎn),此時(shí)的路基臺(tái)背土體十分接近橋臺(tái)位置,所承受的應(yīng)力變小,造成了路基受力的嚴(yán)重不均。從縱向?qū)用娼嵌人伎?,道路橋梁承受的外界荷載處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài),特別是其路基會(huì)受到外界應(yīng)力影響而出現(xiàn)雙峰值。結(jié)合這種車輛荷載的動(dòng)態(tài)變化,需要深度思考搭板末端的路基承受應(yīng)力也會(huì)不斷增大,進(jìn)而間接增加路基的塑性變形程度,導(dǎo)致道路橋梁路基路面的搭板末端位置出現(xiàn)過量沉降,使得道路橋梁段出現(xiàn)較大的縱向坡度差,對道路橋梁路段的交通行車安全產(chǎn)生負(fù)面影響[1]。
威遠(yuǎn)縣縣內(nèi)多軟土土質(zhì),具體包括淤泥質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土兩種,它們的物理性質(zhì)指標(biāo)與力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)均偏弱,其固結(jié)快剪指標(biāo)只有7.8和8.5。從整體滲透系數(shù)方面來看其表現(xiàn)也相對偏差,最高只能達(dá)到 5.34Kvcm/s(10-7)和 4.41 Kvcm/s(10-7),在這種情況下極易形成區(qū)域土層貯水。因此總結(jié)來講當(dāng)?shù)氐牡缆窐蛄阂彩腔谲浲凉こ烫匦哉归_的,它體現(xiàn)在路基建設(shè)方面就存在含水率高、孔隙比大、滲透系數(shù)小、抗剪強(qiáng)度低、土壤靈敏度高等等特點(diǎn)。這些問題造成了擾動(dòng)土體強(qiáng)度大幅度下降,所以縣內(nèi)所建設(shè)道路橋梁也普遍存在長期運(yùn)營后路基路面沉降的現(xiàn)實(shí)問題,極大程度影響到了道路橋梁的建設(shè)水平和營運(yùn)質(zhì)量。
為解決威遠(yuǎn)縣道路橋梁路基路面沉降問題,縣內(nèi)公路養(yǎng)護(hù)管理段單位也對全縣的14條管養(yǎng)道路進(jìn)行了全面排查,明確了縣內(nèi)某些道路橋梁需要解決的路基路面沉降問題,并提出以下兩點(diǎn)應(yīng)對措施。
1地基處理應(yīng)對措施
威遠(yuǎn)縣首先對存在路基路面沉降段的路橋路基部分進(jìn)行了技術(shù)處理??紤]到當(dāng)?shù)氐能浲镣临|(zhì)特征與溝壑地段土壤空隙大、含水量高特征,縣內(nèi)采用到了強(qiáng)度偏大且富含有機(jī)物的黏性土壤,實(shí)現(xiàn)換土操作,具體的換土深度由軟層厚度決定。例如當(dāng)?shù)氐缆窐蛄菏┕ぶ刑钔粮叨纫话阍?5m以內(nèi),其地基開挖深度則要到 0.9m深度。如果填土高度在4m以上,則開挖深度也要在1.3m以上。另外縣內(nèi)針對道路橋梁的回填土層保留在0.6m左右并配合石灰石進(jìn)行密實(shí)回填,可有效防止道路橋梁沉降變化。
而針對道路橋梁臺(tái)背的軟弱地基部分則在施工中結(jié)合不同情況選擇不同方案改善地基原有性能,提高地基承載能力,盡可能縮減路堤與橋臺(tái)之間的沉降差,保證沉降變形概率降低。為此,威遠(yuǎn)縣采用了在厚度相對較大的軟土層上修筑高路堤,同時(shí)監(jiān)控軟土層地基會(huì)否因?yàn)橛刑畛渫苛隙a(chǎn)生了側(cè)向擠動(dòng)現(xiàn)象,所以此時(shí)必須嚴(yán)控樁基壓力變化,避免出現(xiàn)橋臺(tái)臺(tái)背位置出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)或者水平位移等現(xiàn)象。威遠(yuǎn)縣所采用的施工解決方案為減輕回填材料,適當(dāng)增加地基剛性,充分利用基樁制約地基側(cè)向流動(dòng),保證臺(tái)背填筑安全,最終避免過早出現(xiàn)道路橋梁沉降段路基路面沉降。
2搭板設(shè)置應(yīng)對措施
威遠(yuǎn)縣還考慮了搭板設(shè)置應(yīng)對方法,其設(shè)置流程如下:
精確設(shè)置搭板位置,確保路面頂面處于同一平行線→設(shè)置搭板頂面與正常路基路段頂面標(biāo)高一致→確保搭板與路面連接端標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高→預(yù)留反向坡(結(jié)合道路橋梁路基路面沉降差決定坡度大小)→保證路線縱面平順、準(zhǔn)確核算路基沉降差。
威遠(yuǎn)縣在搭板設(shè)置方面采用到了錨栓與支座,其中支座在搭板近臺(tái)端下方1~2cm厚度油氈墊層位置(專門鋪設(shè)),并同時(shí)選擇設(shè)計(jì)規(guī)格為150mm x (20~40)mm規(guī)格的橡膠支座,同時(shí)控制支座與油氈墊層間距在80cm以上。最后在施工中加入填縫材料,防止雨水滲入縫隙破壞路基路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)剡x擇灌入稀釋瀝青,保證縫隙密實(shí)度符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求。
本文簡單闡述了道路橋梁路基路面沉降所產(chǎn)生的危害及其發(fā)生機(jī)理,并結(jié)合威遠(yuǎn)縣實(shí)際道路橋梁實(shí)際案例從科學(xué)角度思考其沉降段的施工治理方法。希望以此有效延長當(dāng)?shù)氐缆窐蛄旱氖褂脡勖?,確保交通行車絕對安全。
[1]蘇永生.沉降段路基路面施工技術(shù)在道路橋梁的實(shí)施[J].南方農(nóng)機(jī),2018(14):241.
[2]王文杰,王偉.道路橋梁沉降段路基路面施工關(guān)鍵技術(shù)研究論述[J].江西建材,2017(19):196-197.