蔡雄敏
(江西贛粵高速公路工程有限責任公司,江西 南昌 330000)
橋梁工程沉降部位的地質(zhì)條件復(fù)雜性較高,外力作用、自然侵蝕等對路基產(chǎn)生很大的影響,所以路基沉降問題較為嚴重,威脅橋梁通行的安全性?;诖耍跇蝾^過渡段的現(xiàn)場施工中,必須加強施工和質(zhì)量控制,采用科學合理的處理措施,提高過渡段的施工質(zhì)量和效果,防止發(fā)生沉降的問題,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)維護成本。
某橋梁長為140m,路基寬度設(shè)計為27m,路面寬度為23.5m,中央分隔帶設(shè)計寬度為2m。為了使橋頭部位上線形達到穩(wěn)定性要求,過渡順暢,提高路基的密實度尤為重要,預(yù)防發(fā)生橋頭下沉的問題。在過渡段施工中,加強填筑施工控制,從地面線到橋臺3m 的位置開始填筑施工,并設(shè)置漸變部位。
在橋梁過渡段施工中,橋頭是整個工程的重要結(jié)構(gòu),在車輛行駛中,達到緩沖效果,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,存在跳車的問題,原因是橋梁路基施工存在問題。比如,軟土沒有合理處理等,造成不均勻沉降問題的發(fā)生。
橋梁項目在施工前,工作人員需嚴格執(zhí)行設(shè)計方案。但是由于自然、人為等各方面要素的影響,或者沒有進行必要的技術(shù)交底,造成人員對設(shè)計方案的理解不夠深入,解讀圖紙存在偏差。在現(xiàn)場施工中,工程質(zhì)量控制不嚴格,出現(xiàn)路堤過高的情況,雨水排出效果比較差,存在很多安全隱患,長期積水導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題,造成塌陷等。
在橋梁工程的過渡段部位施工中,極易發(fā)生路基變形的問題。這是因為在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié),使用了黏性相對較差的土質(zhì)進行回填施工。在臺背土施工中,環(huán)境、施工技術(shù)方面的因素,導(dǎo)致回填質(zhì)量無法滿足要求。下方路基硬度不足,抗壓性能比較差。在投入運營后,因為車輛長期碾壓路面,超出其承載性能,極易引發(fā)沉降的問題。還有可能是因為不同工程區(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,出現(xiàn)了膨脹、收縮等問題,引發(fā)裂縫、斷裂、沉降等病害,對道路橋梁的通行效果造成極為嚴重的影響。
從大量的橋梁通行經(jīng)驗分析,很多橋梁過渡段都會有橋頭跳車的情況。如果發(fā)生這一問題,車輛通行的安全性、舒適度、穩(wěn)定性都會受到嚴重影響,可能引發(fā)嚴重的交通事故,危害人們的生命健康與財產(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,沒有加強橋頭路基的處理,或者處理效果不合格,尤其是在臺背壓實回填的過程中,沒有達到規(guī)定的標準和要求。有些回填施工量不足,壓實效果較差,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)損壞的問題,進而造成跳車的情況,威脅道路交通通行的效果和水平。
在橋梁項目建設(shè)施工中,有些施工單位一味地提高施工速度,沒有加強橋面與路面的質(zhì)量控制。雖然在很多情況下可以縮短項目建設(shè)工期,但是因為路面和橋梁對接時,存在標高不齊的情況,造成橋梁過渡段存在高度差,出現(xiàn)橋頭跳車的問題。
3.1.1 搭板設(shè)定方式
(1)確定搭板高度。因為車輛荷載較大,且長期受到車輛持續(xù)性碾壓,路基路面結(jié)構(gòu)會發(fā)生很大的變化,結(jié)構(gòu)性能受到影響,施工難度也會比較高。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高。在搭板頂面標高的設(shè)計中,要從實際情況出發(fā),一般和常規(guī)路基標高一致,還要使路基和橋梁過渡更加順暢,確保搭板和橋臺的協(xié)調(diào)性。在施工中,要使搭板和路面連接部位達到標高要求,也可以稍微超出標高尺寸。
(3)觀測下沉量,記錄各項數(shù)據(jù)。根據(jù)路橋工程的現(xiàn)場實際情況,保持路線縱斷面達到完整性的要求,從而獲得準確的沉降量參數(shù)。發(fā)揮計算機、軟件技術(shù)的優(yōu)勢,準確統(tǒng)計下沉參數(shù),為后續(xù)工作提供基礎(chǔ)。
3.1.2 連接橋臺與搭板
(1)設(shè)計錨栓結(jié)構(gòu)。在橋臺上層結(jié)構(gòu)的周邊布置錨栓形式,設(shè)計達到合理性、科學性的要求。預(yù)防因為搭板設(shè)定不合格,導(dǎo)致縱向移動的情況,使橋臺和搭板保持穩(wěn)定性。在該路橋項目的施工中,應(yīng)用22mm 鋼筋協(xié)助施工,確保鋼筋設(shè)定間距達到標準,一般來說鋼筋間距設(shè)定在75~82cm 之間。對于豎直布置的錨栓來說,如果影響搭板和牛腿的結(jié)構(gòu),應(yīng)采取同步移動的方式,并根據(jù)需要布置水平拉桿,達到整體性能的要求。
(2)設(shè)置支座的結(jié)構(gòu)。在該路橋項目中,設(shè)計支座結(jié)構(gòu)時,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)標準要求,再應(yīng)用150mm×150mm 尺寸的橡膠材料支座,間隔距離按照82cm 進行布置。
(3)進行倒角布置。該路橋項目在現(xiàn)場施工中,按照要求布置倒角,防止搭板移動而出現(xiàn)路基損壞的問題,將牛腿邊界和臺端邊緣設(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,不會有雨水進入內(nèi)部,搭臺和橋臺連接的質(zhì)量合格。應(yīng)用玻璃纖維、麻絮等進行填充,符合密實度要求,再應(yīng)用稀瀝青灌注施工,從而達到填充的效果。
3.1.3 搭板施工作業(yè)
在具體的橋梁工程項目實施前,應(yīng)用壓路機開始搭板結(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,達到結(jié)構(gòu)強度的要求,符合壓實度標準。
在該橋梁項目施工中,應(yīng)選擇合理的路基處理方式,采取科學方法,消除橋頭跳車的問題,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)路基下沉的問題。路基在使用環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)側(cè)向位移的情況。因為路基側(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)損壞性問題。為了提高橋臺、橋面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)側(cè)向位移等問題,選擇使用質(zhì)量性能比較高的回填料開展填筑施工,可以提高路基結(jié)構(gòu)的強度性能,使基礎(chǔ)的位移量得到控制,不會發(fā)生偏移嚴重的情況。對于容易發(fā)生變形的溝壑地帶,因為土壤壓縮性較強、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)實際高度開展挖掘施工:如果填土高度不足4m,則開挖深度應(yīng)在0.6m左右;如果填土高度超過4m,則開挖深度應(yīng)超過1m。經(jīng)過晾曬處理后的黏土材料,含水量比較低,通過應(yīng)用黏土材料回填施工,在達到規(guī)定高度后,開始壓實作業(yè),提升結(jié)構(gòu)的壓實性能。
為了有效地預(yù)防不均勻沉降的問題,還要加強填筑后臺施工作業(yè),應(yīng)用夯實機、壓路機進行全面的壓實施工。根據(jù)施工工藝的要求,在路基頂部位置間距1m 的位置上,采取分層多次壓實施工方式,選用質(zhì)量優(yōu)越、性能良好的填料施工,加強后臺填筑施工,確保結(jié)構(gòu)性能完全達到要求。
3.4.1 填筑要求
在臺背回填施工中,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。臺背兩側(cè)應(yīng)進行分層夯實施工,壓實度超過96%。臺背沿著線路方向設(shè)備,從臺深開始頂起,頂面應(yīng)超過橋臺高度2m 以上。與下部的錐坡應(yīng)保持同時填筑施工,且一次性完成同樣寬度的施工。在臺背回填的施工中,現(xiàn)場進行輕型橋臺填筑施工,需要在梁體填筑工作結(jié)束后,保持兩側(cè)平衡進行;在橋臺臺背填土采用埋置式進行,保持對稱、平衡的方式進行。臺背和路堤之間在回填施工中,需要達到如下標準要求:
一是二級及以上公路根據(jù)設(shè)計方案要求進行過渡段的施工,并且壓實度性能超過96%,還要在橫向、縱向設(shè)置排水系統(tǒng)。
二是在臺背回填施工中,路床、路堤要保持同時施工。
三是橋臺背與錐坡同時回填施工,一次性填充完畢,且壓實度合格,達到規(guī)定寬度的標準要求。
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具,一級公路松鋪厚度應(yīng)在15cm 以內(nèi)。因此,在施工中,盡量選擇應(yīng)用大型壓實機械,確保橋臺邊緣或者狹窄的部位達到壓實度要求,而小型壓實機械只能分層壓實施工。為了使填土和橋臺銜接部位壓實效果合格,在項目施工中選取應(yīng)用夯壓機橫向碾壓的操作方法。
路橋施工必須加強排水工程施工,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,落實排水通道布置工作。如果在項目施工中,橋梁施工存在滲水、積水無法排出等情況,應(yīng)加強檢測控制,設(shè)置暗溝、排水溝等,提高排水效果。
對沉降段路基路面部分,應(yīng)加強維護與養(yǎng)護管理,防止對土壤結(jié)構(gòu)造成嚴重的傷害。根據(jù)工程的需要,在現(xiàn)場設(shè)置草型護坡或者墻型護坡的形式,嚴格落實路基坡面的養(yǎng)護處理,不會因為風沙給路基坡面帶來巨大的干擾影響,防止出現(xiàn)表層剝落或者裂縫的問題。
在橋梁現(xiàn)場施工中,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)計中,確保搭板設(shè)計符合設(shè)計施工要求,預(yù)防發(fā)生不均勻沉降問題,達到過渡段使用的效果。在搭板施工階段,路橋過渡段容易產(chǎn)生不均勻沉降,表示設(shè)計缺乏合理性。為了預(yù)防這一問題,設(shè)計方案確定時,設(shè)計人員應(yīng)加強搭板長度的計算分析,可以應(yīng)用簡支梁的方式,達到搭板長度的標準要求。還需要在搭板末端設(shè)計中,埋設(shè)厚板,從而提高過渡段的穩(wěn)定性,符合工程的標準要求。
針對橋頭跳車的問題,設(shè)計與施工人員必須加強控制。橋梁路基設(shè)計、施工方面的要求較高,在正式通行時,不會發(fā)生沉降的問題。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。為了解決這一問題,首先,施工人員應(yīng)遵循設(shè)計方案進行路基加固施工,防止沉降問題進一步擴散。比如,在后臺填土施工后,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),達到加固的效果,防止出現(xiàn)路基沉降的問題。其次,在項目施工建設(shè)中,對填筑物進行壓實施工,但是也容易出現(xiàn)變形問題。所以技術(shù)人員需要選擇合適填筑物,符合現(xiàn)場工程的標準要求,并采用科學合理的處理措施。
在路橋連接部分的施工中,加強變形控制是最為重要的工作。在項目施工現(xiàn)場,執(zhí)行技術(shù)標準和規(guī)范的要求,確保總體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格。在方案設(shè)計中,不同過渡段的結(jié)構(gòu)要求不同,變形量也會有很大的差異。通常來說,橋梁結(jié)構(gòu)施工的材料是混凝土,強度要明顯高于道路結(jié)構(gòu),所以在沉降發(fā)生后,會出現(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)強度性能的差異性。還要加強橋頭的引導(dǎo)性設(shè)計,強化搭板的結(jié)構(gòu),提高路基結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平。
對于橋梁工程項目來說,路橋過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?shù)膯栴}。在具體的施工中,壓實是關(guān)鍵的施工工序。如果壓實度不合格,就極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)塌陷的問題,所以應(yīng)貼近根基進行壓實施工,提高結(jié)構(gòu)強度性能。因此,在過渡段施工中,應(yīng)采取如下措施提升過渡段的質(zhì)量:首先,嚴格落實回填土厚度的控制。在地基回填施工中,整體厚度加強控制,達到設(shè)計方案的要求,一般為20cm 左右。其次,需要選擇壓實度較高的材料?;靥钍┕げ牧蠈こ痰男阅苡绊懕容^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)生表面積水的問題,不會給橋梁的正常通行造成負面影響。
過渡段是橋梁的重要組成部分,也是容易發(fā)生病害問題的部位,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),加強地基處理和控制,提高填筑施工效果,還要落實排水措施的施工。此外,加強維修和養(yǎng)護也極為重要,消除病害的問題,對提升橋梁施工質(zhì)量水平有著重要的意義。