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        橋梁施工中橋頭下沉控制措施分析

        2022-11-11 06:49:34蔡雄敏
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2022年5期
        關(guān)鍵詞:橋梁結(jié)構(gòu)施工

        蔡雄敏

        (江西贛粵高速公路工程有限責(zé)任公司,江西 南昌 330000)

        0 引言

        橋梁工程沉降部位的地質(zhì)條件復(fù)雜性較高,外力作用、自然侵蝕等對(duì)路基產(chǎn)生很大的影響,所以路基沉降問(wèn)題較為嚴(yán)重,威脅橋梁通行的安全性。基于此,在橋頭過(guò)渡段的現(xiàn)場(chǎng)施工中,必須加強(qiáng)施工和質(zhì)量控制,采用科學(xué)合理的處理措施,提高過(guò)渡段的施工質(zhì)量和效果,防止發(fā)生沉降的問(wèn)題,提升工程質(zhì)量水平,大幅度提升橋梁通行的安全性,降低后續(xù)維護(hù)成本。

        1 工程概況

        某橋梁長(zhǎng)為140m,路基寬度設(shè)計(jì)為27m,路面寬度為23.5m,中央分隔帶設(shè)計(jì)寬度為2m。為了使橋頭部位上線形達(dá)到穩(wěn)定性要求,過(guò)渡順暢,提高路基的密實(shí)度尤為重要,預(yù)防發(fā)生橋頭下沉的問(wèn)題。在過(guò)渡段施工中,加強(qiáng)填筑施工控制,從地面線到橋臺(tái)3m 的位置開(kāi)始填筑施工,并設(shè)置漸變部位。

        2 橋梁工程橋頭段病害原因

        2.1 橋頭軟土路基處理欠缺

        在橋梁過(guò)渡段施工中,橋頭是整個(gè)工程的重要結(jié)構(gòu),在車輛行駛中,達(dá)到緩沖效果,是提升車輛通行舒適度、穩(wěn)定性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位。目前,很多橋梁在通行時(shí),存在跳車的問(wèn)題,原因是橋梁路基施工存在問(wèn)題。比如,軟土沒(méi)有合理處理等,造成不均勻沉降問(wèn)題的發(fā)生。

        2.2 路基施工不合理

        橋梁項(xiàng)目在施工前,工作人員需嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案。但是由于自然、人為等各方面要素的影響,或者沒(méi)有進(jìn)行必要的技術(shù)交底,造成人員對(duì)設(shè)計(jì)方案的理解不夠深入,解讀圖紙存在偏差。在現(xiàn)場(chǎng)施工中,工程質(zhì)量控制不嚴(yán)格,出現(xiàn)路堤過(guò)高的情況,雨水排出效果比較差,存在很多安全隱患,長(zhǎng)期積水導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題,造成塌陷等。

        2.3 路基變形

        在橋梁工程的過(guò)渡段部位施工中,極易發(fā)生路基變形的問(wèn)題。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié),使用了黏性相對(duì)較差的土質(zhì)進(jìn)行回填施工。在臺(tái)背土施工中,環(huán)境、施工技術(shù)方面的因素,導(dǎo)致回填質(zhì)量無(wú)法滿足要求。下方路基硬度不足,抗壓性能比較差。在投入運(yùn)營(yíng)后,因?yàn)檐囕v長(zhǎng)期碾壓路面,超出其承載性能,極易引發(fā)沉降的問(wèn)題。還有可能是因?yàn)椴煌こ虆^(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境、地質(zhì)條件方面的差異,或者使用的材料配比不當(dāng),出現(xiàn)了膨脹、收縮等問(wèn)題,引發(fā)裂縫、斷裂、沉降等病害,對(duì)道路橋梁的通行效果造成極為嚴(yán)重的影響。

        2.4 橋頭過(guò)渡段結(jié)構(gòu)不夠合理

        從大量的橋梁通行經(jīng)驗(yàn)分析,很多橋梁過(guò)渡段都會(huì)有橋頭跳車的情況。如果發(fā)生這一問(wèn)題,車輛通行的安全性、舒適度、穩(wěn)定性都會(huì)受到嚴(yán)重影響,可能引發(fā)嚴(yán)重的交通事故,危害人們的生命健康與財(cái)產(chǎn)安全。發(fā)生橋頭跳車的原因較多,最為主要的原因是在橋梁工程施工建設(shè)中,沒(méi)有加強(qiáng)橋頭路基的處理,或者處理效果不合格,尤其是在臺(tái)背壓實(shí)回填的過(guò)程中,沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。有些回填施工量不足,壓實(shí)效果較差,在受到車輛持續(xù)荷載的作用之下,導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞的問(wèn)題,進(jìn)而造成跳車的情況,威脅道路交通通行的效果和水平。

        2.5 標(biāo)高控制不得當(dāng)

        在橋梁項(xiàng)目建設(shè)施工中,有些施工單位一味地提高施工速度,沒(méi)有加強(qiáng)橋面與路面的質(zhì)量控制。雖然在很多情況下可以縮短項(xiàng)目建設(shè)工期,但是因?yàn)槁访婧蜆蛄簩?duì)接時(shí),存在標(biāo)高不齊的情況,造成橋梁過(guò)渡段存在高度差,出現(xiàn)橋頭跳車的問(wèn)題。

        3 橋頭段相關(guān)施工技術(shù)

        3.1 搭板施工技術(shù)

        3.1.1 搭板設(shè)定方式

        (1)確定搭板高度。因?yàn)檐囕v荷載較大,且長(zhǎng)期受到車輛持續(xù)性碾壓,路基路面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生很大的變化,結(jié)構(gòu)性能受到影響,施工難度也會(huì)比較高。因此,應(yīng)合理地布置搭板結(jié)構(gòu),確保結(jié)構(gòu)參數(shù)合格,符合橋梁要求。搭板高度參數(shù)和基頂面高度參數(shù)是相同的,從而使橋梁的搭板高度參數(shù)值和橋面層高度參數(shù)是一致的。

        (2)明確具體的搭板頂面標(biāo)高。在搭板頂面標(biāo)高的設(shè)計(jì)中,要從實(shí)際情況出發(fā),一般和常規(guī)路基標(biāo)高一致,還要使路基和橋梁過(guò)渡更加順暢,確保搭板和橋臺(tái)的協(xié)調(diào)性。在施工中,要使搭板和路面連接部位達(dá)到標(biāo)高要求,也可以稍微超出標(biāo)高尺寸。

        (3)觀測(cè)下沉量,記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)。根據(jù)路橋工程的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,保持路線縱斷面達(dá)到完整性的要求,從而獲得準(zhǔn)確的沉降量參數(shù)。發(fā)揮計(jì)算機(jī)、軟件技術(shù)的優(yōu)勢(shì),準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)下沉參數(shù),為后續(xù)工作提供基礎(chǔ)。

        3.1.2 連接橋臺(tái)與搭板

        (1)設(shè)計(jì)錨栓結(jié)構(gòu)。在橋臺(tái)上層結(jié)構(gòu)的周邊布置錨栓形式,設(shè)計(jì)達(dá)到合理性、科學(xué)性的要求。預(yù)防因?yàn)榇畎逶O(shè)定不合格,導(dǎo)致縱向移動(dòng)的情況,使橋臺(tái)和搭板保持穩(wěn)定性。在該路橋項(xiàng)目的施工中,應(yīng)用22mm 鋼筋協(xié)助施工,確保鋼筋設(shè)定間距達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),一般來(lái)說(shuō)鋼筋間距設(shè)定在75~82cm 之間。對(duì)于豎直布置的錨栓來(lái)說(shuō),如果影響搭板和牛腿的結(jié)構(gòu),應(yīng)采取同步移動(dòng)的方式,并根據(jù)需要布置水平拉桿,達(dá)到整體性能的要求。

        (2)設(shè)置支座的結(jié)構(gòu)。在該路橋項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)支座結(jié)構(gòu)時(shí),在搭板的下部鋪設(shè)1~2cm 的油氈墊層。根據(jù)施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,再應(yīng)用150mm×150mm 尺寸的橡膠材料支座,間隔距離按照82cm 進(jìn)行布置。

        (3)進(jìn)行倒角布置。該路橋項(xiàng)目在現(xiàn)場(chǎng)施工中,按照要求布置倒角,防止搭板移動(dòng)而出現(xiàn)路基損壞的問(wèn)題,將牛腿邊界和臺(tái)端邊緣設(shè)為倒角的形式。

        (4)選擇合適的縫隙填充材料。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工要求,選擇最佳的填充材料形式,確保填充的質(zhì)量合格,不會(huì)有雨水進(jìn)入內(nèi)部,搭臺(tái)和橋臺(tái)連接的質(zhì)量合格。應(yīng)用玻璃纖維、麻絮等進(jìn)行填充,符合密實(shí)度要求,再應(yīng)用稀瀝青灌注施工,從而達(dá)到填充的效果。

        3.1.3 搭板施工作業(yè)

        在具體的橋梁工程項(xiàng)目實(shí)施前,應(yīng)用壓路機(jī)開(kāi)始搭板結(jié)構(gòu)部分的施工作業(yè),合理有效地處理混凝土頂層與基層的關(guān)系,預(yù)留12cm 的空間,為后續(xù)施工提供基礎(chǔ)。將已經(jīng)鋪設(shè)完成的碎石基層清理干凈,并應(yīng)用瀝青混凝土鋪設(shè)施工,達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求,符合壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。

        3.2 路基處治技術(shù)

        在該橋梁項(xiàng)目施工中,應(yīng)選擇合理的路基處理方式,采取科學(xué)方法,消除橋頭跳車的問(wèn)題,避免出現(xiàn)橋背硬度不足的情況。分析了解橋梁的通行狀況,考慮到路基處理情況,提高路基性能,滿足承載性能的要求,防止出現(xiàn)路基下沉的問(wèn)題。路基在使用環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)側(cè)向位移的情況。因?yàn)槁坊鶄?cè)向位移,結(jié)構(gòu)承載性受到影響,導(dǎo)致支座、伸縮縫出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)損壞性問(wèn)題。為了提高橋臺(tái)、橋面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)側(cè)向位移等問(wèn)題,選擇使用質(zhì)量性能比較高的回填料開(kāi)展填筑施工,可以提高路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能,使基礎(chǔ)的位移量得到控制,不會(huì)發(fā)生偏移嚴(yán)重的情況。對(duì)于容易發(fā)生變形的溝壑地帶,因?yàn)橥寥缐嚎s性較強(qiáng)、含水量較大、空隙率較高,可應(yīng)用換填施工方式,確保規(guī)定深度符合要求。在施工中,根據(jù)實(shí)際高度開(kāi)展挖掘施工:如果填土高度不足4m,則開(kāi)挖深度應(yīng)在0.6m左右;如果填土高度超過(guò)4m,則開(kāi)挖深度應(yīng)超過(guò)1m。經(jīng)過(guò)晾曬處理后的黏土材料,含水量比較低,通過(guò)應(yīng)用黏土材料回填施工,在達(dá)到規(guī)定高度后,開(kāi)始?jí)簩?shí)作業(yè),提升結(jié)構(gòu)的壓實(shí)性能。

        3.3 填筑后臺(tái)施工技術(shù)

        為了有效地預(yù)防不均勻沉降的問(wèn)題,還要加強(qiáng)填筑后臺(tái)施工作業(yè),應(yīng)用夯實(shí)機(jī)、壓路機(jī)進(jìn)行全面的壓實(shí)施工。根據(jù)施工工藝的要求,在路基頂部位置間距1m 的位置上,采取分層多次壓實(shí)施工方式,選用質(zhì)量?jī)?yōu)越、性能良好的填料施工,加強(qiáng)后臺(tái)填筑施工,確保結(jié)構(gòu)性能完全達(dá)到要求。

        3.4 橋臺(tái)臺(tái)背回填施工技術(shù)

        3.4.1 填筑要求

        在臺(tái)背回填施工中,選擇的填料必須具備透水性能,不能有任何泥草、腐殖質(zhì)、凍土等。如果透水材料不能滿足工程的要求,也可以使用石灰土或者水泥穩(wěn)定土開(kāi)展回填施工。在回填施工中,單層厚度控制在0.1~0.2m 左右。臺(tái)背兩側(cè)應(yīng)進(jìn)行分層夯實(shí)施工,壓實(shí)度超過(guò)96%。臺(tái)背沿著線路方向設(shè)備,從臺(tái)深開(kāi)始頂起,頂面應(yīng)超過(guò)橋臺(tái)高度2m 以上。與下部的錐坡應(yīng)保持同時(shí)填筑施工,且一次性完成同樣寬度的施工。在臺(tái)背回填的施工中,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行輕型橋臺(tái)填筑施工,需要在梁體填筑工作結(jié)束后,保持兩側(cè)平衡進(jìn)行;在橋臺(tái)臺(tái)背填土采用埋置式進(jìn)行,保持對(duì)稱、平衡的方式進(jìn)行。臺(tái)背和路堤之間在回填施工中,需要達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)要求:

        一是二級(jí)及以上公路根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行過(guò)渡段的施工,并且壓實(shí)度性能超過(guò)96%,還要在橫向、縱向設(shè)置排水系統(tǒng)。

        二是在臺(tái)背回填施工中,路床、路堤要保持同時(shí)施工。

        三是橋臺(tái)背與錐坡同時(shí)回填施工,一次性填充完畢,且壓實(shí)度合格,達(dá)到規(guī)定寬度的標(biāo)準(zhǔn)要求。

        3.4.2 填筑方法

        填筑施工應(yīng)用水平填筑的方法,人工攤鋪的方式,單層厚度在22cm 以內(nèi)。如果選擇應(yīng)用夯擊性能比較差的小型機(jī)具,一級(jí)公路松鋪厚度應(yīng)在15cm 以內(nèi)。因此,在施工中,盡量選擇應(yīng)用大型壓實(shí)機(jī)械,確保橋臺(tái)邊緣或者狹窄的部位達(dá)到壓實(shí)度要求,而小型壓實(shí)機(jī)械只能分層壓實(shí)施工。為了使填土和橋臺(tái)銜接部位壓實(shí)效果合格,在項(xiàng)目施工中選取應(yīng)用夯壓機(jī)橫向碾壓的操作方法。

        3.5 排水施工技術(shù)

        路橋施工必須加強(qiáng)排水工程施工,應(yīng)綜合分析地表水、降雨量、地下水分布狀態(tài)等,明確具體的溝槽設(shè)置位置,落實(shí)排水通道布置工作。如果在項(xiàng)目施工中,橋梁施工存在滲水、積水無(wú)法排出等情況,應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)控制,設(shè)置暗溝、排水溝等,提高排水效果。

        3.6 維修及養(yǎng)護(hù)技術(shù)

        對(duì)沉降段路基路面部分,應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)與養(yǎng)護(hù)管理,防止對(duì)土壤結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的傷害。根據(jù)工程的需要,在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置草型護(hù)坡或者墻型護(hù)坡的形式,嚴(yán)格落實(shí)路基坡面的養(yǎng)護(hù)處理,不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)沙給路基坡面帶來(lái)巨大的干擾影響,防止出現(xiàn)表層剝落或者裂縫的問(wèn)題。

        4 道路與橋梁過(guò)渡段設(shè)計(jì)與施工的方法

        4.1 合理設(shè)置搭板

        在橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工中,搭板是重要結(jié)構(gòu),施工操作方便,建設(shè)成本比較低。在方案設(shè)計(jì)中,確保搭板設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)施工要求,預(yù)防發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題,達(dá)到過(guò)渡段使用的效果。在搭板施工階段,路橋過(guò)渡段容易產(chǎn)生不均勻沉降,表示設(shè)計(jì)缺乏合理性。為了預(yù)防這一問(wèn)題,設(shè)計(jì)方案確定時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)搭板長(zhǎng)度的計(jì)算分析,可以應(yīng)用簡(jiǎn)支梁的方式,達(dá)到搭板長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)要求。還需要在搭板末端設(shè)計(jì)中,埋設(shè)厚板,從而提高過(guò)渡段的穩(wěn)定性,符合工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。

        4.2 降低橋臺(tái)和路堤間的沉降差

        針對(duì)橋頭跳車的問(wèn)題,設(shè)計(jì)與施工人員必須加強(qiáng)控制。橋梁路基設(shè)計(jì)、施工方面的要求較高,在正式通行時(shí),不會(huì)發(fā)生沉降的問(wèn)題。但是在路基結(jié)構(gòu)的施工中,極易出現(xiàn)施工后沉降的情況。為了解決這一問(wèn)題,首先,施工人員應(yīng)遵循設(shè)計(jì)方案進(jìn)行路基加固施工,防止沉降問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)散。比如,在后臺(tái)填土施工后,應(yīng)用輕質(zhì)透水性材料,在橋頭路基部位打入管樁結(jié)構(gòu),達(dá)到加固的效果,防止出現(xiàn)路基沉降的問(wèn)題。其次,在項(xiàng)目施工建設(shè)中,對(duì)填筑物進(jìn)行壓實(shí)施工,但是也容易出現(xiàn)變形問(wèn)題。所以技術(shù)人員需要選擇合適填筑物,符合現(xiàn)場(chǎng)工程的標(biāo)準(zhǔn)要求,并采用科學(xué)合理的處理措施。

        4.3 完善道路橋梁過(guò)渡段的設(shè)計(jì)

        在路橋連接部分的施工中,加強(qiáng)變形控制是最為重要的工作。在項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng),執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求,確保總體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格。在方案設(shè)計(jì)中,不同過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)要求不同,變形量也會(huì)有很大的差異。通常來(lái)說(shuō),橋梁結(jié)構(gòu)施工的材料是混凝土,強(qiáng)度要明顯高于道路結(jié)構(gòu),所以在沉降發(fā)生后,會(huì)出現(xiàn)一定的偏差。因此,在施工中,應(yīng)盡量減小路橋結(jié)構(gòu)的沉降差,減小結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能的差異性。還要加強(qiáng)橋頭的引導(dǎo)性設(shè)計(jì),強(qiáng)化搭板的結(jié)構(gòu),提高路基結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平。

        4.4 提升道路橋梁過(guò)渡段的施工質(zhì)量

        對(duì)于橋梁工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō),路橋過(guò)渡段是非常特殊的結(jié)構(gòu)部分,施工要求比較高,必須提起足夠的重視,消除操作不當(dāng)?shù)膯?wèn)題。在具體的施工中,壓實(shí)是關(guān)鍵的施工工序。如果壓實(shí)度不合格,就極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)塌陷的問(wèn)題,所以應(yīng)貼近根基進(jìn)行壓實(shí)施工,提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能。因此,在過(guò)渡段施工中,應(yīng)采取如下措施提升過(guò)渡段的質(zhì)量:首先,嚴(yán)格落實(shí)回填土厚度的控制。在地基回填施工中,整體厚度加強(qiáng)控制,達(dá)到設(shè)計(jì)方案的要求,一般為20cm 左右。其次,需要選擇壓實(shí)度較高的材料?;靥钍┕げ牧蠈?duì)工程的性能影響比較直接,使用透水性好、質(zhì)量性能優(yōu)越的回填材料,預(yù)防發(fā)生表面積水的問(wèn)題,不會(huì)給橋梁的正常通行造成負(fù)面影響。

        5 結(jié)語(yǔ)

        過(guò)渡段是橋梁的重要組成部分,也是容易發(fā)生病害問(wèn)題的部位,如路基沉陷、壓縮沉降等。因此,施工單位應(yīng)選擇合適的沉降路基路面施工技術(shù),加強(qiáng)地基處理和控制,提高填筑施工效果,還要落實(shí)排水措施的施工。此外,加強(qiáng)維修和養(yǎng)護(hù)也極為重要,消除病害的問(wèn)題,對(duì)提升橋梁施工質(zhì)量水平有著重要的意義。

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