黃貴業(yè)
湖南中順交通工程有限公司 湖南長沙 410010
隨著公路建設(shè)行業(yè)的快速發(fā)展,公路橋梁沉降段道路的施工成為了項目質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如果沉降段道路施工技術(shù)不夠合理、完善,必然會影響到后期的運營維護和交通安全,所以必須對其加以重視?,F(xiàn)階段公路橋梁沉降段道路的施工仍然存在不少問題,本文將對公路橋梁沉降段道路施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題和解決方案進行分析、研究。
為解決橋梁與道路連接部分的剛?cè)徇^渡問題,最普遍的處理方式就是設(shè)置橋頭搭板。橋頭搭板能夠在車輛通過時起到緩沖作用,即使臺背填土沉降也不至于使路面凹凸不平。搭板的結(jié)構(gòu)尺寸、材料強度、錨固方法、截面形式等都會影響其緩沖效果,且搭板的施工難度較大,一旦沉降段搭板設(shè)置不合理或施工有偏差,都會極大地降低道路與橋梁的穩(wěn)定性,出現(xiàn)不均勻沉降,進而導(dǎo)致搭板斷裂,對車輛的正常通行產(chǎn)生較大影響[1]。
因施工場地和條件有限,橋梁臺背回填常采用普通黏性土,其顆粒細(xì)、孔隙小、透水性弱,力學(xué)性質(zhì)隨含水量大小而變化。臺背回填料壓實度不夠或存在地表水、地下水時,往往會使臺背路基無法達到最優(yōu)含水量,降低了路基的承載力和強度。在車輛荷載和填土自重的長期作用下,路基逐漸產(chǎn)生變形和不均勻沉降,最終出現(xiàn)臺背下沉跳車現(xiàn)象。
受臺背施工作業(yè)面、工序和經(jīng)驗的限制,臺背回填區(qū)域普遍難以碾壓到位,且壓路機振動力過大時也會給橋臺帶來一定隱患,故此臺背回填材料的壓實質(zhì)量是影響沉降段路基路面變形的一個重要因素。
溝谷地段的地基承載力小、強度低,含水量很高,壓縮變形很大。位于此處的橋梁結(jié)構(gòu)若在設(shè)計階段對地基的物理力學(xué)性質(zhì)勘探得不夠全面,或是地基處理深度和方法與實際情況有差異,都會讓軟土地基的處理措施無法達到預(yù)期效果,這就造成了橋頭路基變形過大和不均勻沉降。
對于路橋沉降段普遍采用的橋頭搭板技術(shù),目前還沒有一個統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),但可把握以下幾個控制要素:①在路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限內(nèi),搭板隨著路基路面容許工后沉降所產(chǎn)生的傾角變化;②橋梁臺背受機械和作業(yè)面所限難以壓實的回填土范圍或預(yù)留的回填范圍;③搭板的錨固方法、結(jié)構(gòu)尺寸、配筋和截面形式。同時,在路橋沉降段路基中加鋪土工格柵,使土工格柵與路基填土共同承擔(dān)車輛荷載和填土自重荷載,充分發(fā)揮填土的抗剪強度,控制填土的側(cè)向變形和位移,降低橋頭路基的不均勻沉降差異,從而大大提高路基的整體承載力和強度[2]。
我國對于軟土地基處治方法常見的有清淤換填、拋石擠淤、超載預(yù)壓、排水固結(jié)、高壓注漿和樁基加固等。清淤換填和拋石擠淤適用于軟弱土層較淺的情況,這兩種處治方法便捷快速,成效明顯。超載預(yù)壓和排水固結(jié)適用性較廣,可增強地基的抗剪強度,并通過地基土固結(jié)提高地基承載力,同時保證了地基的延展性、減少次固結(jié)產(chǎn)生的沉降,但在實際操作中也有很多不確定因素,比如排水體的位置設(shè)置不當(dāng)很可能會影響排水效果。高壓噴射注漿和深層攪拌樁、擠密砂樁等樁基加固法可縮短地基固結(jié)時間,快速提高地基強度和承載力,減小路基工后沉降,加固效果優(yōu)異,而且處治過程不影響路基填筑,且不影響周邊環(huán)境和既有建筑物,但造價較高以及設(shè)計方法尚待進一步完善。對橋梁及路橋沉降段位置進行詳細(xì)而全面的地勘調(diào)查、研究后,根據(jù)不同的地質(zhì)情況、地層結(jié)構(gòu),不同的氣候條件及工況,可采用不同的軟土地基處理方式,改善地基的物理力學(xué)性能,縮小路橋的沉降差。
橋梁臺背回填宜采用砂礫、石渣、碎石等強度高、壓實快、透水性好的填料,有利于提高臺背路基壓實度、減小地表水和地下水的危害。嚴(yán)禁選用淤泥、沼澤土以及含植物、生活垃圾、雜物和含水量過大的土作為臺背回填材料。為了降低填土自重對地基產(chǎn)生的應(yīng)力,減少地基沉降,也可采用如粉煤灰、工程塑料等輕質(zhì)填料,但缺點是價格昂貴且有可能溶解,安全性存疑。在填筑路橋沉降段路基前,選取不同的填料進行實驗比較,根據(jù)實驗結(jié)果選擇壓實效果最好、滲水性能最優(yōu)的填料進行填筑。施工時采用分層填筑、分層碾壓、分層檢測的方法,分層厚度宜比正常路段更薄,選用小型機具對臺背回填區(qū)域進行壓實[3]。
為防止地表水對路基的滲透和沖刷,造成嚴(yán)重的變形和沉降,因此要對沉降段路基邊坡加強維護。應(yīng)用較廣的方法是草型護坡,簡述其原理就是利用挖掘機將木樁打入路基邊坡持力層,處理好木樁的密度將草簾鋪設(shè)均勻,再進行填土,利用草簾吸收、控制地表水,減小路基沉降的風(fēng)險。另一種同樣應(yīng)用廣泛的方法是石砌圬工防護法,這種方法主要是對路基邊坡噴射混凝土,防止地表巖石風(fēng)化、產(chǎn)生裂隙,阻止地表水滲入,但由于混凝土造價較高所以不如草型護坡更為實用。
在施工過程中,對路橋沉降段路基填料的質(zhì)量和性能也需要進行控制和管理,確保填料的物理力學(xué)性質(zhì)、有機物和雜質(zhì)含量、含水量等控制在最佳范圍內(nèi),如果不滿足要求應(yīng)及時采取措施。對填料塑性指數(shù)的測定,是避免道路發(fā)生沉降的關(guān)鍵步驟,塑性較低或超出限定范圍,均需要對填料性能進行改善。這樣可盡量避免因路基填料質(zhì)量和性能不合格而引起的路基沉降。
總而言之,公路橋梁沉降段道路施工過程中存在的問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此,解決方法也非局限于上述所提到的種種。公路是一個國家交通建設(shè)的重要組成部分,不但影響到交通安全也會影響到經(jīng)濟發(fā)展,甚至影響到社會穩(wěn)定,所以公路工程建設(shè)是一項值得研究的課題,也是一項需要不斷改進和提高的領(lǐng)域,必須引起我們足夠的重視。