鄭捷敏

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 510627）

0 引言

路基和路面沉降是市政路橋建設(shè)中的常見問題，其中路面不均勻沉降和橋頭跳車現(xiàn)象尤為明顯，當(dāng)車輛行駛至沉降段時顛簸感增強，車輛對橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊作用迫使結(jié)構(gòu)受損。由此可見，須深入探討路橋沉降段的施工技術(shù)，從根本上避免路基路面沉降問題的發(fā)生。

1 工程概況

某市政新修建了一處道路，該道路整體為東西走向，總長1.6km左右。該道路是城市主干道，雙向八車道，道路配置有寬60m的紅線，預(yù)設(shè)行車速度60km/h。全線有半互通式立交橋和大橋各一處。經(jīng)過分析，全線應(yīng)及時進行軟土路基處理作業(yè)。

2 路基路面設(shè)計

2.1 路基強度

土基回彈模量E0的數(shù)值參照原有實地工程勘測資料和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)獲取，土基回彈模量E0≥30MPa，土基頂面的彎沉值l0＝300（0.01mm）。

2.2 橋頭路基設(shè)計

當(dāng)在軟土地基路線處進行橋頭作業(yè)時須注意，針對肋板臺或扶臂臺，承重臺的底部標(biāo)高應(yīng)稍高于復(fù)合地基處樁體頂部的高程，當(dāng)復(fù)合地基的強度符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時，即可進行橋臺作業(yè)[1]。針對柱式臺或座板臺，復(fù)合地基處須保證查收后將土回填至預(yù)設(shè)標(biāo)高，當(dāng)回填作業(yè)時通常由小型振動壓路機進行操作，以對稱薄填的方式來完成回填作業(yè)并碾壓至預(yù)設(shè)壓實度、回填至路床指定高程，等壓實時長足夠后再進行樁基及橋臺作業(yè)。對用水泥樁處理圓管涵的線路來說，須將路基底部樁體之間的距離適當(dāng)縮短且至少配置兩排樁。

2.3 特殊路基設(shè)計

參照外業(yè)檢測資料，該項目的特殊路基通常用填方段深層軟土地基處理。依據(jù)軟土特征，在確保施工時長和資金效益最大化的前提條件下，該軟土地基設(shè)計規(guī)范如下：1）針對普通的軟土線路，以袋裝砂井+等載預(yù)壓治理；2）挨近原有碧桂路、匝道或橋梁進行滿堂支架作業(yè)的周邊線段，以水泥攪拌樁+等載預(yù)壓治理；3）針對橋臺背面30m區(qū)域內(nèi)的軟土線段，以CFG樁+袋裝砂井+等載預(yù)壓治理；4）針對南方智谷B區(qū)地底挖掘線路，通常以水泥攪拌樁+等載預(yù)壓治理；5）難以符合高壓線作業(yè)凈高的線段，通常以高壓旋噴樁+等載預(yù)壓治理。

2.4 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計

在該項目路面預(yù)設(shè)年限以內(nèi)，一個行車線路上總計標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次是2.15×107。瀝青路面遵循《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計規(guī)范》（CJJ 169—2012）指定的理論方式來進行涉設(shè)計；瀝青路面結(jié)構(gòu)總厚以“路面設(shè)計程序系統(tǒng)HPDS2012”（現(xiàn)有最新版本）為準(zhǔn)來進行分析推算作業(yè)。路面結(jié)構(gòu)見表1。

表1 主線和匝道機動車道路面結(jié)構(gòu)

對路面設(shè)計來說，須注意很多客觀要素，例如實地車流量狀況、現(xiàn)場地質(zhì)條件、土質(zhì)狀況和選定的建材質(zhì)量等。須在進行實地作業(yè)前科學(xué)監(jiān)測該施工路面，經(jīng)多部門協(xié)商、研究來制定相關(guān)工程計劃，須以政府部門與專業(yè)人士的指導(dǎo)意見為準(zhǔn)，確保作業(yè)期間所有操作均符合施工要求。

3 市政路橋沉降段路基路面施工工藝

沉降段路基路面施工工藝流程如圖1所示。

圖1 市政路橋沉降段路基路面施工流程

3.1 填料參數(shù)配置

臺背填料宜采用級配良好的砂類土或天然砂礫，須控制填料中細粒的含量，任何強度不足的土以及強風(fēng)化石料均不可投入使用。以構(gòu)建模型的方法識別填料對路堤沉降的影響機制，經(jīng)計算后確定適宜的填料屬性參數(shù)，根據(jù)參數(shù)來采取填料質(zhì)量控制措施。填料的屬性參數(shù)見表2。

表2 不同類型填料的屬性參數(shù)

在壓實條件一致的前提下，材料性質(zhì)的特殊性會使不同填料的沉降量產(chǎn)生差異，其中以碎石為填料的路面中心沉降最大。綜合考慮填料質(zhì)量、材料供應(yīng)能力和運輸條件等因素，對比可行性后，建議使用砂礫作為填料。填筑用砂礫須滿足的基本要求如下：粒徑在0.074mm以內(nèi)的顆粒不大于總量的5%；粒徑2mm～60mm的顆粒占總量的1/2以上；級配良好。在沉降段施工階段，嚴格控制路基的壓實度，憑借路基的穩(wěn)定性優(yōu)勢解決沉降問題。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，橋頭路基壓實度須超過96%[2]。

3.2 過渡段施工

在沉降段長度控制方面，以倒梯形的方式過渡，將填土高度的3倍作為結(jié)構(gòu)底端長度，上部長度按1∶1的倒坡計算。業(yè)主充分關(guān)注現(xiàn)場施工狀況，要求設(shè)計單位結(jié)合工程現(xiàn)狀優(yōu)化沉降段結(jié)構(gòu)，用砂礫填筑沉降段，周邊的其他部分用細粒土填筑。從成本角度考慮，砂礫的價格約為細粒土的2.5倍，如果沉降段結(jié)構(gòu)的底端較長，填筑所用砂礫的數(shù)量增加，會導(dǎo)致成本上升。為了在保證沉降段施工效果的同時控制工程造價，須設(shè)定合適的底端長度，采用建模的方法分析，兼顧施工質(zhì)量和成本控制兩項要求。沉降段底端的長度取2m、4m、12m、18m和24m，路面寬度24.5m，壓實度為96%，臺背填土高度6m，坡度1∶1，計算路面上中心部位與填土高度頂部的豎向沉降量，基于計算結(jié)果繪制曲線，動態(tài)分析指標(biāo)的變化趨勢。結(jié)果表明，豎向沉降量隨著沉降段結(jié)構(gòu)底端長度的增加而減少，在采取增加沉降段底端長度的方法后可以減少沉降量，橋頭結(jié)構(gòu)更具穩(wěn)定性，車輛行駛過程中的舒適性和安全性均能夠得到保證。

3.3 搭板設(shè)置

3.3.1 搭板的設(shè)置方法

用科學(xué)的方法設(shè)置搭板是保證沉降段施工質(zhì)量的重要措施，施工人員須嚴格遵循設(shè)計要求與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，做好搭板尺寸的規(guī)劃、搭板布設(shè)位置的調(diào)整及固定等相關(guān)工作，例如，搭板與路基頂面的標(biāo)高保持一致。為了使道路與橋梁平順銜接，搭板的頂面標(biāo)高與路基路面的標(biāo)高須一致。具體到工程設(shè)計中，搭板及路面連接部位的標(biāo)高可以在設(shè)計值的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加，方便在后續(xù)施工中順利形成預(yù)留反向坡。

3.3.2 連接橋臺與搭板

當(dāng)豎向錨栓臨近臺端時，最好將其布設(shè)在連接橋臺臺背與搭板處，根據(jù)現(xiàn)場布設(shè)情況搭配水平拉桿限制錨栓，避免搭板滑動。按75cm～80cm的間距依次設(shè)置22號鋼筋，通過鋼筋起到加固的效果。在安裝支座前，在連接橋臺與搭板施工部位設(shè)厚度1cm～2cm的油氈墊層，相鄰支座的油氈墊層間距約為80cm。當(dāng)搭板由于穩(wěn)固性不足而移動時，易導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)受損，為了避免這個問題，將牛腿邊緣和臺端上邊緣設(shè)為倒角形式。沉降縫隙中的雜物須清理干凈，填入麻絮、玻璃纖維等材料，灌注稀瀝青材料并填縫。對沉降縫隙采取多項處理措施后，阻隔雨水向內(nèi)部的滲透，避免搭板與橋臺的連接部位遭到雨水的侵蝕[3]。

3.3.3 搭板的具體設(shè)置要點

嚴格依據(jù)規(guī)范設(shè)置混凝土搭板，控制搭板的位置，確認位置無誤后采取穩(wěn)固措施。為了確?；炷谅访嫫秸群捅砻嫫露鹊暮侠硇裕扇C械設(shè)備規(guī)范化作業(yè)的方法，用壓路機對路基路面進行充分碾壓。碾壓期間，作業(yè)人員控制各個碾壓階段的溫度與速度。當(dāng)對薄弱基層做壓實處理時，搭板頂面與基層頂面中間預(yù)留10cm。在瀝青混凝土施工前，對原碎石基層做鑿除處理，控制鑿除的深度，清理鑿除產(chǎn)生的雜物，為臺背回填和瀝青混凝土灌注創(chuàng)設(shè)良好的條件。

3.4 臺后填筑

當(dāng)后臺填筑時，妥善選擇基床及路堤的填筑材料，借助優(yōu)質(zhì)的填料進行有效填筑。沉降段和橋臺的填筑采取水平分層的方法，逐層把控填筑質(zhì)量，在臺后2m的位置填土，將橋臺基底施工作業(yè)落實到位。

后臺填筑須嚴格依據(jù)施工規(guī)范進行，施工流程須合理，施工方法須科學(xué)可行。不應(yīng)該從路堤頂開始松土傾倒，否則背墻土壓力將在短時間內(nèi)急劇增加，進而誘發(fā)滑動面和填土大幅度沉陷的問題。

針對橋臺基底應(yīng)力不高的情況，根據(jù)現(xiàn)場勘察結(jié)果來確定比原地面更高的基底，對該部分做打樁處理，而后填土作業(yè)。須注意的是，當(dāng)填土出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象時，樁體的加固效果受到抑制，可能產(chǎn)生負摩擦力。為了規(guī)避該狀況，應(yīng)該先安排填土施工，經(jīng)一段時間的靜置后使土層完全沉陷，再將打樁作業(yè)落實到位，該方式便于樁身順利穿過填土層，發(fā)揮出樁體的加固作用。

為了確保擋土墻和橋臺在沉降段填筑過程中保持穩(wěn)定，配備了小型機械，在人工的輔助下在擋墻后方2m和橋臺處做填筑處理，橋臺周邊2m外的區(qū)域用大型機械逐層填筑并碾壓，嚴格控制各層的厚度和平整度，最終保證整體填筑層的穩(wěn)定性。

當(dāng)臺后填筑時，還須注意如下3點：1）在沉降段施工前，將聚積在橋臺基坑內(nèi)的積水清理干凈，用C10混凝土對基坑地表下面做回填處理，目的在于提高基坑底處和側(cè)壁的密實性。2）當(dāng)對沉降段與臺后相距3m內(nèi)的基層進行填筑時，施工材料可選擇C10混凝土，控制填筑厚度，保證填筑的有效性。為了促進積水高效排出，在基層頂部設(shè)適度的橫向坡，填筑后對基層底做充分的夯實，提高填筑部分的密實性。3）在臺背處施作厚度約為15cm的防水層，防水層和臺背緊密貼合，在這之后可以組織沉降段的分層填筑作業(yè)。

3.5 壓實作業(yè)

在路橋沉降段路基路面施工中須采取壓實措施，促進填料的緊密結(jié)合，提高結(jié)構(gòu)的密實性。沉降段路基路面的壓實作業(yè)要點如下：1）準(zhǔn)確測定土壤和路基的含水量，根據(jù)測定結(jié)果評價水分和干容量的關(guān)系，為水泥和沙粒等材料的配置提供參考。各類填筑原材料的質(zhì)量須達標(biāo)，當(dāng)拌和時須控制材料的用量并充分拌和。2）合理控制碾壓程度，動態(tài)調(diào)整碾壓長度；適配性能可靠的壓實機械設(shè)備，由專員規(guī)范操作，使壓實設(shè)備的運行速度和壓實遍數(shù)各項指標(biāo)均具有可行性。碾壓段長度的控制視現(xiàn)場環(huán)境而定，當(dāng)風(fēng)速偏高或氣溫偏低時，縮短碾壓長度；當(dāng)氣溫偏高時，增加碾壓長度。3）壓實期間對壓實機械的碾壓輪適量噴水，避免瀝青混合料黏輪。大型機械設(shè)備難以觸及的邊角部位采用振動夯板加以處理，保證填筑全范圍內(nèi)均得到碾壓，無任何漏壓現(xiàn)象。4）碾壓按照從兩側(cè)開始向中間推進的順序進行，前期非振動碾壓，碾壓速度約為2km/h；后期振動碾壓，在前述基礎(chǔ)上將碾壓速度增加至5km/h～6km/h，壓實機械勻速運行。不同碾壓遍數(shù)產(chǎn)生的碾壓效果存在差異，為了保證碾壓的有效性并減少不必要的碾壓工作量，最好按照“非振動碾壓3遍→弱度振動壓實3遍→強度振動壓實1遍→收光壓實（非振動碾壓）”的流程有序進行施工。各個碾壓環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，嚴格控制中途間隔時間，保證碾壓的有效性。經(jīng)過逐步的碾壓后保證沉降段路基路面的壓實度和平整度。

3.6 排水管道施工

因為多年的降雨侵蝕很可能會影響地基土壤和填料的構(gòu)造，進而影響地基的穩(wěn)定性導(dǎo)致路面塌陷，所以在道路橋梁建設(shè)中，既要考慮地下水和農(nóng)田排灌水對地基基礎(chǔ)的破壞，又要考慮雨水和雪水等地面水的破壞。當(dāng)進行排澇工程時，應(yīng)考慮到道路上的雨水、地下水以及沿線地形等因素，適當(dāng)布置溝渠和排水管道。針對基坑滲漏不暢和容易積聚地面水的部位，應(yīng)找出問題的根源，結(jié)合路段的具體條件采取排水溝、暗溝和截水溝等措施，將積水合理引入或攔截在路基之外，保證排水設(shè)施滿足公路橋梁施工要求。

4 工序及工藝控制

在工序及工藝控制方面須注意以下5點：1）將施工前期的準(zhǔn)備作業(yè)落到實處，例如修建拌和站、建材準(zhǔn)備、提前處理基坑和基底。2）當(dāng)進行砂礫填料拌和作業(yè)時，應(yīng)嚴格注意其實際水分含量，控制其最佳含水量為±2%。3）將拌和完畢后的填料輸送至臺背處，先以裝載機進行初平工序，再以平地機進行終平作業(yè)，針對器械無法施工的區(qū)域，以人工的方式進行找平，確保臺被區(qū)域路表保持平整。在攤鋪期間，臺背區(qū)域的施工坡度須與結(jié)構(gòu)物的坡度處于同一高度，方便臺背區(qū)域順利排水。在作業(yè)期間，須嚴格掌控鋪設(shè)厚度，總厚須低于25cm，當(dāng)實地主要以小型器械進行壓實作業(yè)時，其鋪設(shè)厚度須掌控在15cm以內(nèi)。4）當(dāng)進行碾壓作業(yè)時，先以振動壓路機緩慢壓實路面，用較低的頻率將路面連續(xù)壓實2道，最后用壓路機進行靜壓作業(yè)，直到去除所有車輪痕跡。在碾壓期間，應(yīng)嚴格控制填料中的水分含量，該水分含量須保持在最佳含水量±2%，壓實度須高于96%。針對器械難以觸及的區(qū)域，可引入小型器械繼續(xù)碾壓緊實，直至壓實度符合預(yù)設(shè)規(guī)定即可。臺背區(qū)域回填高度通常較高且有較多層數(shù)，需要進行振動碾壓才能確保壓實品質(zhì)。5）在檢測和查收完畢后，經(jīng)確認品質(zhì)合格后可以繼續(xù)上層的相關(guān)作業(yè)。

此外，在沉降路線進行作業(yè)期間應(yīng)重視下列關(guān)鍵點：1）臺背區(qū)域的回填作業(yè)與錐坡填土作業(yè)須同時進行，按照預(yù)設(shè)寬度進行一次性填筑；2）臺背回填區(qū)域的路床與路堤相關(guān)作業(yè)必須同時進行；3）針對U型橋臺，須在梁板到達指定位置后再進行臺背回填作業(yè)，以器具和背墻來規(guī)定作業(yè)方式，確保橋臺兩側(cè)對稱并平穩(wěn)地進行相關(guān)作業(yè)；如果不符合安裝規(guī)定，在回填期間須將回填高度掌控在臺墻墻體高度的一半以下，以免臺體移動；4）柱式臺背應(yīng)在柱體側(cè)面進行回填作業(yè)來確保對稱性和平穩(wěn)性，當(dāng)將臺帽處土壤回填至底部表層時，再進行蓋梁和臺帽的澆筑作業(yè)。5）臺背與路堤區(qū)域間相互連接的端頭為作業(yè)期間須掌控的關(guān)鍵內(nèi)容，當(dāng)實地施工時，須增強對該區(qū)域的碾壓和檢測力度，以免生成開縫，導(dǎo)致降水下滲和路基處生成病害。

5 結(jié)語

綜上所述，路橋沉降段易引發(fā)橋頭跳車現(xiàn)象，不利于車輛的安全通行和公路橋梁的正常運營，在工程施工中須提高路橋沉降段路基路面的穩(wěn)定性。作為施工單位，須意識到路橋沉降段路基路面高質(zhì)量施工的意義，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、填料質(zhì)量控制和規(guī)范壓實等方面著手，建設(shè)穩(wěn)定可靠的路橋沉降段，最大限度減少差異沉降，維持沉降段的平整性與穩(wěn)定性。希望該文對路橋沉降段路基路面施工工藝的分析能為相關(guān)行業(yè)研究、工作人員提供一些參考價值。