摘要:在道路桥梁工程的建设中,施工技术是非常重要的。但是,我国道路桥梁的施工技术在一定条件下,依旧存在沉降段路基路面的施工问题,对整个工程的施工安全和质量造成了一定的威胁。为此,必须要分析沉降段路基路面的问题,从而提高道路桥梁的建设质量。
关键词:公路桥梁;沉降段;路基路面;施工技术
1公路桥梁沉降段路基路面的沉降机理
1.1桥头搭板设置不科学
目前,国内的公路桥梁施工建设中,大多使用搭板结构来处理路基,使用这种施工方法主要是为减少道路与桥梁的刚度差异,避免沉降不均匀情况的发生,同时提升路基的强度,预防跳车现象的发生。但由于该施工方法是在搭板的一端经枕梁支承于路基,另一端支承于桥台牛腿处,搭板和桥台路基越靠近,则其承受的应力就会相应越小,这样一来就很容易使搭板位置的路基发生受力不均匀现象。车辆行驶过程中,受车辆振动荷载作用的影响,搭板末端的路基填土的塑性变形就会加剧,继而导致搭板末端的沉降越来越严重。此外,桥梁搭板在桥涵建设完工投入使用之后,常年受到季节性水位变化以及地表水入渗的影响,其涵洞口和锥坡挡墙后的板下土体会被逐渐软化,继而导致土基慢慢发生沉降变形,搭板支承面下则会形成局部脱空。如有重载车行驶,搭板就会变成不均衡支承,其脱空区域的最大沉降位置的板下区域有集中应力产生,慢慢产生的缝隙会让后部应力逐渐扩大,一旦应力值大于允许弯拉应力,搭板就会出现断裂。
1.2沉降段路基路面的高低问题
沉降段路基路面的平整度是道路桥梁建设的重要条件之一。而影响沉降段路基路面平整度的原因有两点,其一就是没有进行夯实。在实际的施工过程中,对于沉降段的路基并没有进行压实,在经过长时间的交通压力之后,路面就会出现凹凸不平的现象。在车辆经过时,就会出现颠簸的情况,严重地损害了车辆的轮胎。其二就是受施工材料的比例和温度的影响。在使用材料时,如果配合比出现问题且温度过高,就会导致路面出凹凸的情况,导致路基路面的承载强度过于集中或者过于分散。比如,在日常生活中,一些道路桥梁施工完毕之后,就有少许的车辆在道路上行使,这样,严重地破坏了道路桥梁沉降段的路基路面,导致道路表面出现高低不平的现象。
1.3台背地基发生变形
在部分沟壑地段的公路桥梁建设中,桥涵结构地基变形会受到土壤空隙的影响,土壤空隙越大,则桥涵结构地基发生变形的可能性也越高。与普通路段的路堤填筑相比,桥头段路堤高度要高出5~10㎝。这一部分路基与基底相比会产生附加应力,继而导致地基出现沉降。若填土容量没有发生改变,则填土高度越高,桥梁路基出现沉降的可能性也就越大。
2公路桥梁沉降段路基路面施工技术
2.1设置搭板
2.1.1设置方法
1)在搭板有效作用长度内,受行车荷载持续作用,路面厚度不断变化,即为刚度渐变,该方法施工难度较大;2)搭板和面层顶面保持平行,使搭板顶面标高和桥面底部完全相同。该方法弥补了上述方法的不足,同时还能实现刚柔过渡;3)对以上两种方法进行整合,发挥各自优点,取长补短;4)预留一定反向坡度,使搭板和桥台连接部位的标高完全相同,但和路面连接部位则比设计标高稍高,以此形成反坡,根据沉降差确定坡度。
2.1.2搭板和桥台之间的连接
1)锚栓:搭板近桥台端放置在桥台上,为使搭板不发生滑移,一般在两者间设置拉杆和锚栓。实践表明,这种连接方法效果良好。2)支座:在搭板靠近桥台的一端经常会铺设1cm~2cm厚垫层,垫层以油毡布为主,也可直接设置支座,按80cm控制支座之间的距离。3)倒角:为避免搭板由于发生转动而使路面损坏,需将搭板靠近桥台一端的上缘及牛腿上边缘制成倒角。4)填缝:桥台和搭板之间的连接部位,为避免径流渗透,宜使用填缝材料封堵接缝,封堵密实后再灌注沥青。
2.1.3搭板施工技术
在对搭板进行施工时,首先要按照要求进行立模,同时使搭板表面平整度及坡度都满足要求。由于基层顶面和搭板之间的距离往往很小,所以在压路机经过后,可能会被压碎。对此,如果基层顶面和搭板之间的距离在10cm以内,则在对底面层实施铺筑的过程中必须凿除已经铺设完毕的基层,重新填筑与底面层相同的混凝土,以此提高台背回填强度。
2.2不设搭板条件下的引道施工
若不在过渡段设置搭板,则需要对台后填筑进行细致的设计与施工,严格要求压实度,也可采用特殊结构措施,比如铺设土工格网等。
2.3地基处理
对桥背软基进行有效处理,是防治过渡段沉降的重要方法。软基处理方法有:换填、超载预压、排水固结、工程桩等,需要根据不同的实际情况妥善选取,通过对软基的处理来大幅提高地基承载能力,避免产生不均匀沉降。修筑于软基上的桥台大多选用桩基础。若在深厚软基上建设高路基,则在填料自重作用下软土将不断向两侧挤动而使基桩受到较大作用力,导致桥台转动或移位。为了防止这种情况的发生,应减轻填料重量,加强地基土体,或直接采用基桩,从而抵抗土体侧移施加的作用力。对于孔隙比与含水量都很大,同时还含有大量有机物质的地基土,应施以换填处理,根据软土厚度确定换填的深度。如果是一般的粘土,则适当开挖翻晒即可。当实际的填土高度在4m以内时,按0.6m控制开挖深度;当实际的填土高度超过4m时,按1.0m控制开挖深度。通过翻晒使土体含水量达到最佳值±2%后,开始回填,直到密实。在回填时应注意,应留60cm左右的厚度回填石灰土。如果施工在雨季进行无法晾晒,则可全部回填石灰土。回填一定厚度石灰土的目的在于形成渐变带,防止沉降发生突变。
2.4台后填筑施工
2.4.1选择适当的台背填料
桥台后5~10m范围内必须选择工程性质较好的填料才能确保工程质量。究其原因主要是:①公路桥梁沉降段为刚柔性过渡段,因此所选择的材料其刚度要介于路基材料的刚度与桥台材料的刚度之间;②台后压实难度比较大,但对压实度要求又非常高,所以填筑材料要易于压实;③填筑材料的透水性要强。本次工程结合经济性以及工程质量要求,就地取材,选择了当地比较多的砂砾土作为填筑材料。
2.4.2台后回填施工
根据实验室配比以及工程要求确定填料级配,按照1∶1的比例设置斜坡或者台阶,确保顶面的填筑长度略微高出搭板长度,基底位置的纵向填筑长度应大于2m。桥台背后填土施工要与锥坡施工同时进行。涵洞缺口填土时,要注意两边均衡分布,确保回填压实。施工过程中如果有水渗入,则应认真研究施工方案,通过设置碎石或者砂砾层,及时将渗水排出去。结构物回填时,要确保分层平铺,然后进行桥台和翼墙位置的回填。
2.4.3台背回填料压实
台背回填料的压实质量直接影响到台背回填沉降,关系到跳车现象是否发生。因此,在压实过程中要确保填方基底以及涵洞顶部到路基顶面压实度都达到95%。填料分层松铺厚度要小于20cm。由于台背回填的位置比较特殊,使用压路机很难确保碾压质量,同时机械振动力过强还会影响台墙。所以,应该选择小型压路机进行压实,并使用蛙式打夯机作为辅助(其主要用于小型压路机压不到的区域)。
结论
路基沉降、地基沉降、桥梁部分位移与局部沉陷是造成路桥过渡段沉降的主要原因,为防止沉降发生,应采用可行的技术措施做好路基路面施工,如合理设置过渡段搭板、加强地基处理、优化台后填筑等,以此保证路桥过渡段结构稳定性,避免出现桥头跳车等问题危及行车安全。
参考文献:
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