陸 斌
(廣西長長路橋建設有限公司,廣西 南寧 530003)
隨著我國道橋事業(yè)的不斷發(fā)展和進步,道橋工程沉降區(qū)域的路面施工技術逐漸成為了廣大學者關注的問題,此類問題通常涉及到通車期間的跳車問題及駕駛的舒適性,因此,對于道橋沉降區(qū)域路面施工技術的深入研究具有重要的現(xiàn)實意義。目前,我國道橋工程領域的技術正突飛猛進,是全面推動城市化進程的主要驅動力,盡管相關道橋部門正逐步加大對該領域工程的投入和重視程度,但實際的工程質量及驗收效果往往達不到預期要求[1]。以梁臺和搭板等部分為例,經(jīng)常出現(xiàn)異常沉降及橋頭跳車等問題,這不僅對行車的安全構成威脅,更會使沉降程度進一步加劇,影響道橋設施以及車輛的使用壽命,通過對已有文獻以及出現(xiàn)的危險事故的細致分析可知,多數(shù)安全隱患及事故的發(fā)生與道橋沉降區(qū)域的路面施工有關,例如橋頭跳車將增加橋體結構的變形速度,致使結合縫、結合面受損。本文通過對道橋沉降區(qū)域路面異常沉降因素的詳細歸納,將道橋沉降區(qū)域的組織架構部分進行細化,進而得出有效的路面施工技術方案,可為此類工程的施工提供一定的指導。
在道橋工程領域的建設過程中,對于路基經(jīng)常使用粗粒填料法、混凝土搭板法以及強化鋼筋法等處理措施,這些措施的目的均為降低道橋沉降區(qū)域的剛度差異,以路基結構升級來進一步提高整體的韌度,最大程度上減少行車過程中的跳車情況發(fā)生,通過對實際路段的調(diào)研發(fā)現(xiàn),搭板結構是工程建設和施工過程中較為常用的模式,但其防跳車效果通常并不理想[2]。典型的橋臺構造如圖1所示。
圖1 典型的橋臺構造示意圖
由公路的設計標準可知,全部橋梁、通道以及涵洞均應使用橋臺背進行填埋處理,因臺背填埋技術的施工過程比較復雜,同時也受諸多工程方面的因素影響,如施工過程中的物料、工藝以及施工設備等,這其中還與施工者的經(jīng)驗有著很大的關系,任何一個環(huán)節(jié)最后的施工標準如果不達標,均會給最終的填埋、壓實質量造成影響,這是產(chǎn)生異常沉降的主要因素,此外,因路段常通車量較大,因此載荷較大,會使道橋地基產(chǎn)生形變,加之氣候因素的影響,道橋在長期的使用過程中會逐漸發(fā)生不同程度的沉降,給路面的平整性帶來影響[3,4]。
通過對實際工程的具體研究發(fā)現(xiàn),公路發(fā)生橋頭跳車的情況多數(shù)與地基沉降因素有關,而產(chǎn)生沉降的直接因素是結構的初始設計階段不夠合理。在地基的施工過程中,并沒有對具體的工程情況作出正確的評估和判斷,例如在工程施工過程中所設置的鉆孔較少,且鉆探的深度不夠,因此無法準確定位地基軟土層的實際位置,對軟土的成分及深度的研究分析不到位,且對軟土地基的模擬分析不足,無法獲取準確的工程試驗數(shù)據(jù),最終使地基的實際狀況與設計要求不符,這同樣會引起道橋軟土路基的趨勢性沉降,雨水等環(huán)境更會加快路基的損壞進程,使得其強度及抗剪切能力減弱[5,6]。
充分加強對施工過程中道橋沉降區(qū)域搭板長度以及強度監(jiān)測的重視程度,可從宏觀層面上將施工隱患降到最低。當前,我國仍未有關于道橋沉降區(qū)域搭板的一套完整設計標準或可參照系統(tǒng),部分施工單位根據(jù)以往的施工經(jīng)驗或現(xiàn)場的實際需要來進行施工,這對于道橋本體的安全性構成潛在的威脅。應在施工前期做好充分的準備工作及各項事故應急預案,在施工中也應根據(jù)實際橋臺路堤以及橋臺的沉降程度來設計搭板的長度,通常路基的施工過程采取土工格柵的技術策略,可將土層的抗剪切強度最大限度發(fā)揮出來,同時縮短路基填埋位移和土層側方的移動,進而使得路基整體的穩(wěn)定性得以增強,因此,合理設計道橋沉降區(qū)域的結構對工程整體質量的把控具有重要意義[7]。
對道橋沉降區(qū)域軟土地基以及路堤進行處理時,應對橋臺混凝土以及瀝青混凝土的結構強度進行綜合衡量,尤其是填埋路基的強度,對不同程度的沉降區(qū)域分別標記,同時,規(guī)劃較為合理的緩和沉降區(qū)域。此過程應確保沉降區(qū)域的強度、韌性等具有充分的漸變特性,一般來講,橋臺與路堤間漸變寬度應>50 m,而將道橋沉降區(qū)域的差值控制在5 cm以內(nèi),斜坡填埋處理過程如圖2所示。
圖2 斜坡填埋處理過程示意圖
路面地基在長期承載較強的荷載時,會產(chǎn)生一定的沉降,通過土工復合鋼筋材料,可提高路面地基的載荷能力,防止地基沉降效果顯著,因此,道橋沉降區(qū)域的路面施工技術應符合路基設計的國標規(guī)范,即確保路基的沉降值在10 cm以內(nèi),沉降幅值差在5 cm以內(nèi),將道橋沉降區(qū)域的地基條件和路基條件視為沉降區(qū)域的主要結構設計部分[8]。
橋臺的軟土層施工技術常分為水泥粉噴樁、模塑排水以及爆破法等。水泥粉復合噴樁工藝對軟土層地基具有良好的加固效果,且施工周期短,在工期和質量的管控方面性能卓越,但對于施工技術本身而言,其工程造價相對較高、超荷載預壓施工時間較長、沉降值較高。因此,在橋臺路基施工策略的選取方面,應參照實際的工程狀況,最大程度上減弱軟土路基異常沉降情況的發(fā)生,尤其是對于在橋臺區(qū)域進行較長時間的施工來說,增強其地基的載荷能力以及牢固性效果顯著[9-10]。軟基換填施工數(shù)據(jù)明細如表1所示。
表1 軟基換填施工數(shù)據(jù)明細表
在路堤材料的選取方面,需預先進行土質測試,通過對比所獲取的實際土質數(shù)據(jù),采取具有較好填埋性能的材料來進行填埋,常規(guī)的做法是選取富水量較低的材料作為填埋對象,如沙石土等,但禁止使用沼澤土或淤泥等雜物進行填埋[11]。
通過大量的工程數(shù)據(jù)分析和對比以及具體的施工經(jīng)驗可知,引起跳車情況發(fā)生的直接原因是橋臺引道和路基間強度失衡而形成的異常沉降,這就需要工程技術人員在施工過程中結合現(xiàn)場的工程地質情況來設計較為合理的施工方案,并提前制定事故預警機制和應對措施,側重于對道橋沉降區(qū)域地基的處理方法和引道、橋臺等部分施工質量的管控,選取質量達標的路堤填埋材料,并做好相應的防水、排水措施,降低沉降區(qū)域異常沉降現(xiàn)象的發(fā)生幾率,進而避免跳車情況的發(fā)生。本文通過對道橋沉降區(qū)域路面施工技術的詳細分析和研究,以期為此類工程的施工提供有效的參考意見。
[1]馬麗莎,尹 曄.當前路橋沉降段路基路面施工技術探究[J].城市道橋與防洪,2013(7):178-180.
[2]王東明,呂云芳.道路橋梁沉降段路基路面施工技術[J].工程技術,2013(35):42.
[3]王 靜.道路橋梁沉降段路基路面施工技術[J].內(nèi)蒙古公路與運輸,2012(1):33-34.
[4]陳 棟.公路橋梁沉降段路基路面的施工技術[J].黑龍江交通科技,2012(6):13.
[5]鄭光輝.公路橋梁沉降段路基路面施工技術[J].交通標準化,2014,42(4):27-29.
[6]李逢晟.公路橋梁沉降段路基路面的施工技術分析[J].黑龍江交通科技,2013(1):12-15.
[7]楊友國.公路橋梁沉降段路基路面的施工技術研究[J].黑龍江交通科技,2013(4):8-15.
[8]Poulos H G.Davis E H.Pile Foundation Analysis and Design[M].New York:John Wiley and Sons Inc,1980:325-335.
[9]Bowles J E.基礎工程分析與設計[M].唐念慈,譯.北京:中國建筑工業(yè)版社,1987:1-9.
[10]Lin S S,Chang W K.Bucking of piles in a layered elasticmedium[J].Journal of the Chinese Institute of Engineering,2002,25(2):157-169.
[11]張聯(lián)燕.橋梁施工技術[M].北京:人民交通出版社,2003.