李虹
摘 要 在路橋過渡段路基路面施工中,只要我們嚴(yán)格按設(shè)計施工,并控制好每個環(huán)節(jié)以及各個工序的工程質(zhì)量和工作質(zhì)量,從客觀上制定一套科學(xué)的管理程序,就能減少路橋過渡段的不均勻沉降,從而減輕甚至避免橋頭跳車現(xiàn)象,以提高社會經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞 路橋 過渡段 路基 路面 施工 技術(shù)
一、路橋過渡段產(chǎn)生不均勻沉降的原因
1.橋臺臺背路堤壓實度不滿足要求。在施工過程中,由于路橋過渡段的位置特殊,壓路機難以壓實到位,在一填土選料不好都會導(dǎo)致橋臺后的填料不易壓實,造成部分填土下沉。此外,在公路營運過程中,路基在車輛荷載以及自然因素作用下,會形成土基塑性變形的積累,導(dǎo)致路橋間的差異沉降,從而影響高級公路路面的平順程度。
2.橋頭路堤地基處理不徹底。橋頭路堤及錐坡一般位于天然地基上,如果在填料前不做處理或處理不徹底,處理寬度不能滿足施工、設(shè)計要求時,路堤土在自身重力作用下都將產(chǎn)生較大變形,特別當(dāng)路堤填土較高及原有地基軟弱表層清理不徹底時變形更大,嚴(yán)重會出現(xiàn)縱向裂縫而路堤掰開。而橋梁構(gòu)造物多采用樁基礎(chǔ)或經(jīng)地基處理的擴大基礎(chǔ)等,其沉降量很小,則將產(chǎn)生橋不沉而路沉的不均勻沉降現(xiàn)象。橋梁工程通常作為控制工程優(yōu)先施工,而路橋過渡段路基一般是在橋梁建成、或主體建成時才施工,路橋過渡段集中填筑,幾乎沒有靜置沉降和趨于穩(wěn)定的時間,導(dǎo)致運行后的初期沉降變形較大。
二、路橋過渡段路基路面施工技術(shù)措施
為了避免路橋過渡段路基路面出現(xiàn)上述問題,路橋過渡段路基路面設(shè)計技術(shù)方案通常有兩種:一種是設(shè)置搭板的設(shè)計方案,另一種則是不設(shè)置搭板的設(shè)計方案。
1.關(guān)于搭板的設(shè)置。從理論上講,設(shè)置搭板的方法是十分科學(xué)的,在搭板的長度范圍內(nèi),隨著車輛荷載作用的增加,路面的彎沉程度會逐漸發(fā)生變化,將可以避免橋頭跳車的現(xiàn)象,然而這種方法施工的難度卻相當(dāng)大,因此在實際施工中,設(shè)計搭板往往采用第二種方法,采用預(yù)留反向坡度的方法。方法二是設(shè)置柔性搭板,既克服了方法一的施工困難,又有效地解決了剛?cè)徇^渡的問題。坡度大小根據(jù)路橋之間的沉降差而定,此法的關(guān)鍵在于考慮路線縱斷面平順的前提下,確定沉降差和預(yù)留反向坡度。
搭板與橋臺間的錨固有豎向和水平向兩種方法。搭板自由端在車輛荷載作用下必然發(fā)生豎向位移,而水平向的錨固更符合這一受力狀態(tài),并有利于橋臺受力,因而搭板與橋臺間宜采用水平錨固。實踐表明,枕梁下的路基內(nèi)設(shè)置碎石樁或水泥石屑樁,可以改善枕梁及其下部路基土承載能力,減少沉降,這種處理方法效果顯著,費用不大。因此,我們建議如果設(shè)置枕梁,枕梁下的路基地應(yīng)設(shè)置碎石樁或水泥石屑樁。
搭板下面地基的非均勻特別是脫空,能顯著地增大板底的彎拉應(yīng)力。當(dāng)?shù)鼗鶑木鶆虻椒蔷鶆蛟俚矫摽?,其相?yīng)的最大豎向位移各增大100%左右,而增加搭板厚度能顯著地增大搭板抵抗彎拉應(yīng)力和變形的能力,板厚從20 cm增到30 cm,板底最大彎拉應(yīng)力減少30. 60%,相應(yīng)的豎向位移也減少19. 85%,因此按彈性地基板和脫空板分別計算板厚,對鋼筋混凝土搭板可取板厚為30 cm左右。
2.臺背不設(shè)置搭板的情況。如果不設(shè)置搭板,則應(yīng)對臺后填筑作周密設(shè)計和認(rèn)真施工,對填料和壓實應(yīng)有更高要求,或采用專門的結(jié)構(gòu)措施,如鋪土工格網(wǎng)、填筑聚乙烯塊等。
3.臺后填筑質(zhì)量控制。橋梁兩端路堤沉降由地基、路基、路面三部分壓縮變形組成。其中,地基的壓縮變形由路基路面的恒載和車輛荷載引起,填料的壓縮、固結(jié)、次固結(jié)引起路基路面結(jié)構(gòu)層因行車作用而被壓縮搭板上和橋面上的面層結(jié)構(gòu)和厚度相同,則不會產(chǎn)生沉降差。車輛荷載的影響深度一般為2 m左右,不能因此忽視整個臺背的質(zhì)量控制。考慮到填料固結(jié)問題和施工誤差,需要對整個臺背填方加固處理。國內(nèi)一些高速公路將整個臺背填方加固處理,成功解決了橋頭跳車問題。
4.選擇合理的過渡段地基處理方法。對于軟土地基地段,處理好橋背軟弱地基是控制橋頭跳車的關(guān)鍵。應(yīng)對其處理方法進(jìn)行特別設(shè)計。以綜合處理方案為宜,或采用粉噴樁加土工合成材料和砂墊層并利用長短樁逐漸過渡,靠近橋臺處的粉噴樁最長,且最好樁端支撐在硬層上;也可采用排水固結(jié)法加土工合成材料,并輔以超載預(yù)壓,采用加密區(qū)、密疏過渡區(qū)和一般區(qū)方式,由橋臺向路基過渡。關(guān)于豎向排水通道,大通道塑料排水板的處理效果要比袋裝砂井好一些。因為在施工中對砂的質(zhì)量和灌砂率難以掌握,可能會出現(xiàn)縮頸或隔斷,繼而影響排水效果。土工合成材料宜采用抗拉強度高的土工隔柵或土工格室。粉噴樁加土工合成材料處理軟基,可以加速施工,有效縮短固結(jié)時間,減少差異沉降,并且復(fù)合地基的沉降量和地基土側(cè)向位移較小,可有較大的填土速率,可縮短工期,是過渡段軟基處理解決軌面不平順的最有效的途徑之一。
5.臺背排水。在路橋過渡段如果排水處理不當(dāng),會使水沿橋臺路基連接處下滲,降低路面結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性,路基和地基的穩(wěn)定性,加劇錯臺和跳車。因此,應(yīng)根據(jù)臺背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水方式,以疏干臺后填料的水分。
臺背路基填筑前,在原地基土拱上亦設(shè)置泄水管或盲溝。在基底上,先作必要的處理。然后填筑橫坡為3%~4%的夯實黏土形成土拱,再在土拱上挖成雙向坡的地溝(地溝尺寸一般寬為40 cm~60 cm,深為30 cm~50 cm)。在臺背后全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管(塑管直徑一般不小于10 cm,其上小孔孔徑為5 mm,布成梅花形,間距控制在10 cm以內(nèi))。塑料泄水管的出口應(yīng)伸出路基外或橋頭錐坡外。在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料。再分層填筑臺后透水性材料,直到路基頂面。
橫向盲溝的設(shè)置與上相同,取消泄水管,以滲透系數(shù)較大的透水性材料填筑地溝(加大粒徑碎石)。用土工布包裹盲溝出口處,并對其作必要的處理。有時視需要可在臺后填方中設(shè)排水墊層。排水墊層的作用:促使地基和其下軟弱層能在施工期內(nèi)基本上完成滲透固結(jié),減少后期下沉量;排走上部填方因降雨等原因下滲的多余水分;孔隙壓力增大時有滲透出路,不會由于地下水和潛水在底層的積聚,而降低土體的強度和穩(wěn)定性。墊層的厚度為1 m~2 m,并要高過原地面不少于0.5 m,使地基沉陷后,原地面和地下水位不高過墊層。橋臺背面應(yīng)設(shè)置防水涂層以避免滲水對結(jié)構(gòu)物的侵蝕。對于回填區(qū)頂面與底面排水,回填表面應(yīng)夯實并設(shè)置截、排水設(shè)施,必要時表面予以封閉,以減少地面水下滲。當(dāng)回填范圍較大且表面滲水較多時,應(yīng)沿回填區(qū)底部原地面設(shè)置橫向水平滲溝或透水管,滲溝或透水管水平間距一般為1 m~2 m,排水管管徑10 cm~15 cm。
三、結(jié)束語
綜上所述,路橋過渡段路基路面的質(zhì)量不容忽視。針對路橋過渡段路基路面所存在的質(zhì)量通病,我們務(wù)必要采取合理的結(jié)構(gòu)形式、先進(jìn)的施工技術(shù)對其加以控制,從而更好地造福社會,服務(wù)于民。