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摘要:我国的基础设施建设近年来大力发展,公路建设是基础建设中的重要内容。路桥过渡段由于桥台和路基的刚度差异等问题会导致路面出现沉降差,车辆行驶的时候会有较为强烈的颠簸感,严重时甚至会导致安全事故的发生,因此必须要采取措施进行防治。本文对道路路桥过渡段的施工要点进行探讨。
关键词:路桥工程;过渡段;不均匀沉降;原因
引言
桥梁工程作为道路交通体系的重要组成部分,如何提升工程质量成为当前研究的重要课题。路桥过渡段所处位置特殊,与桥台等构造物相近,施工难度大。若施工不当,很容易造成路桥过渡段不均匀沉降,引发严重的公路病害。为此,必须重视路桥过渡段不均匀沉降问题,找出原因,采取切实可行的措施进行有效防治。在此基础上,结合具体案例,对路桥过渡段不均匀沉降控制要点进行了分析与探讨。
1路桥过渡段不均匀沉降的原因
1.1桥台沉降
相比台背填方路堤,桥台构造物本身变形较小,可不作计算,桥台沉降则为其下地基沉降。基于安全因素考虑,公路桥台设计及施工中,对其下地基沉降与稳定性要求较高,若设计环节考虑了桥跨结构的沉降影响情况,那么,就不会出现较大程度的工后沉降,也不会有不均匀沉降出现于桥台和台背路堤之间。
1.2路堤下天然地基沉降
在过渡段不均匀沉降原因中,天然地基沉降是主要因素之一。在自重荷载作用下,若天然地基已完成沉降,当路堤修筑于天然地基之上,特别是由于桥涵台背路基填土高度较大,在行车荷载和路堤填土等影响下,天然地基沉降还将持续进行,甚至会持续几年或者十几年,从而产生路桥不均匀沉降。
1.3路堤本体填土沉降
一般来讲,桥台背较高填土高度,若以正常流程施工,须先施工桥涵构造物,随后进行两端路堤填筑。这种情况下,桥头就会形成一个特殊的施工段,其特点为填土高、施工面狭窄,在该施工段很难进入大型机械设备。即便是小型压路机,在碾压台背时,也会存在碾压死角等情况,将会大大增加压实难度。在具体施工中,路堤填土很难达到最佳含水量,加之台背部分位置须通过人工方式夯实,压实功不足,部分路段密实度无法满足规定要求。因此,在多种因素作用下,路基填料将不断被压缩,孔隙率也将越来越小,密实度随之增大,进而产生沉降。
1.4排水不畅
一般情况下,缝隙会存于桥涵和路堤连接处,雨水沿着缝隙不断下渗,将会加大路面结构的含水量,进而冲刷路面,最终出现台后路堤填土流失问题。同时,在行车荷载等因素影响下,还会引发桥头路堤沉陷和跳车现象。
2工程概况
某公路工程为我国南北运输的关键通道,据预测,按现有技术标准,2022年将全部步入三级服务水平。为此,开展公路改扩建施工至关重要。在本改扩建工程中存在多座桥梁工程,为确保工程通行质量,须对桥台(涵)背等部位做加宽处理。为避免出现过渡段沉降问题,应积极采取有效的控制措施。
3路桥过渡段施工控制措施
根据本工程总体施工设计方案,台背回填材料以石灰土(8%)、液态粉煤灰为主,其中,桥台高度在5m及以下时,可回填石灰土(8%);反之,桥台高度在5m以上时,则回填液态粉煤灰。相比其他材料,这2种材料更具优势,特别是液态粉煤灰,不仅刚度大、质量轻,且具有较小的自身沉降,将其用于回填桥台,可有效控制不均匀沉降。
3.1削坡与台阶开挖
为避免新老路基发生不均匀沉降,在填筑台背加宽路基前,应按1∶1.5坡率对老路基边坡进行30cm削坡,并按照从下到上的顺序,在原路基边坡开挖台阶,直至下路床底面,做好新老路基搭接。由于本路段路基填料内存在很多砂土、粉质粘土,若台阶开挖太高,将不利于施工。坡脚第一级台阶开挖时,尺寸宽为1.5m,高为1.0m。除此之外,其他上部台阶高度应有所调整,开挖尺寸可设置为宽60cm,高40cm,台阶底向内倾斜3%,开挖后要马上完成拼接、填筑施工,即开挖1层填筑1层。
3.2分层填筑与压实
1)石灰土填筑和压实。①摊铺石灰土。分层填筑石灰土,对于桥台背部位,每层压实厚度须严控在15cm以内,按照各个填筑层标高在回填过程中测量出填筑面积,并准确计算出石灰土用量。拌和后,通过自卸汽车运送到施工场地,即可开始摊铺作业。摊铺过程中,可采用推土机+平地机的方式。当施工到面积窄小的台背底部基坑部位时,则采用挖掘机+人工方式。②压实石灰土。碾压施工前,须先确定最佳含水率,若石灰土含水率在1%以上,便可进行压实作业。若表面水分不够,需及时洒水,确保其含水率满足设计要求。碾压施工中,主要以12t以上振动压路机为主,后轮重叠宽度可控制在1/2轮宽,且后轮在2段接缝处以上。碾压前期,不宜速度过快,可控制在1.5~1.7km/h,随后则控制在2.0~2.5km/h。针对新老路基结合部,则通过强夯法施工,施工后要及时进行补料、整形,保证施工质量。
2)浇筑液态粉煤灰。①拌和。按照配合比设计要求进行液态粉煤灰拌和,保证7d强度达到0.4MPa,28d强度达到0.6MPa。拌和时可采用强制式搅拌机,时间在3min以上,并在22cm以内控制浆液体流动度。②运输。根据拌和方式,选择运输方式。比如采用现场拌和时,可直接沿着导流槽把液体粉煤灰混合料倒入台背回填区域。若采用集中拌和方式,则需要通过混凝土运输车向施工现场运送,但必须保证在混合料初凝时间前完成,确保供应的连续性,且不会出现混合料离析等问题。由于材料具有流动性的特点,在回填前,可分层在新加宽路基边坡处填筑包边土。通常采用黏土材料,相比每次液态粉煤灰的浇筑厚度,包边土的厚度应略大一些,宽度不得低于2m,且保证压实度为96%。③浇筑。在浇筑施工中,要先支设模板,并确保其稳固性。随后填塞接缝,避免出现漏浆等问题。若浇筑时,存在极大高差,须设导流槽。按照设计厚度、顺序等条件一层一层完成混合料浇筑,浇筑后,每层都需要人工方式刮平,保证每层浇筑层厚度一致。浇筑后,要及时进行养护,可采用覆膜养护,时间不低于7d,在此期间不允许车辆通行。完成养护后,可做封层处理,一般采用石灰土等材料,确保压实度在96%以上。
3.3土工合成材料铺设
据大量实践分析可知,将一定层数的高强度土工合成材料铺筑到新加宽路基基底和路床部位,可大幅提升新老路基的整体性,有效控制加宽路基侧向变形,避免出现不均匀沉降。为此,结合本工程实际情况,决定将一层高强度土工格室铺设到地表,增强路基承载能力。此外,还要将一层高强钢塑土工格栅分别铺设到上、下路床底部,从而有效提升台背路基的整体性。
1)铺设土工格室。铺设前,先做清表工作,针对地表不平整的地方,可采用土石料填筑,保证其平整性。随后紧贴地表铺设土工格室,保证无褶皱、弯曲等情况。为保证其稳固性,可采取钢筋等进行固定。完成上述作业后,便可将填料倒入土工格室内,保证填料略高一些。为防止出现填料压实问题,需及时采取小型压路机进行夯实,避免出现孔洞情况。
2)铺设土工格栅。将上、下路床底表面清理干净,且做好压实作业后,即可铺设土工格栅。同样保证铺设无褶皱、弯曲等情况。随后用U型钢筋钉固定。完成铺设后,可填筑上层填料。按照设计要求,在与土工格栅距离8cm处填筑材料,保证填料最大粒径在6cm以下,若在施工过程中损坏土工格栅,须及时进行修整,避免影响整体施工效果。
结束语
社会经济高速发展,我国路桥事业也获得了长足发展。过渡段作为路桥工程的特殊部位,若施工不当,极易发生不均匀沉降问题。为此,应根据工程实际情况,采取切实可行的措施,这样才能有效控制路基沉降,提高整体施工质量。
参考文献:
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[2]廖丹,朱丹,李远洋.路桥过渡段软土地基侧向流动规律及影响研究[J].路基工程,2019(6):93-96.