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路桥过渡段路基路面施工问题分析与预防措施

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摘要:近年来随着我国经济的高速发展和科学技术的进步,路桥施工技术水平有了较大的提高,公路建设取得了巨大的成就。然而,在路桥过渡段的路基路面工程施工中往往由于各种原因造成一些问题的出现,在一定程度上影响了公路工程的质量和交通运输的安全。本文结合笔者的工作经验,简要分析了路桥过渡段路基路面施工的常见问题和预防方法。

关键词:路桥施工过渡段路基路面问题分析预防措施

中图分类号:TU997文献标识码: A

一、路桥过渡段的施工特点

路桥过渡段作为刚性桥台与柔性路堤的结合部位,在结构上是塑性变形和刚度的突变体。因此,必须从过渡段的地基条件、软基处理方法、填料选择、压实标准、质量检测上采取措施,以减少两者之间的塑性变形差,实现平稳过渡。由于两种结构物刚度不同,会引起道路竖向刚度的突变,所以必须在路基和桥梁之间设置一定长度的过渡段,使轨道的刚度逐渐变化,并最大限度地减少路桥间的沉降差。

二、路桥过渡段路基路面施工出现沉陷的问题分析

(一)桥梁过渡段结构设计不完善

现实中公路桥梁过渡段多采用搭板结构。然而设置搭板以后的桥头跳车现象仍然严重,桥头搭板断板现象较为普遍。主要原因有:

1、搭板长度不够

桥头搭板处理目前尚没有定型的设计计算方法,公路桥涵设计规范也没有明确规定。桥头引道路堤处于高填方路段,软基路段桥涵结构与桥头路堤相对沉降量大,由于搭板长度不够而起不到顺接作用,行驶车辆通过时必然出现桥头跳车现象。

2、搭板强度不足

搭板设计根据支承在弹性地基上的板计算,未考虑台背路堤沉降、雨水冲刷带走台背填土等原因造成搭板与台背路堤脱空的不利受力状态,结果形成搭板设计强度不足产生断板,引起桥头线形突变诱发车辆跳车现象。

(二)施工工序和管理因素的影响

桥梁工程通常作为控制工程优先施工,而路基工程一般是桥梁建成后施工,路桥过渡段集中填筑,几乎没有静置沉降和趋于稳定的时间,导致运行后的初期沉降变形较大。此外,施工质量问题与施工管理问题也是造成过渡段沉降的常见原因。

(三)路基压实度达不到设计要求

在施工过程中,由于路桥过渡段的位置特殊,压路机难以碾压到位,导致桥台后的填料不易压实,或填土选料不正确使填土难以压实,造成部分填土下沉。

(四)桥头路堤地基处理不完善

通过对大量公路桥梁工程的调查发现,软土地基路段地基沉降主要是在施工图设计过程中,地质钻探布孔过少,钻探深度不够,未能及时发现软土地基存在,或者未能准确探明软土地基的范围和深度及其物理力学性质等等,导致桥头路堤的软土地基没有进行应有的加固处理,或者是选择的处理方法不完善。桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上,如果在填土前不做处理或处理不彻底,在路堤土的重力作用下将产生较大变形,特别当路堤较高及原有地基软弱表层清理不彻底时变形更大。而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等,其沉降量很小,将产生桥不沉而路沉的不均匀沉降现象,且在车辆动荷载的作用下不均匀沉降继续发展。

(五)桥梁引道路堤边坡防护措施不当

桥梁台背路堤填土通常采用砂类、渗水性土作为填料,通常对桥台处于长期浸水路段采用浆砌片石护坡。而其它桥台路段只在锥坡范围设置浆砌片石护坡,台背设置方格网草护坡或草皮护坡。然而从收尾工程勘查过程中发现,许多桥头路堤沉降比较严重的地方往往伴随锥坡和护坡水毁。究其原因,主要是由于桥头引道路堤边坡防护措施以及台背防水和排水设施的不适当,导致台背填土流失路基强度降低。

三、路桥过渡段路基路面施工问题的预防措施分析

(一)科学设计路基过渡段结构

由于不同的结构型式,从桥台刚度大的混凝土结构逐步过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构,其强度不一致。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。同样地面上的路堤亦需要设置强度过渡段。公路路桥过渡段的地基条件应保证路基的工后沉降≤10cm,沉降差小于5cm,沉降坡差≤0.4%的控制标准,路基条件应满足规范要求。在路桥过渡段路基施工设计中,宜采用土工格栅技术。由于在路桥过渡段铺设土工格栅具有明显的工程效果,因此在路桥过渡段高填方路堤可采用桥台台背回填加铺土工格栅的结构型式。土工格栅的设置间距和长度应满足规范要求,通过计算确定。

(二)优化路桥过渡段的施工方案设计

科学的施工方案是确保工程质量的前提。因此路桥过渡段的施工方案要讲究科学的编制程序和方法,编制时进行技术经济分析和比较,通过优化设计保证设计质量,过渡段的施工方案应该有利于减少路桥间的沉降差。要强化施工准备工作的检查力度,做好施工人员的技术交底、材料的质量控制和机械设备的质量保证。

(三)保证压实要求

实施路桥过渡段路堤填筑之前,要有目的地选择施工路段的填料,采用各种土壤作对比试验。从经济角度考虑,以就地取材为主,选择渗水性较好的材料。当采用非渗水性土时,应在土中增加外掺剂,如石灰、水泥等。在桥台结构完成后尽快安排过渡段路堤与一般填土路堤的施工,使用同样压实能量的压实机械把过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压,台背路堤填土应与锥坡填土同时进行,分层填筑时每层松铺厚度必须控制在15cm内。检查填土松铺厚度、平整度和含水量,符合要求后进行碾压。根据压实试验提供的松铺厚度和控制压实遍数进行压实。采用振动压路机碾压时,除对台背路堤填土与路基土方连接处必须加以振动,增强碾压效果外,桥台附近采用不振动静压,并慢速碾压,以免损伤桥台。

(四)加强桥头路堤地基处理

路堤软土地基处理方法有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法,可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。修建在软土地基上的桥台通常采用桩基础。为了避免不正常的位移的出现,必须减轻回填材料,或者增强地基土或用基桩,达到抵抗侧向流动的强度。在桥头采用桩板法、轻质填料、连接箱式桥台、支撑连续板等措施可有效地减少路基的沉降。此外,对于桥头软基处治而言,保证合理的工期,让软土地基在加载预压情况下有更长的时间固结沉降至关重要。

(五)做好台背防水与排水措施

应根据台背填料类型、降雨资料及渗水量等选择适宜的排水方式,以疏干台后填料的水分。台背路基填筑前,在原地基土拱上亦设置泄水管或盲沟。在基底上,先作必要的处理。然后填筑横坡为3%的夯实粘土形成土拱,再在土拱上挖成双向坡的地沟。在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料,在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管。塑料泄水管的出口应伸出路基外或桥头锥坡外。在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料,再分层填筑台后透水性材料,直到路基顶面。用土工布包裹盲沟出口处,并对其作必要的处理。桥台背面应设置防水涂层以避免渗水对结构物的侵蚀。对于回填区顶面与底面排水,回填表面应夯实并设置截、排水设施,必要时表面予以封闭,以减少地面水下渗。

总结:路桥过渡段的路基路面工程是产生病害的易发区,在一定程度上影响了交通运输的正常进行和人们的生命财产安全。路桥施工企业和相关部门必须通过不断地总结经验和创新施工技术,才能获得有效的病害防治措施,为道路交通建设行业的健康发展贡献力量。

参考文献:

[1]朱玲玲《高等级公路路桥过渡段常见病害分析及应对措施》[J].西部探矿工程2006(03).

[2]王耀民《路桥过渡段差异沉降分析及处理》[J].沿海企业与科技2005(4).

[3]王武田《公路路桥过渡段路基路面施工控制及病害的防治》[J].价值工程2011(29).