摘 要:高速公路道路橋梁建設(shè)工程強(qiáng)調(diào)工程安全性和穩(wěn)定性,而過(guò)渡段路基路面是影響路橋安全性能的關(guān)鍵因素。施工人員應(yīng)當(dāng)積極探索和應(yīng)用高水平施工技術(shù),實(shí)現(xiàn)過(guò)渡段路基路面的高質(zhì)量建設(shè)?;诖?,闡述了高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面的常見(jiàn)施工問(wèn)題,簡(jiǎn)要分析了高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面施工技術(shù),為相關(guān)從業(yè)人員提供有效參考。
關(guān)鍵詞:高速公路;道路橋梁;過(guò)渡段路基路面;施工技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2096-6903(2024)08-0035-03
0 引言
高速公路道路橋梁是路橋工程中的重要組成部分,主要分為路基、路面、橋梁、隧道工程以及交通工程等建設(shè)方向。過(guò)渡段是指建設(shè)工程中路基與橋梁之間的需要進(jìn)行特殊施工處理的地段,強(qiáng)調(diào)通過(guò)施工處理實(shí)現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)物之間的平穩(wěn)過(guò)渡,減少不同道路橋梁之間的沉降差。高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面的建設(shè)是影響路面安全性和交通運(yùn)行穩(wěn)定性的重要因素。
1 路基路面沉降機(jī)理分析
1.1 橋頭搭板沉降
橋臺(tái)牛腿是路基的支撐點(diǎn),也是公路橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)彈性支撐的重要部位。公路橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,橋臺(tái)牛腿與橋臺(tái)的距離是逐漸變化的,橋臺(tái)位置土壤承受的應(yīng)力逐漸改變,土壤受力逐漸不均勻,進(jìn)而引發(fā)橋頭搭板沉降問(wèn)題。
公路橋梁受車(chē)輛長(zhǎng)期碾壓,縱向受力不斷增加,車(chē)輛直接接觸位置會(huì)集中大量應(yīng)力,達(dá)到應(yīng)力峰值時(shí),會(huì)引發(fā)沉降問(wèn)題。因此,橋頭搭板是發(fā)生沉降的常見(jiàn)部位,主要發(fā)生在搭板末端,公路橋梁工程建設(shè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這一部位的施工質(zhì)量,以減少橋頭搭板沉降問(wèn)題[1]。
1.2 路堤變形
公路橋梁施工過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的地質(zhì)條件,其中,黏土是不良地質(zhì)條件之一。黏土具有黏性強(qiáng)、密實(shí)度不足的特點(diǎn),是公路橋梁工程建設(shè)過(guò)程中需要重點(diǎn)處理的問(wèn)題。如果施工過(guò)程中沒(méi)有科學(xué)處理黏土,公路橋梁投入使用后,容易受外界載荷影響,引發(fā)路基路面不均勻沉降問(wèn)題。
此外,其他方面因素也會(huì)影響路基路面施工質(zhì)量,使其穩(wěn)定性受損。公路橋梁工程施工需要使用大量的混凝土,其中臺(tái)背施工要有一定的柔性,若柔性不足而黏土回填臺(tái)背柔性又太強(qiáng),臺(tái)背與黏土之間的柔性差異會(huì)引發(fā)沉降問(wèn)題。
1.3 臺(tái)背地基變形
公路橋梁過(guò)渡段的溝壑位置土壤有一定的壓縮性,這與土壤的特性密切相關(guān)。一般土壤內(nèi)部存在縫隙,含水量高,穩(wěn)定性會(huì)受到影響,加上投入使用后車(chē)輛長(zhǎng)期碾壓路面,極易引發(fā)沉降變形問(wèn)題。若臺(tái)背地基變形處理不及時(shí),會(huì)嚴(yán)重影響公路橋梁行車(chē)的安全性。公路橋梁過(guò)渡段高于一般路面,應(yīng)力作用更為明顯,進(jìn)而在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)沉降問(wèn)題的概率較大[2]。
2 公路橋梁過(guò)渡段路基路面常見(jiàn)問(wèn)題
2.1 路基沉降問(wèn)題分析
公路橋梁過(guò)渡段需要保證路基和相鄰橋臺(tái)合理進(jìn)行連接,并且做好相關(guān)處理工序,才能減少后續(xù)的差異性沉降問(wèn)題。當(dāng)二者沉降值相差較大時(shí),必然會(huì)出現(xiàn)路面沉陷,造成斷裂等病害,這是最為常見(jiàn)的問(wèn)題之一。這一問(wèn)題將會(huì)影響后續(xù)行車(chē)安全,引起橋頭跳車(chē)現(xiàn)象,從而埋下不小的安全隱患。
在過(guò)渡段一旦出現(xiàn)沉降差異,往往要分析整體橋臺(tái)的構(gòu)造物。如若構(gòu)造物施工后沉降量較少,而路基原有的填料發(fā)生變化較大,那么就必然會(huì)導(dǎo)致沉降量增多,明顯高出橋臺(tái)的沉降量。路基沉降斷裂,是當(dāng)下過(guò)渡段最常見(jiàn)的問(wèn)題類(lèi)型,對(duì)其必須采用適當(dāng)措施,從根源處減少這一問(wèn)題的滋生。
2.2 橋頭滲水問(wèn)題
除路基沉降問(wèn)題外,橋頭滲水問(wèn)題也較為常見(jiàn),對(duì)公路橋梁過(guò)渡段的影響是不容忽略的。因本身橋頭與路基之間存在連接縫隙,一旦出現(xiàn)降雨天氣就會(huì)造成雨水下滲問(wèn)題,綜合作用下來(lái),便會(huì)導(dǎo)致過(guò)渡段路基路面出現(xiàn)一些不良問(wèn)題。
對(duì)此需要設(shè)計(jì)過(guò)程中加強(qiáng)勘察工作,分析本地氣候變化條件,并合理預(yù)設(shè)橋梁過(guò)渡段的排水設(shè)計(jì)方案,提高排水的科學(xué)性合理性,這樣才能避免后續(xù)出現(xiàn)滲水問(wèn)題。而如若前期設(shè)計(jì)過(guò)程無(wú)法落實(shí),就必然會(huì)導(dǎo)致雨水侵蝕路基填料逐漸下滲,影響穩(wěn)定性,強(qiáng)度也漸漸降低。久而久之,將會(huì)引起路基內(nèi)部細(xì)粒料流失,損壞過(guò)渡段土體結(jié)構(gòu),影響過(guò)渡段路基路面的整體質(zhì)量[3]。
2.3 路面變形問(wèn)題
路面變形平整度變差,均是常見(jiàn)的問(wèn)題之一。變形問(wèn)題一般來(lái)說(shuō)是不可逆的,一旦出現(xiàn)過(guò)渡段路面變形必然是存在較大的道路病害問(wèn)題。如常見(jiàn)的過(guò)渡段路面壓力過(guò)大或內(nèi)部存在液體狀態(tài)限度等,最終導(dǎo)致路面出現(xiàn)變形,甚至在長(zhǎng)時(shí)間作用下導(dǎo)致路面崩裂。路基路面變形問(wèn)題,一般與行駛重載車(chē)輛有一定關(guān)聯(lián),使得整個(gè)道路內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力不均勻,最終導(dǎo)致不可逆的塑性變形。
除不可逆變形影響外,過(guò)渡段公路的平整度也容易引發(fā)該問(wèn)題。平整度往往會(huì)受到施工建筑材料的影響,一旦材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo),就會(huì)影響整體路面的耐受力,車(chē)流量增加會(huì)帶來(lái)道路損害,使得路面常常高低不平。當(dāng)然在施工過(guò)程中也有可能由于施工人員操作不規(guī)范,導(dǎo)致路面平整度問(wèn)題。操作次序不當(dāng)或設(shè)計(jì)勘探出現(xiàn)偏差,均有可能對(duì)路面平整度造成影響。
3 高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面常見(jiàn)施工技術(shù)
3.1 過(guò)渡段搭板施工技術(shù)
搭板施工技術(shù)是指在高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚板,利用搭板的剛性支撐和抗彎強(qiáng)度增強(qiáng)過(guò)渡段的剛度,從而有效實(shí)現(xiàn)過(guò)渡段路基路面承載力的提高。一般情況下過(guò)渡段搭板施工包括平置式搭板和斜置式搭板,大致分為高中低3種類(lèi)別。
平置式搭板縱坡與路面坡度基本一致,搭板近臺(tái)端擱置在臺(tái)帽背墻的牛腿或橋臺(tái)前墻頂面,遠(yuǎn)臺(tái)端置于路基本體上,常應(yīng)用于剛性路面建設(shè)之中。斜置式搭板的坡度與路面縱向坡度相反,一般不大于5%。搭板一端置于橋臺(tái),一端置于路基本體,普遍應(yīng)用于柔性路面的建設(shè)工程之中,有利于剛性橋面到柔性路堤的過(guò)渡。高置式搭板一般作用于路面面層。中置式搭板普遍適用于瀝青混凝土路面與橋頭搭接建設(shè)。低置式搭板在瀝青結(jié)構(gòu)路面使用較為廣泛,頂面末端位于路面底基層以下。
在過(guò)渡段搭板施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,施工人員應(yīng)當(dāng)注意反向坡度、搭板長(zhǎng)度厚度以及搭板橋臺(tái)之間的連接處理。施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合過(guò)渡段施工建設(shè)需要進(jìn)行坡度高度的確定,促使搭板施工技術(shù)能夠充分符合過(guò)渡段路基路面施工需要。搭板長(zhǎng)厚度選擇應(yīng)當(dāng)充分考慮到建設(shè)工程的承載力需要,普遍以厚度8 cm的搭板為宜,注重脫空問(wèn)題在搭板施工技術(shù)應(yīng)用中的呈現(xiàn)。搭板與橋臺(tái)之間的連接處理,需要注重連接技術(shù)以及連接角度的確定。大部分施工單位采取水平錨固技術(shù)進(jìn)行連接,該技術(shù)手段充分契合搭板使用受力條件,可有效防止出現(xiàn)高荷載下的變形位移問(wèn)題。否則連接處理應(yīng)當(dāng)保證水平狀態(tài),連接角度偏移會(huì)導(dǎo)致搭板受力不均,從而對(duì)過(guò)渡段路基路面建設(shè)質(zhì)量造成影響。
3.2 過(guò)渡段加固灌漿技術(shù)
過(guò)渡段加固灌漿技術(shù)是針對(duì)路基路面沉降問(wèn)題的施工處理,其能夠有效提高路基路面的可靠性和實(shí)用性,能夠提升過(guò)渡段整體抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度,減少跳車(chē)等建設(shè)問(wèn)題。一般情況下,過(guò)渡段加固灌漿范圍在路基路面橫截面方位角30 m左右,分3段進(jìn)行錨桿鋪設(shè),間距控制在2 m左右,進(jìn)行緩慢灌漿。
過(guò)渡段路基路面加固關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)如下:①施工處理前,確定開(kāi)口位置以及定位點(diǎn)標(biāo)記,保障施工處理精準(zhǔn)性。②定位孔距后,可以進(jìn)行錨桿插入,注漿錨桿應(yīng)當(dāng)依據(jù)標(biāo)記點(diǎn)依次插入護(hù)坡中。③在0.75:1~1.5:1的范圍進(jìn)行混凝土水灰比控制。④對(duì)灌漿孔進(jìn)行澆水清理,保障灌漿孔順暢通行。⑤灌漿過(guò)程應(yīng)當(dāng)從上到下依次進(jìn)行,壓力小于1.0 MPa,注漿速度小于1 L/min。⑥當(dāng)出現(xiàn)跳動(dòng)狀態(tài)時(shí),施工人員應(yīng)當(dāng)立刻停止施工,并進(jìn)行制動(dòng)塞安裝。
3.3 過(guò)渡段路基填筑技術(shù)
路基填筑技術(shù),高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面建設(shè)中最為常用的技術(shù)手段,能夠有效實(shí)現(xiàn)過(guò)渡段路基路面高質(zhì)量建設(shè),進(jìn)一步提高橋臺(tái)后備可靠性和穩(wěn)定性,有利于整體建設(shè)工程質(zhì)量的優(yōu)化提高。在路基填筑技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)注重填筑材料的適配性,選取礫石、半剛性材料等進(jìn)行填筑作業(yè)。要注重橋臺(tái)后背區(qū)域的路基壓制,選用小型壓實(shí)機(jī)對(duì)回填部分進(jìn)行分層壓實(shí),確保臺(tái)墻的安全性和穩(wěn)定性。
一般情況下,高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基填筑技術(shù),主要應(yīng)用水平分層填筑法、縱向分層填筑法以及豎向填筑法3種手段。水平分層填筑是建設(shè)工程中使用最為頻繁的施工方法,又稱(chēng)為上向水平分層充填法。施工人員主要依據(jù)橫斷面全部寬度進(jìn)行填筑處理,逐層向上進(jìn)行施工填筑??v向分層填筑法旨在結(jié)合施工路線(xiàn)縱坡方向,逐層向上進(jìn)行填筑施工??v向分層填筑法普遍適用于縱向坡度大于12%的工程,施工距離普遍較短,具有一定的施工局限性。豎向填筑法指施工人員從路基一端或兩端,按橫截面全部高度進(jìn)行逐步填筑的方法,主要適用于無(wú)法自上而下進(jìn)行填筑的陡坡段,容易出現(xiàn)填土過(guò)后的現(xiàn)象,難以有效進(jìn)行填筑壓實(shí)[4]。
3.4 橋臺(tái)臺(tái)背的排水技術(shù)
在高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面建設(shè)中,水害問(wèn)題是施工人員應(yīng)當(dāng)密切重視和優(yōu)先處理的關(guān)鍵問(wèn)題。通常建設(shè)工程的施工工期較長(zhǎng),容易遭遇強(qiáng)降水天氣或雨雪天氣。若施工作業(yè)區(qū)域排水不暢會(huì)造成積水現(xiàn)象,便會(huì)對(duì)建設(shè)工程結(jié)構(gòu)造成腐蝕影響。施工人員應(yīng)當(dāng)采取“防、排、堵、截”的施工原則,利用橋臺(tái)臺(tái)背的配水技術(shù)進(jìn)行水分疏于,從而有效減少施工后的過(guò)渡段沉降。
橋臺(tái)臺(tái)背排水技術(shù)旨在通過(guò)排水處理實(shí)現(xiàn)積水排放,保障臺(tái)背干燥或中濕狀態(tài),從而有效降低水分對(duì)施工質(zhì)量的侵?jǐn)_。橋臺(tái)臺(tái)背排水技術(shù)應(yīng)當(dāng)注重排水平面圖的設(shè)計(jì),結(jié)合施工區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行排水方案的確定,防止出現(xiàn)路面積澇和排水不暢的現(xiàn)象。在進(jìn)行過(guò)渡段路基建設(shè)時(shí),應(yīng)當(dāng)設(shè)置坡度為3%~4%的橫坡,促使路面形成上拱的狀態(tài)。在臺(tái)背后面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行隔水材料的鋪設(shè),在豎向每3 m布置土工格柵和防排水板及向外傾斜的PVC-U排(泄)水管,將排水管的出口延伸到路基之外。應(yīng)當(dāng)注重排水性能的檢測(cè),強(qiáng)調(diào)過(guò)渡段路基防水能力和抗腐蝕能力的提高。
3.5 過(guò)渡段軟土地基處理技術(shù)
高速公路道路橋梁過(guò)渡段建設(shè)工作中,科學(xué)恰當(dāng)?shù)能浲恋鼗幚砟軌蛴行ПU险w建設(shè)工程質(zhì)量和效果的提高。軟土地基是指強(qiáng)度較低、壓縮量較高、沉降量大的區(qū)域,容易對(duì)施工工程造成較大影響??茖W(xué)有效進(jìn)行軟土地基處理,能夠有效提高過(guò)渡段路基的穩(wěn)定性和承載能力。在高速公路道路橋梁過(guò)渡段建設(shè)中一般采取換填地基法、土工合成材料法以及注漿地基法3種施工方法。
換填地基法是軟土地基處理中的常用方法,旨在將地基土層進(jìn)行科學(xué)置換,通過(guò)砂墊層、砂石混墊層等土層提高軟土地基的承載能力。該施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)注重墊層材料的把控,保障材料強(qiáng)度和材料類(lèi)型能夠充分符合施工需求。應(yīng)對(duì)軟土地基進(jìn)行整平,提高軟土地基本身的平整度,并盡可能排除軟土層的水分。對(duì)于墊層材料應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)處理,先進(jìn)行全方位攪拌攤鋪,再基于施工需求進(jìn)行墊層間距和范圍的確定。
土工合成材料是一種人工合成的工程材料,將其添加到軟土地基之中能夠?qū)崿F(xiàn)軟土地基的過(guò)濾工作,能夠有效實(shí)現(xiàn)土層含水量的控制。在應(yīng)用過(guò)程中,施工人員需要實(shí)現(xiàn)挖除軟土層,在地基結(jié)構(gòu)中進(jìn)行鋼筋墊層的鋪設(shè),從而有效實(shí)現(xiàn)軟土地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與荷載能力的優(yōu)化提高。
注漿地基是利用軟土地基與水泥漿料的融合實(shí)現(xiàn)地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提高。在應(yīng)用施工技術(shù)時(shí),應(yīng)當(dāng)注重水泥漿料配比、注漿壓力以及注漿角度的控制[5]。
3.6 過(guò)渡段路基超載預(yù)壓技術(shù)
超載預(yù)壓屬于堆載預(yù)壓法中的一種,指在加固地基上通過(guò)堆載達(dá)到預(yù)壓目的的排水固結(jié)方法。在高速公路道路橋梁過(guò)渡段路基路面建設(shè)中,應(yīng)用超載預(yù)壓技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)地基承載力的優(yōu)化提高,相較于其他施工技術(shù)手段而言其具有顯著的便攜性和節(jié)約性,無(wú)需耗費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)就能實(shí)現(xiàn)施工建設(shè)目的。超載預(yù)壓技術(shù)常用堆載材料以土、磚料或者砂石料為主,其能夠有效減少由于次固結(jié)而產(chǎn)生的沉降現(xiàn)象。通常采用自卸汽車(chē)和推土機(jī)進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)。需要確保堆載面積的充分,加載頂面積應(yīng)當(dāng)大于過(guò)渡段底面積。注重加荷速率的控制,防止由于堆載過(guò)高造成的地基局部破壞。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著公共交通不斷完善,公路橋梁建設(shè)的整體規(guī)范性也必須加強(qiáng),各類(lèi)施工技術(shù)必須嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。尤其在公路橋梁過(guò)渡段這一易發(fā)生病害問(wèn)題的區(qū)域,更應(yīng)充分重視采取技術(shù)性措施,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案開(kāi)展施工,以減少可能存在的隱患問(wèn)題,降低路面沉降以及不可逆變形等問(wèn)題發(fā)生概率,提高道路橋梁過(guò)渡段的穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
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