王苗苗
(唐山市交通運輸局公路工程處,河北 唐山 063000)
某高速公路工程位于河北省境內(nèi),其設(shè)計全長為8.6km,設(shè)計行車速度90km/h,工程中包括橋梁1座,橋梁總跨度為200m。施工中應(yīng)保證路橋過渡段施工質(zhì)量,保證行車安全。為此,本文對該工程施工中路橋過渡段的設(shè)計與施工進行研究。
(1)搭板設(shè)計中主要工作是明確搭板的材料要求、安裝方式、設(shè)置形式等,本次施工使用的搭板主要是土工格室,再向其中加入填料最終形成搭板。其中土工格室材料的選擇,需結(jié)合臺背填土的高度來確定,且選用土工格室參數(shù)符合以下幾點要求:
土工格室之間的焊接距離控制在40cm,其高度宜控制在10~15cm,格子中間應(yīng)使用填料充實,并進行機械壓實,使其可以在過渡段位置起到穩(wěn)固的作用;在過渡段進行搭板安裝時,施工單位應(yīng)遵循上密下疏的原則,從下向上進行搭板安裝,布置好的土工格室間距應(yīng)保持在2m以內(nèi),搭板的斜率要控制在1∶1;在搭板安裝前需要在橋臺的位置進行固定件的安裝,固定件應(yīng)使用錨釘進行固定,同時應(yīng)建設(shè)柔性的結(jié)構(gòu)層,結(jié)構(gòu)層位置在搭板和橋臺之間,其主要作用是將搭板和橋臺進行連接,避免出現(xiàn)沉降[1]。
(2)結(jié)合本工程施工現(xiàn)場的具體情況,在本次搭板施工中共分為三種類型的搭板,分別為重力式搭板、樁柱式搭板、肋板式搭板三種。其中重力式搭板的設(shè)置位置主要在臺背上,另外兩種搭板在施工時應(yīng)更偏向于位于錐坡中,搭板具體的設(shè)置層數(shù),需要結(jié)合在臺背填筑施工的高度進行確定。
(3)設(shè)計階段搭板的基本參數(shù)確定完成后,需要進行建模的方式來驗證參數(shù)設(shè)置的合理性,建模分為小比例建模和大比例建模兩種方式,小比例建模主要是為了確定基本的作用原理,難以有效地反映真實的情況,如搭板的高度、間距、層數(shù)等,與大比例建模相比局限性更大。因此,本次搭板設(shè)計中使用大比例建模的方式進行搭板參數(shù)的計算和驗證,在具體建模試驗過程中,設(shè)計單位需要對地基沉降、動荷載的作用情況進行模擬,使其作用于搭板之上,在其作用下可以觀測到搭板的變化,明確是否存在搭板損害、折斷等問題,從而可以確定搭板的設(shè)計參數(shù)是否合理[2]。
3.1.1 填料
搭板施工之前,施工單位要結(jié)合設(shè)計要求選擇施工需要的材料,在確定填料供應(yīng)商之前,需要對選擇的填筑材料進行試驗,并利用各種土質(zhì)對比試驗,明確填料的具體性能參數(shù),然后根據(jù)試驗結(jié)果與設(shè)計要求的對比最終選擇填料種類,本次施工使用的填料為干容度高、滲水性能好的中粗砂,中粗砂具有良好的穩(wěn)定性和壓實性,完全符合本次施工的要求,填料在進場前,施工單位需要對填料進行驗收,填料中不得出現(xiàn)樹根、垃圾、草皮等雜物,且填料的性能要與選定前測試的性能保持一致。
3.1.2 土工格室材料
土工格室材料的采購安排專人負(fù)責(zé),在采購過程中由監(jiān)理工程師進行監(jiān)督,采購的每一批土工格室材料在進場前均需要進行詳細(xì)的檢測。首先要對材料的合格證明、出廠證明、質(zhì)量證明等證件進行核驗,其次需要對材料進行抽樣檢查,抽樣的比例約為材料總量的2%,抽樣合格后方可進入施工現(xiàn)場,最后要對材料的土工格室長度、強度、焊距等參數(shù)進行驗證,本次施工土工格室的長度為15cm,厚度為1.25mm,焊接距離為40cm,材料的拉伸強度均大于25MPa,模量均大于650MPa,均要滿足設(shè)計中要求的材料性能[3]。
3.1.3 機械設(shè)備
本次施工前,使用的設(shè)備主要包括運輸車2輛、碾壓機械2輛、打夯機械2臺、射釘機2臺及其他小型的機械設(shè)備若干,機械準(zhǔn)備完成后,施工單位需要安排專人對機械進行調(diào)試與養(yǎng)護,在施工前還要進行試運行,檢測機械的基本性能,滿足要求后開始施工。
3.2.1 整平和振壓
(4)有些特殊水域,車輛到達(dá)附近岸邊很容易,而航標(biāo)船前往則較困難且耗油、費時、費力,只能依靠其他的方法靠近。
在土工格室正式鋪筑前,先要將過渡段臺背處的路基進行整平與壓實,使其滿足基本的施工要求。整平工作中,對路基上的坑槽、墳穴等進行清理,并使用合格的土質(zhì)材料進行回填,場地整平之后,使用碾壓機械進行振壓,提升路基的壓實度,待處理完成后,需要上報至監(jiān)理單位,再由現(xiàn)場質(zhì)量檢測人員與監(jiān)理工程師組織檢查驗收,驗收合格并簽字后,進行下一步施工[4]。
3.2.2 固定件安裝
在驗收合格的施工場地上,先要進行固定件的安裝,固定件的施工需要結(jié)合搭板的設(shè)計要求進行,遵循上密下疏、先下后上的原則設(shè)置固定件,固定件的安裝位置要按照放樣的位置施工,固定件需要使用錨釘進行固定,錨釘通過射釘機械進行施工,在射釘過程中,施工單位需要嚴(yán)格控制射釘?shù)纳疃?,然后依次將固定件安裝至指定位置,在安裝完成后,需要檢查安裝的數(shù)量、位置及質(zhì)量,驗收合格后開始鋪設(shè)土工格室。
3.2.3 張拉并鋪設(shè)土工格室
結(jié)合搭板設(shè)計的層數(shù)、厚度及位置進行土工格室的鋪設(shè),在土工格室的鋪設(shè)過程中,需要將土工格室一側(cè)的位置使用插銷和鋼纖等連接裝置,將其固定于固定件上,同時將土工格室的另一側(cè)拉至指定的工程位置,然后再安裝鋼釬進行固定,土工格室的張拉均使用人工拉拔的方式進行,每個土工格室張拉后均要進行檢查,合格后進行下一個土工格室的張拉,直至土工格室全部鋪設(shè)完成[5]。
3.2.4 填料施工
土工格室全部張拉完成后,即可開始填料施工,這是搭板施工中的最后一個環(huán)節(jié)。填料施工中先要將檢查合格的填料填筑至土工格室中,再使用機械進行材料的攤鋪整平,填筑施工時應(yīng)保持全面填筑,不能出現(xiàn)漏填的位置,填筑施工后應(yīng)保持其表面的平整,最后使用機械進行壓實,壓實工作中要注意機械的行進速度,不能對土工格室造成破壞,待壓實度滿足施工要求后,方可停止碾壓進行驗收。
(1)路橋過渡段施工中經(jīng)常出現(xiàn)不均勻沉降的問題,而引起沉降問題的很大一部分因素就是施工區(qū)域內(nèi)土質(zhì)的問題。我國地域遼闊,在公路施工中經(jīng)常會遇到軟土地基問題,當(dāng)過渡段地基中存在軟基時,由于軟基具有壓縮性高、含水率高的特點,如施工單位在過渡段施工前不能合理處理,則過渡段施工后就會因為軟基的特性而發(fā)生沉降,同時過渡段上方有車輛經(jīng)過時,受到車輛荷載的作用,軟基會進一步發(fā)生壓縮,最終導(dǎo)致過渡段出現(xiàn)沉降問題,嚴(yán)重影響人們的出行安全[6]。
(2)為避免上述過渡段不均勻沉降問題的發(fā)生,在本工程過渡段搭板施工前,施工單位應(yīng)注意對橋背軟基的處理,目前常用的軟基處理方法包括高壓注漿法、碎石樁法、超載預(yù)壓等。在軟基處理前施工單位需要結(jié)合施工現(xiàn)場的具體的軟基情況,選擇合理的處理技術(shù),然后安排施工人員依據(jù)處理方案施工,待軟基處理完成后,及時檢測軟基的承載能力變化,若軟基區(qū)域承載力明顯提高,且可以滿足施工的基本要求,再開始過渡段搭板施工,以此縮小橋臺與路堤之間的沉降,同時保證搭板施工的質(zhì)量。
3.3.2 做好排水系統(tǒng)
(1)路橋工程長期位于外界環(huán)境中,路橋工程不可避免會遭遇下雨天氣,在雨水的沖刷下路橋工程表面會積攢大量的雨水,而路橋過渡段作為公路橋梁的連接位置,若不能做好排水系統(tǒng),則路面的積水就很容易順著公路橋梁過渡段位置向公路結(jié)構(gòu)中滲透,當(dāng)積水滲透到公路結(jié)構(gòu)層后,在公路長期行車荷載的作用下,積水就會對路橋過渡段的穩(wěn)定性造成破壞,同時還會對過渡段搭板造成侵蝕,最終引發(fā)過渡段不均勻沉降以及跳車的問題,嚴(yán)重影響公路的使用性能[8]。
(2)為有效解決此類問題,在本工程過渡段搭板施工過程中,施工單位需要注意過渡段排水系統(tǒng)的建設(shè)。排水系統(tǒng)可以及時將場地內(nèi)的積水排出現(xiàn)場,避免過渡段搭板遭受積水的侵蝕,排水系統(tǒng)主要由排水溝和集水井組成,排水溝設(shè)置在地基下,在進行地基處理時,施工單位可以挖設(shè)一條排水溝,集水井主要是通過在臺背位置鋪設(shè)的砂石材料來實現(xiàn),先在臺背位置鋪設(shè)一層防水層,再在其上方設(shè)置排水管道,管道與排水溝相連,在排水管道周圍需要使用透水性好的砂石材料回填,可以將積水匯集至排水管道中,再匯入排水溝排出。
3.3.3 做好臺背填筑
(1)路橋過渡段搭板施工完成后需要將臺背回填并碾壓密實,如在臺背填筑施工中,施工單位不能做好施工工作,導(dǎo)致臺背填筑質(zhì)量不合格,則路橋過渡段在運營過程中就會因車輛荷載以及路面恒載的作用,使臺背填料在應(yīng)力的作用下發(fā)生壓縮,且填料之間的孔隙率快速降低,最終引發(fā)臺背發(fā)生沉降現(xiàn)象,造成過渡段位置存在高度差,當(dāng)車輛再次通過路橋過渡段時就會發(fā)生橋頭跳車問題,嚴(yán)重威脅行車人員的安全。
(2)臺背回填施工中影響其施工質(zhì)量的因素可以分為兩種,其一是填料本身的問題,若施工單位在臺背回填時選擇的填料存在質(zhì)量問題,則回填后的壓實度就難以保證,最終就會形成沉降問題;其二是碾壓工作不到位,臺背回填后需要合理碾壓以減少填料之間的空隙,從而確保其承載能力,若碾壓時碾壓機械選擇不合理、碾壓遍數(shù)不足,均會導(dǎo)致臺背壓實度存在差異,最終影響臺背的回填效果[8]。
(3)針對上述問題,首先施工單位在施工前要做好填料的選擇與檢測,不合格的填料嚴(yán)禁入場施工,其次在碾壓過程中,施工單位應(yīng)合理安排碾壓工序,整個碾壓過程安排專人負(fù)責(zé)監(jiān)督,最后碾壓之后施工單位要安排人員及時檢測其壓實度,若經(jīng)檢測其壓實度不滿足要求不得組織驗收,需安排人員補壓至滿足設(shè)計要求為止。
3.3.4 做好組織工作
為確保本工程過渡段搭板設(shè)計與施工的質(zhì)量,施工單位應(yīng)做好組織工作,首先安排設(shè)計人員依據(jù)工程實際情況,合理出具搭板的設(shè)計方案,其次根據(jù)施工方案的要求制定過渡段搭板施工的詳細(xì)施工方案,并組織施工人員,設(shè)置的施工方案要經(jīng)監(jiān)理單位簽字后才能正式使用,待施工人員組織完成后,還需要開展技術(shù)交底工作,交底的主要目的是確保所有的施工人員可以詳細(xì)地掌握過渡段搭板施工的內(nèi)容及要求,開展技術(shù)交底時所有的施工人員全部到場,交底使用書面的方式,技術(shù)交底完成后再根據(jù)施工方案進行施工[9]。
3.3.5 提升結(jié)構(gòu)強度
路橋過渡段搭板設(shè)計與施工中,合理設(shè)計搭板所使用的材料,保證搭板施工后結(jié)構(gòu)強度是確保過渡段行車安全的重要保障,如在設(shè)計階段施工單位對搭板的材料設(shè)計不合理,或者在施工中因施工人員失誤導(dǎo)致搭板結(jié)構(gòu)強度不足,則過渡段搭板施工完成后,可能會在公路長期車輛荷載的作用發(fā)生折斷,一旦搭板出現(xiàn)折斷,勢必會造成過渡段發(fā)生沉降現(xiàn)象,甚至引發(fā)安全事故,因此要避免此問題發(fā)生,施工單位要有效提升搭板的結(jié)構(gòu)強度,在搭板施工后可在其上方鋪設(shè)土工合成材料,以避免搭板因結(jié)構(gòu)強度不足而斷裂。
在公路橋梁過渡段是路橋工程施工中最容易發(fā)生問題的位置,為保證其施工質(zhì)量,在過渡段搭板施工時需要采取合理的施工方案和設(shè)計方案,盡量減少過渡段存在的問題,以確保施工質(zhì)量。此外,也應(yīng)加大對過渡段搭板設(shè)計施工的研究,進一步完善其施工技術(shù),更好地保證過渡段的施工質(zhì)量。