道路橋梁工程中沉降段路基施工技術(shù)
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摘要：為實現(xiàn)對橋梁工程建設(shè)施工的優(yōu)化，緩解路基路面沉降現(xiàn)象，降低道路駕駛安全隱患，以市政工程項目中道路橋梁施工作業(yè)為例，進(jìn)行此區(qū)段的沉降路面施工技術(shù)設(shè)計研究。本文分析現(xiàn)有工程在施工中存在的三個方面問題，通過沉降段路基路面施工材料選擇、合理設(shè)置沉降段路基路面搭板、沉降段道路路基處理，提出一種全新的施工技術(shù)。以TJ-9公路建設(shè)施工項目為例，通過對比試驗證明，設(shè)計方法施工作業(yè)區(qū)段的壓實度>傳統(tǒng)方法施工作業(yè)區(qū)段的壓實度，說明設(shè)計的方法可以解決由于壓實度不足出現(xiàn)的沉降問題。
關(guān)鍵詞：市政；橋梁；沉降段；路基；工程；道路
與道路橋梁施工相關(guān)的工程項目是我國市政工程的主要構(gòu)成，但近幾年我國市政單位在進(jìn)行相關(guān)項目施工作業(yè)時，卻發(fā)現(xiàn)此類工程在竣工投入市場使用后，頻發(fā)路基路面沉降的問題。在此種存在安全隱患的道路上駕駛或運(yùn)輸貨物，十分容易出現(xiàn)交通事故[1]。尤其在道路發(fā)生擁堵時，道路橋梁表面的負(fù)載較為集中，當(dāng)負(fù)載作用力>道路橋梁承載力時，橋面將存在斷裂或下沉等風(fēng)險。除此之外，當(dāng)?shù)缆窐蛄撼霈F(xiàn)沉降現(xiàn)象后，會導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性呈下降趨勢。倘若市政單位或施工方?jīng)]有及時采取有效措施進(jìn)行修復(fù)施工處理，橋頭的連接位置將在持續(xù)負(fù)載的作用下發(fā)生斷裂或損壞，不僅對行人與車輛駕駛?cè)藛T的人身安全帶來隱患，也會縮短道路橋梁的原有使用壽命[2]。因此，在進(jìn)行道路橋梁施工作業(yè)時，需要先做好對施工區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查，掌握施工區(qū)域路況，分析建設(shè)工程的類型與等級，并采用現(xiàn)代化技術(shù)輔助施工，及時做好對道路橋梁工程質(zhì)量的監(jiān)控。對于發(fā)現(xiàn)的道路橋梁常見病害問題，應(yīng)采取有效的措施對其進(jìn)行預(yù)防與規(guī)避，保證道路橋梁工程在竣工后的質(zhì)量。
1市政道路橋梁工程中路基路面沉
降原因分析道路橋梁工程在我國建筑領(lǐng)域中占據(jù)十分重要的地位。保證道路橋梁路基與路面的安全性，不僅可以優(yōu)化社會群體的生活環(huán)境，也可以在一定程度上改善我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀[3]。因此，解決與之相關(guān)的問題，做好對路基沉降原因的分析、總結(jié)與整理是十分重要的。對其出現(xiàn)路基路面沉降現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，見圖1。對圖1表述的三種原因進(jìn)行詳細(xì)闡述，具體內(nèi)容見下文：大部分道路橋梁工程在施工建設(shè)中將混凝土、鋼筋、搭板作為主要支持材料，并通過在路面上層鋪設(shè)鋼筋的方式進(jìn)行道路橋梁路基的建設(shè)，此種施工方式屬于對原有橋面結(jié)構(gòu)的改變，通過此種方式，提高橋面整體結(jié)構(gòu)的承載力，但現(xiàn)如今已經(jīng)有越來越多的研究成果表明，設(shè)置搭板無法避免車輛在駕駛過程中發(fā)生的跳車現(xiàn)象，這也從側(cè)面說明了現(xiàn)有的道路橋梁存在搭板設(shè)置不合理的問題。路面臺背填土行為是此類工程在施工中必須執(zhí)行的行為，但此種施工行為不僅存在操作難度高、施工工序復(fù)雜的特點(diǎn)，會存在其質(zhì)量受顯著影響的問題，施工中每一個微小的行為或因素，都會對此項作業(yè)行為造成影響[4]。也正是由于有過多的因素對其存在干擾，導(dǎo)致填土作業(yè)環(huán)節(jié)常出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，加之道路橋梁每天的車流量與人流量較大，填土在長時間負(fù)載下被壓實，從而導(dǎo)致路基路面發(fā)生沉降。跳車不僅僅是誘發(fā)道路橋梁路面出現(xiàn)病害的原因，也是由于路基路面發(fā)生了沉降，加劇了跳車行為，從而使路面路基出現(xiàn)下沉[5]。而出現(xiàn)此種問題的主要原因是道路橋梁工程在施工前沒有進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)分析，加之在施工中作業(yè)方?jīng)]有做好對軟土類地基的處理，使其出現(xiàn)較明顯的沉降或不均勻現(xiàn)象。
2沉降段路基路面施工技術(shù)設(shè)計
2.1沉降段路基路面施工材料選擇
通過上述論述，在其基礎(chǔ)上，為避免原本沉降變化量進(jìn)一步增加，對施工材料選擇進(jìn)行設(shè)計。在施工過程中，若使用的材料存在缺陷問題，則會造成沉降段的路基路面施工結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性無法達(dá)到預(yù)期設(shè)計時的相關(guān)要求[6]。因此，針對這一問題，施工單位應(yīng)當(dāng)引起更高的重視程度。在施工前，首先，需要針對市政道路橋梁工程地質(zhì)條件進(jìn)行探查，并將其調(diào)查結(jié)果作為依據(jù)，對施工材料進(jìn)行選擇；其次，在施工的過程中，也應(yīng)當(dāng)針對材料的性能、質(zhì)量等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，只能將符合規(guī)定要求的材料帶入到施工現(xiàn)場并使用。尤其是針對施工時使用的填充材料，需要確保其具備良好的防滲性，選擇合理的施工方案配合完成材料的使用[7]。在具體施工時，禁止使用含有淤泥或含水量極高的材料，避免其影響施工質(zhì)量。對于施工部門而言，在進(jìn)行材料施工的過程中，還應(yīng)當(dāng)針對具體材料，嚴(yán)格執(zhí)行對其質(zhì)量檢驗分析、研究等工作，從而確保能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)施工材料存在的問題，避免缺陷材料對施工整體質(zhì)量的進(jìn)一步影響。若在檢查時發(fā)現(xiàn)使用數(shù)量、強(qiáng)度等不符合實際要求，則應(yīng)當(dāng)立即更換合格的施工材料，從而確保整個工程的施工質(zhì)量。
2.2合理設(shè)置沉降段路基路面搭板
針對施工材料進(jìn)行合理選擇后，對其搭板設(shè)置進(jìn)行設(shè)計。在這一環(huán)節(jié)可引入現(xiàn)代化的技術(shù)措施和方法開展搭板施工活動。圖2為市政道路橋梁工程中搭板設(shè)置示意圖。結(jié)合圖2中所示的內(nèi)容，選擇將錨栓結(jié)構(gòu)部件作為搭板的基本結(jié)構(gòu)，并將其與臺背結(jié)構(gòu)共同組成完整的加固結(jié)構(gòu)。通過這一結(jié)構(gòu)的設(shè)置能夠進(jìn)一步提高整體結(jié)構(gòu)的受力強(qiáng)度，同時根據(jù)實際需要可以選擇在臺端下方位置上設(shè)置支座結(jié)構(gòu)的方式，進(jìn)一步提高整體結(jié)構(gòu)的抗壓能力。除此之外，在進(jìn)行填充施工的過程中，還應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地找出結(jié)構(gòu)之間相互銜接的位置，并將上述選擇的填充材料按照正確的填充方案進(jìn)行設(shè)置，以此提升搭板結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力和抗雨水侵蝕的能力，保證搭板的質(zhì)量和穩(wěn)定性[8]。在應(yīng)用現(xiàn)代化的搭板技術(shù)時，還應(yīng)當(dāng)在明確搭板長度的基礎(chǔ)上，盡可能確保搭板與沉降段路基路面保持水平，確保路面的厚度符合施工設(shè)計要求。同時，在實際施工中應(yīng)當(dāng)對搭板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，確保頂面、路基路面的標(biāo)高相同，并保證道路橋梁整體結(jié)構(gòu)的底部與搭板頂面在規(guī)定范圍內(nèi)，使搭板的過渡作用得到充分發(fā)揮。
2.3沉降段道路路基處理
針對沉降段而言，在施工過程中會出現(xiàn)橋頭跳車的問題。為了能夠避免這種非正常位移現(xiàn)象的產(chǎn)生，在對裂隙進(jìn)行材料回填的過程中，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低對填充材料的使用量，以此實現(xiàn)對地基剛性的進(jìn)一步強(qiáng)化。除此之外，為了能夠解決路基本身的沉降變形問題，可按照圖3所示的內(nèi)容對路基進(jìn)行建設(shè)。針對高度低于4m的填土層而言，在對其進(jìn)行開挖時，應(yīng)當(dāng)將其深度嚴(yán)格控制在0.5m左右；而針對高度超過4m的填土層而言，在對其進(jìn)行開挖時，可將其深度控制在1m左右。同時，在具體施工過程中，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況，對沉降段路基建設(shè)方案進(jìn)行調(diào)整，若施工時正處于雨季，則應(yīng)當(dāng)待土層中黏土結(jié)構(gòu)完全曬干后進(jìn)行相應(yīng)操作，并采用石灰石材料對其進(jìn)行回填處理，從而更好地解決路基沉降變形的問題。
3對比分析
本次研究的工程項目以TJ-9公路建設(shè)施工項目為例，此公路沿途經(jīng)過三個在建新區(qū)，沿線覆蓋十余個村鎮(zhèn)，主要進(jìn)入道路為兩條省道，分別為S333與S103，項目的起止樁號為K293+130~K304+857.352，總長度超過10km，此項目的車道采用四車道開發(fā)設(shè)計，預(yù)設(shè)道路車輛行駛速度為120km/h，道路橋梁路面寬度為27m.通過施工方對該區(qū)域的地質(zhì)勘查后得出，該項目沿線的土體以膨脹土為主，倘若在施工中存在不合理的設(shè)計或不規(guī)范的施工行為，極易在建成后出現(xiàn)路基路面沉降問題，因此，可以認(rèn)為此次所選的研究項目符合此次試驗研究需求。使用傳統(tǒng)的施工方法與本文設(shè)計的施工技術(shù)，對K295+85~K298+110區(qū)段進(jìn)行施工，完成施工作業(yè)后，先后對兩種施工方法的作業(yè)區(qū)域進(jìn)行壓實度檢測。檢測結(jié)果見表1。根據(jù)上述試驗測試結(jié)果可以看出，本文方法施工作業(yè)區(qū)段的壓實度>傳統(tǒng)方法施工作業(yè)區(qū)段的壓實度，而傳統(tǒng)施工方法作業(yè)區(qū)段的壓實度存在較大差異，在承載相同作用力時，傳統(tǒng)作業(yè)施工區(qū)域極易出現(xiàn)路基路面不平整的問題。而使用本文設(shè)計的施工方法進(jìn)行區(qū)段作業(yè)施工，不僅可以使路基路面的壓實度保持在一個相對較高的水平，也可以保證不同施工區(qū)段的壓實度保持一致，從而避免竣工后的道路橋梁工程在使用中出現(xiàn)不均勻沉降的問題。
4結(jié)語
我國目前道路橋梁工程在使用中仍存在較大的安全隱患，此種隱患不僅會影響我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展，也會對市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成抑制，最為常見的工程問題是路基路面沉降問題，因此，本文在設(shè)計中，將沉降設(shè)計作為切入點(diǎn)，設(shè)計了一個全新的施工技術(shù)，以此為支撐，優(yōu)化我國道路橋梁工程的施工方案。
作者:王寅生 單位:甘肅新一工程咨詢有限公司
