摘要:近年来我国城市化建设进程快速发展,城市基础设施建设特别是市政道路桥梁工程施工建设数量随之持续不断增加。市政道路与桥梁的建设,能够为城市居民提供更加便捷的交通出行服务,提高城市区域交通运行效率的同时,对城市建设经济发展也有较好的促进作用。在工程施工的实际操作中,沉降段的路基路面问题是影响市政道路桥梁工程施工质量的重要因素之一,本文针对沉降段路基路面施工技术进行分析,以期能够提升市政道路桥梁工程施工建设质量。
关键词:沉降段;搭板;软土地基;回填
市政道路与桥梁相互连接的地方为极易出现沉降的区域,被称为“沉降段”。近期城市桥梁道路多次被曝出“沉降段”路基路面问题,如2016年建成通车仅三年的长乐营滨路双峰大桥,桥头路基路面沉降达到80~90cm的质量问题;2019年11月福州火车站北广场下桥处路面下沉,造成临时交通管制无法通行。由于施工技术、周边环境等多方因素的影响,造成了市政道路桥梁工程极易出现在交付使用后出现沉降的现象,道路桥梁沉降段将会降低道路桥梁的使用寿命,严重影响市政道路桥梁工程的使用价值,给过往行人车辆带来生命财产安全风险的同时,也对城市化建设发展造成不利的影响。一直以来市政道路桥梁工程出现沉降段的这个问题都未能很好地解决,加强施工技术的相关研究,切实做好市政道路桥梁工程施工作业质量保障提升工作,极具现实价值。
一、市政道路桥梁工程沉降段路基路面出现的原因
实际生产中,导致市政道路桥梁路基路面发生沉降的不良因素复杂多样,施工方应在施工过程中严格把控各个环节的施工质量。出现沉降的主要因素有:
1.桥梁两端道路设计存在的问题
近年来内河治理规划标准的不断提升,要求现有城市内河也需要具备通航能力,因此导致新建桥梁为了保证通航,有可能与旧路面存在较大高低差,纵坡较大。车辆经过时如果缓慢通行,向心力会与自重抵消;若快速通行时,向心力超过自重将造成车辆腾空。腾空落地后产生的冲击力与纵向推力,形成了对桥梁和道路衔接处的附加荷载,加速桥头路基路面等结构的损坏。由于桥梁沉降基本为零,在长期的瞬时附加荷载作用下,沉降段路基路面经受日积月累的破坏,进一步加剧了路基路面沉降的程度。道路设计的科学合理性,对市政道路桥梁工程整体的质量与安全有着至关重要的影响。
2.地基治理方面存在的问题
地基治理方面存在问题往往会在很大程度上引发市政道路桥梁沉降的现象:第一,地基设计方面设计人员未充分考虑地下水位产生变化的可能性,导致路基含水率发生变化,造成沉降;第二,地基排水处理不足,特别是在降雨量较大的地区,排水不及时会造成积水处路基土体含水量过大,破坏路基路面的稳定性,影响路基路面的承载能力。第三,软土地基的承载能力与抗剪力较弱,变形量大。施工时如果未严格按照设计值进行施工或设计前期的勘察点位不够密,设计不够精确的话,现场实际施工的地基软土层就会与地基的自然软土层有局部的偏差,导致软土地基处理不够全面到位,埋下隐患。如若对于软土地基的处理不得当,将反应至路面,造成路面坑洞与波浪起伏的现象。
3.台背路基施工方面存在的问题
台背路基变形现象的出现,大概率会导致市政道路桥梁工程路基路面沉降现象出现。台背回填的工序复杂、繁琐且费时费事。回填料厚度低时压实度较好控制,越往上回填压实度要求越高,越难达到设计要求。现场施工往往因赶工期而没按照分层填筑、分层碾压、分层检测的方法进行施工。回填料、施工设备机具、施工人员专业技能等因素,都会对台背路基质量产生很大的影响。台背回填关键在于土方的压实度,压实程度达不到预计标准时,台后填料会在自重与荷载作用上产生压缩沉降,造成沉降段路基路面变形,发生不均匀沉降。
二、市政道路桥梁工程沉降段的路基路面施工技术分析
市政道路桥梁工程施工作业中,积极应用科学的沉降段路基路面施工技术,在正式填筑前做好试验工作,利用试验段的施工结论,全面掌握现场施工参数指标,进行动态观测与分析,优化施工参数,能够有效地提升道路桥梁工程质量。
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1.市政道路桥梁两端路基路面的加强设置
在桥梁两端路基进行结构加强是沉降段路基路面施工技术的重要手段,有助于强化道路路基结构整体承载力,避免出现路基路面沉陷现象。在路桥沉降段设置搭板的技术应用最为普遍。一方面完善搭板与桥台的相互连接,应当在搭板和台背间设置垂直的锚栓进行纵向固定,横向之间设置拉杆,以防止搭板滑动引发相应的桥头凹陷现象。搭板与台背用22~25钢筋连接,间距75~80cm;另一方面明确搭板的设置形式,做好道路与桥梁过渡段的工作能提升搭板的使用效果。道路与搭板的线型需保持平顺,尽量做到桥面与搭板坡度处于同一水平面上,无法处于同一水平面时,当路面纵坡为向搭板尾部上坡时,纵坡坡度呈现为凹曲线,此时搭板纵坡宜为平坡;当路面纵坡为向搭板尾部下坡时,纵坡坡度呈现为凸曲线,此时搭板纵坡宜与路面纵坡相同。按实际情况优化搭板设置的长度,一般情况下大中桥搭板长度为8m,厚度为35cm;小桥与涵洞等搭板长度为5m,厚度为28cm。在搭板施工前必须检测基层的压实度与承载力,避免因基层下沉导致搭板受力不均而损坏。
2.地基处理工作的开展实施
在设计前期做好地质勘察,出现地质变化处需加密勘察点位、勘察深度。根据采集出的地质数据,从施工的可行性角度出发,优化设计方案的合理性。设计时充分考虑远期地下水位发生变化的可能性,在有可能出现变化的区域,尽量选择含水率低、渗水性能高、水分蒸发性能好的砂砾回填料,普遍使用的方法是碎石灌砂回填。使用碎石灌砂回填能得到较高的回填密实度,增加地基承载能力,也能在地下水位发现变化时受到较小的影响。做好路基路面的排水工作,合理设置路面的横坡、排水边沟、雨水口等,避免路面产生长时间积水渗透至路基。在路堤边坡设置泄水孔等方式也能有效地保障回填料的含水率不会过高。因桥梁多数都处于河道旁,通常情况下土体本身的含水率较高,为塑性较大的软土地基。施工前可对该段路基土壤进行翻晒,土壤在达到相应的技术指标后才能进行碾压回填施工。若施工时恰逢雨季,难以在有限的时间内将多余水分蒸发,则使用石灰土进行回填作业。常用的软土地基处理方法有换填法、排水固结法和水泥粉喷桩复合地基的施工方法等,作业人员需要根据工程施工作业现场实际状况与工期要求,选择合适的软土地基处理方法。提高市政道路桥梁工程地基结构整体承载力、强化提升地基结构整体性能的同时,能够较好地缓解地基结构沉降现象、降低沉降现象出现的概率。
3.台背路基施工质量的作业方法
市政道路的桥梁、管廊和涵洞等部位均需要做台背回填施工,回填土的压实度将直接影响到路基路面的沉降量。首先要合理规划安排工期,避免因赶工期而简化施工步骤。其次要根据实际情况来考虑所选择的施工技术,减少软土路基出现的问题,特别是桥台在土方回填后将长期处于受压力的状态,提高地基的承载力与稳定性,能够有效降低地基沉降现象发生。严格控制回填时间,在桥台混凝土强度达到设计要求后才进行回填,避免因台背混凝土强度不够抵抗回填土的侧压力而产生偏移导致下沉。回填土在经过试验确定最佳回填料配比与最佳含水量后,现场技术人员严格控制,并把控分层碾压的厚度(每层厚度<30cm)与压实度(路面底0~80cm压实度≥94%;路面底80~150cm压实度≥92%;路面底150cm压实度≥91%)。压路机碾压不到的位置,采用人工打夯机进行夯实。在回填土上设置土工格栅,能增加路基的承载能力以及承担回填料自身的荷载,从而最大限度地控制路基路面因温度和湿度发生变化,避免路基路面产生水平位移导致开裂,或是因交通荷载产生竖向剪切力时导致位移与沉降的发生。土工格栅与路基填土之间的咬合镶嵌摩擦阻力能有效提高路基抗剪强度,显示出更好的抗拉性能和路基整体稳定性。使用土工格栅能够在一定程度上改善沉降状况,使得沉降趋于均匀,将桥梁刚性段很好地过渡到路基柔性段,减小路基结合部位的差异沉降。
三、结束语
综上所述,重视市政道路桥梁沉降段的起因,从各个方面有效避免不均匀沉降路段的形成,保证道路桥梁的质量和使用寿命,切实做好市政道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术管控工作,对于保障提升市政道路桥梁工程整体建设质量、推动市政道路桥梁工程的长远化发展等,都有较好的促进作用,具有重要的经济价值和社会价值。
参考文献:
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论文作者:林邱韬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签:路基论文; 路面论文; 桥梁论文; 市政道路论文; 地基论文; 道路论文; 施工技术论文; 《基层建设》2019年第29期论文;