山西省交通建设工程监理有限责任公司 山西太原 030012
摘要:施工方在进行具体的施工时,需要考虑施工路段的实际状况,并设计具备科学性的施工计划,对道路桥梁沉降段路基路面施工中存在的问题进行全面解决,选用合适的建筑材料,保证排水工作的质量,以此才能有效避免因为不均匀沉降导致的事故,进而对行车过程中出现的跳车现象进行有效的避免。
关键词:道路桥梁沉降段路面;施工;关键技术
引言
随着近年来经济的发展,社会发展形式在不断更新,人们对于出行路面的要求也在逐渐提升,为了满足人们的要求,加强道路桥梁沉降段路基路面施工技术水平、保证工程质量是相关人员需要考虑的主要问题。施工人员在道路桥梁路基路面施工的过程中,关键技术在其应用过程中发挥了基础性的作用,对道路桥梁沉降段路基路面施工而言具有不可取代的现实意义。
1、道路桥梁沉降段路基路面造成的不良影响
基于国民水平的提高,交通事业的迅猛发展,不管是人们出行使用的轻型汽车还是用来运输的货运汽车的数量都有了大幅增加,在此情况下,人们对公路的施工质量就提出了更为严格的要求。当下,一些公路桥梁在施工过程中还潜存着一些问题亟待解决,最严重的当属道路桥梁路基路面发生的路面沉降现象,该问题的发生会使车辆在运行过程中发生跳车,直接影响到行车安全,威胁到人们的生命安全。路基路面沉降一方面会降低人们行车的舒适程度;另一方面还会影响到汽车正常的使用质量。同时基于路面存在不平整度,还会加大发生交通事故的可能性。另外,若是由于道路桥梁的沉降段而发生跳车现象,还会对桥梁本身的结构造成损害,损伤到桥梁与路面连接的缝隙。就此来说,道路桥梁沉降段路基路面造成的不良影响是极大的,必须要采取有力的技术举措予以解决,提高道路桥梁的使用质量。
2、引发道路桥梁路基路面沉降问题主要因素
2.1桥头沉降段结构设计不合理
在道路桥梁的施工中,对于路基的处理方式主要有增加钢筋法、钢筋混凝土搭板法以及粗粒料填筑法几种。以上所述处理方式使用的主要目的是降低道路桥梁段中的刚度差异性以及沉降不均匀现象,利用结构的调整将路基强度与韧度提升,以免在行车同时出现跳车等问题。若桥头沉降段结构设计不合理,那么将会对道路桥梁的整体性施工造成影响,最终降低路基路面强度。
2.2桥台背回填压实度与施工标准存在差异
根据道路桥梁设计的相关要求,涵洞、通道以及道路桥梁等在施工的过程中务必要运用桥台背回填的处理技术,但是,桥台背回填技术的施工工艺较为复杂,并且受影响的因素也较多,其中还涉及到施工人员施工经验、设备、流程以及建筑材料等诸多因素,其中任一环节与施工要求不相符,都会对道路桥梁的施工质量造成影响,出现路面沉降的现象。与此同时,由于道路在施工时需要承载的通车量较大,在此基础上日常行车负荷量也会随之增加,以此便极为容易导致出现塑性形变等现象。
2.3道路桥梁沉降段路基路面不平整
对于道路桥梁基础设施建设而言,路桥路面平整度是检查的重点,因此,在道路桥梁的实际施工过程中,应严格控制相关施工工序,保证道路桥梁路面平整性,从而有效避免行驶车量出现剧烈颠簸的问题,充分保证车辆行驶速度,降低车辆轮胎的磨损度。道路桥梁路桥路面平整度难以实现预期要求主要是由于在平整路基路面时缺乏有合理的监督和管理,导致路基路面出现了波浪状;在实际施工过程中,为了提高施工效率,往往会选用铺摊机、压路机实施路基路面的平整,但是,由于道路桥梁路面施工控制不严格,铺摊机或压路机操作人员的业务水平不高,缺乏施工经验,无法熟练操作,操作方法不当等,这样就严重影响道路桥梁路基路面的平整性。
3.道路桥梁沉降段路基路面施工技术要点
3.1加强道路桥梁沉降段压实作业管理
在道路桥梁施工过程中,水泥稳定混合料的拌和、摊铺、碾压和修整各工序安排紧凑,确保连续性。如果与相连部分摊铺的时间间隔超过4h,应设置横向接缝。若中断超过4h,应将摊铺机附近及其下面未压实混合料铲除,并将已压实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向垂直向下的断面,然后再摊铺新的混合料。
3.2搭板的施工
在道路桥梁的施工过程中,应将搭板设置作为重点问题进行处理,主要归纳为以下三个要点:第一,考虑到道路桥梁本就是为交通运输提供便利,那么最重要的就是保证其承载力,有较强的抗压力。施工方在搭板设置时,应确保道路桥梁的路基路面可以与最高面保持一个平行的状态,使道路桥梁的最低处与挡板的最高处位于一条水平线上;第二,挡板的最高面层应与道路桥梁路基路面的标准高度保持平行,解决路基与桥梁在连接上的问题;第三,以桥台路堤与桥台相当沉降量、人们对车辆行驶舒适度的要求等实际情况为依据,设定搭板长度。
3.3桥台软基的施工
在道路桥梁的施工过程中,施工方应做到对各个施工环节的把控,最大限度地降低发生路基路面沉降问题的可能。进行道路桥梁路面的软基施工时,应先对施工的实际情况有一个全面的了解,从实际出发,相应地选择出一个科学、合理、规范施工方法。通常道路桥梁的软基施工采用的是强夯法、爆破法等施工手段,虽然说这些施工手段可以在一定程度上起到加固软基的效果,而且能在一定程度上控制施工用时,但是使用该施工方法可能会使路基路面发生更大的沉降可能性,所以并不主张采用。可以考虑使用土工格栅技术,该技术的应用有如下优点:土工格栅可与土一同来承受住车辆荷载,将土体的抗剪强度最大化的发挥出来,对路基填土的侧向移位有很好的控制作用,继而有利于路基整体稳定性增强。另外,水平摊铺的土工格栅有着较好的弹性,在经常处于车辆的荷载作用之下,可减少变形的发生。
3.4路堤的填充物选择
对选择路堤的填充物时,应分析、检验施工建筑当地的土质情况,依据检验结果相应的选择填充物。选择的填充物应尽量避免含水量过多,同时应有较强的水分蒸发性能,例如说将沙石作为路堤的填充物。选择这一类的填充物一方面可降低由于自然环境对路面造成的损害程度;另一方面还能有效控制道路桥梁发生沉降的程度。
3.5道路桥梁排水方面的施工
在道路桥梁的施工过程中,还有一个关键的问题就是排水,针对处于降雨量大的道路桥梁工程来说,应保证留有足够的沟槽与排水渠,做到在施工的过程中避免发生雨水淤积问题,降低由于雨水对建筑材料造成的损害程度,保证施工所使用材料的质量,同时避免雨水对已修建好路基路面造成的侵蚀。除此之外,在施工过程中,施工方还应依据工程所处当地水位的具体情况,适当地升高道路桥梁路基,以此来避免日后发生沉降问题。
4、道路桥梁沉降段路基路面施工案例
某道路桥梁工程全长228m,桥面宽21.0m,设计时速60km/h。工程建设中,路堤与桥台连接处、路堤与横向结构物连接处均设置过渡段,平顺过渡。过渡段施工前根据现场情况采取排水措施,按设计要求设置防排水设施。
过渡段路堤两侧防护砌体的施工,在地基和路堤稳定后进行,并与相邻防护设施构成体系。为确保沉降段施工质量,预防桥头跳车现象发生,施工单位采取以下措施加强质量控制。
4.1路堤与桥台过渡段施工技术
4.1.1施工工艺
道路桥梁与过渡段施工工艺流程见图1。
4.1.2施工方法
用小型机械摊铺,分层压实,台后2m范围外用大型振动压路机压实,台后2m范围内和大型压路机压实不到的地方,采用手持冲击振动夯和平板振动夯,压实遍数由实验确定。采用大型压路机碾压时,每层最大压实厚度不超过30cm,最小压实厚度≮15cm。用小型振动压实设备碾压时,填料虚铺厚度≯20cm,可先在台背上用油漆划出填筑控制线,每完成一层,检查地基系数K30、变形模量Ev2、动态变形模量Evd、孔隙率n等,过渡段的基床表层标准和一般路基段基床表层标准相同,有效保障过渡段路基路面施工质量。
4.1.3施工要点
道路桥梁过渡段主要形式如图2所示,过渡段基底处理在桥台施工前进行,统筹安排、合理组织过渡段地基处理,加强级配碎石填筑与桥台桩基、混凝土浇筑等工序控制,避免相互影响或干扰。
根据设计要求对过渡段基底处理,检查验收合格后进行上层填料填筑。将填料生产场拌和好的过渡段填料用自卸汽车运输至施工现场,宜在2h内使用完毕。
过渡段总长度计算为L=n×(H-h)+a,且不得<20m,式中:L为路堤过渡段长度(m);H为台尾路堤高度(m);h为基床表层厚度(m);a为常数,3~5m;n为级配碎石纵向坡度,取2~5m。
台后过渡段范围内(≮20m)路基基床表层填筑掺加5%(重量比)的普通硅酸盐水泥级配碎石。过渡段采用倒梯形,分层填筑掺入3%(重量比)的普通硅酸盐水泥级配碎石,压实标准满足k≥0.95、K30≥150MPa/m及Evd≥50MPa。
路堤基底原地面平整后,用振动碾压机碾压密实。过渡段施工前根据场地情况采取防排水措施,桥台与过渡段间设置空心砖隔离层,引排路桥接缝处积水。台后过渡段内,紧靠桥台处根据桥梁专业需要可设置混凝土垫块。
4.1.4施工控制
施工中,掺3%的水泥级配碎石,混合料生产过程中按规定进行取样检验,填筑时对运至现场的水泥级配碎石进行检验。发现运至路基填筑现场的填料有明显变化时,及时抽样复查,将检测信息反馈给填料生产拌和站,对配料比例进行相应调整。每一层填筑过程中,确认掺3%水泥级配碎石质量、铺筑厚度、填层表面平整符合设计及施工工艺参数,按工艺试验确定的碾压速度和遍数进行碾压夯实,碾压分为初压、复压、终压三个步骤,速度控制在2.5~4.5km/h为宜。
4.2道路与桥梁横向结构物过渡段施工技术
4.2.1施工工艺
清理涵洞两侧的基坑,确保基坑底部无垃圾、松土。路堤与涵洞过渡段施工时,在涵洞两侧对称同时进行。根据过渡段不同部位填料的不同,由涵洞向路基、由中心线向路基两侧按顺序依次铺设填料,每层填料松铺厚度以试验段试验数据为准。每层填料利用人工及推土机结合方式施工,松铺填筑完成后,根据试验段所得压实数据及标准进行碾压,使其达到设计规定的压实标准。涵洞及两侧2.0m范围内及涵洞顶部填筑厚度<1m范围内,由于不能使用大型压实设备碾压,采用内燃式冲击夯进行夯实,振压遍数以达到设计要求压实标准为准。靠近横向结构物的部位,平行于横向结构物背面进行横向碾压。待该填筑层压实完成后,对设计要求的各项指标检测,合格后进入下一层施工。
4.2.2技术要求
路堤与横向结构物过渡段设置分为两种,一种是横向结构物顶至路基面高度>1.0m时的过渡段。过渡段在横向结构物两侧,分层填筑掺加3%(重量比)的普通42.5硅酸盐水泥级配碎石。单侧过渡段长度按式⑴计算:
L=2+2×(H-h) ⑴
式中:L为路堤过渡段长度(m);H为涵洞处路堤高度(m);h为涵洞顶覆土厚度(m)。
另一种是横向结构物顶至路基面距离≤1.0m时的过渡段。过渡段在横向结构物两侧,横向结构物及两侧20m范围(不小于过渡段长度)基床表层填筑掺入5%(重量比)42.5级普通硅酸盐水泥级配碎石,过渡段填筑掺入3%(重量比)42.5级普通硅酸盐水泥的级配碎石。单侧过渡段长度按式⑵计算:
L=2+3×(H-0.7) ⑵
式中:L为路堤过渡段长度(m);H为涵洞处路堤高度(m)。
级配碎石压实标准应满足压实度系数k≥0.95、K30≥150MPa/m及Evd≥50MPa。横向结构物与线路斜交时,过渡段采用斜交正做,沿线路方向结构物与路基的两交点之间部分路基填料全部为级配碎石,级配碎石内掺入3%水泥,按照与过渡段相同标准碾压,之后设置标准的正交过渡段。横向结构物基坑以混凝土回填或以碎石、灰土分层填筑,并用小型平板振动机压实,混凝土应满足设计强度要求,碎石、灰土填筑应满足Evd≥30Mpa。
4.2.3质量控制
过渡段施工前根据场地情况采取防排水措施,过渡段地基处理应于横向结构物施工前完成。合理组织过渡段的地基处理、级配碎石填筑与桥台桩基、混凝土浇筑等工序,确保施工有序进行。过渡段路堤与其连接的路堤按一个整体同时施工,将过渡段与连接路堤的碾压面按相同高度填筑。涵洞2.0m范围内用小型机具碾压密实,并适当减小填筑厚度。加入水泥的级配碎石混合料宜在2h内使用完毕。过渡段处理措施与施工工艺需结合施工现场确定,进行现场试验,确保质量合格,提高施工效果。
5、结束语
综上所述,道路桥梁建设在我国基础设施建设中占据主要地位,同时道路桥梁沉降段路基路面施工技术的进步在一定程度上缓解了城市的交通压力。因此,随着沉降段路基路面建设的作用和影响力的不断扩大,我们必须要尽快的加速沉降段路基路面施工技术的创新,提高施工技术水平,保障沉降段路基路面建设质量。
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论文作者:赵艳光
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/12
标签:路基论文; 桥梁论文; 路面论文; 道路论文; 路堤论文; 桥台论文; 碎石论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;