试析公路桥梁沉降段施工技术
时间:2022-01-20 02:59:19
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摘要:随着社会经济持续发展,我国公路桥梁工程覆盖面越来越广,涉及到的工程建设质量要求也越来越高。而在公路桥梁工程的建设中,复杂的环境会造成多种困难,而路基沉降是比较常见的问题。文章阐述了公路桥梁工程出现沉降的主要类型和原理,探讨了公路桥梁路基及路面沉降的危害。从地基处理、搭板设置、工程材料、填筑施工等角度,分析了公路桥梁沉降段路基路面施工技术的实际应用要点,希望能为相关从业单位提供参考。
关键词:公路桥梁;沉降段;路基路面;施工技术
公路桥梁工程是维持现代社会经济发展的基础,其建设质量将直接影响行车体验和安全,同时也关系到工程后期维护管理。在公路桥梁工程的建设中,难免会遇到因各种因素而导致的沉降问题。在公路桥梁工程的沉降段施工中,需要处理好沉降问题,采用合适的施工技术和加固方法,保证路基、路面的稳定可靠。在如今公路桥梁工程建设规模越来越大、质量要求越来越高的情况下,有必要对公路桥梁沉降段路基路面施工技术进行探究。
1公路桥梁工程沉降类型及基本原理
1.1主要沉降类型。从公路桥梁工程沉降段路基路面沉降的特点角度来讲,沉降可以分为三种类型,包括瞬时沉降、固结沉降以及次固结沉降[1]。瞬时沉降是一种比较严重的沉降问题,主要表现为路基路面在短时间内发生沉降,导致严重的破坏。瞬时沉降通常是因为路基强度不足,在路基路面及车型荷载的作用下,出现瞬时崩塌、下陷而引发的严重沉降问题。或是路基长期遭到地下水侵蚀、脱落而引发的路基局部下沉事故。固结沉降和次固结沉降一般是在施工及施工完成之后,路基、路面因自重和行车荷载而发生的沉降现象,这种沉降幅度一般不大,但是容易引发跳车现象,不利于行车安全。1.2软土地基引发的路堤变形。在公路桥梁工程的施工中,难免会遇到软土地基问题。所谓软土地基,主要是指工程所在地土层主要由高含水量、高压缩性土壤组成的情况。这类土层本身的稳定性很差,无法达到工程施工建设的强度、荷载要求[2]。而公路桥梁工程的覆盖面极广,而我国很多地区都分布有大量的软土层。如果没有处理好软土地基问题,将会导致公路桥梁工程的基础稳定性不佳,无论是工程建设过程增加的自重,还是在长期行车压力影响下,都可能导致路基、路面出现沉降的问题。另外,一些道路桥梁工程施工中,在填筑台背时如果使用了大量的黏性土壤,加上土壤没有得到有效压实,在工程投入使用之后,很容易出现桥台变形的情况,轻则引起沉降问题,重则引发重大事故。1.3路桥搭板设置引发的沉降。在现代公路桥梁工程施工中,公路及桥梁的衔接部分一般使用搭板施工工艺。搭板的设置主要是起到一个过度、均衡压力的作用,是作为道路桥梁衔接部位比较理想的方式。但是,在实际的应用中,如果搭板设置不合理,在车辆通行时,临时产生的应力会导致搭板端部受力较大,进而导致其发生塑性形变,沉降问题随之产生[3]。另外,在设置搭板时,如果没有处理好道路侧的路基加固,也会导致搭板在长期车辆通行的情况下对路基荷载过大,进而引发沉降问题。
2公路桥梁沉降段路基路面施工概述
随着社会经济的持续发展,人们生活水平不断提高,社会汽车保有量逐步增加。这意味着我国公路桥梁工程的通行压力在加大,而路基路面面临的承载力要求越来越高。而受到环境因素及一些人为因素的影响,公路桥梁工程会出现沉降问题,即工程局部发生不均匀的沉降。沉降问题会引发公路桥梁工程内部结构受力平衡遭到破坏,导致路面出现裂缝、凹陷,公路桥梁衔接部位的沉降不均,会引发桥头跳车的问题。轻微的沉降会影响人们的行车体验,同时也会导致工程的后期管理维护难度增加[4]。严重的沉降问题会直接威胁工程安全,引发安全事故,造成不可估量的损失。在如今公路桥梁工程规模越来越大、覆盖面越来越广的情况下,我国多个地区的相关工程都将面临错综复杂的沉降问题。而在公路桥梁工程中,路基、路面是两个关键构成部分,路基与地质结构、土壤状况息息相关,而路面则与外部环境、行车体验相关。所以,在公路桥梁工程沉降段的处理方面,需要从路基、路面的施工入手,一方面加强路基、强化路基承载力和稳定性,另一方面保证路面施工质量。只有这样,才能更好的避免沉降问题的发生,为提高行车安全以及延长公路桥梁工程使用寿命,都有重要的意义。
3公路桥梁沉降段路基路面施工技术应用分析
3.1沉降段路基处理技术。1.软土路基处理。在公路桥梁工程的施工过程中,考虑到地基类型不同,尤其是地质结构、土壤状况、水文条件存在较大差异,所以要基于全面的现场勘察结果,采用合适的地基施工基础。例如,针对比较常见的软土地基引发的沉降问题,需要通过勘察对现场软土层分布状况、具体土质特点进行评估,再制定合适的软土路基处理方案。关于软土路基的处理,主要有以下几种常用施工技术:其一,换填法。如果公路桥梁工程施工现场软土分布较浅,体量较小,可以直接将软土全部挖除,再分层由粗到细填入石料[5]。这种方法的优势在于可以彻底解决软土路基问题,不过如果软土体量过大、深度过深,这种方法的经济性则不够理想。其二,深层水泥搅拌桩法。针对软土层较深、含水量过高的路段,首先需要挖掘排水沟,排除土层中过多的水分。然后,使用搅拌桩机械在下钻的过程中将添加有减水剂、固化剂等外加剂的水泥混凝土灌入土层,通过搅拌,让混凝土和土层发生一系列的物理、化学变化,进而形成可靠的水泥桩。基于水泥桩,再搭建上部结构,为公路路基提供坚实的基础。其三、排水固结法。该方法主要是在地基中设置竖向排水井,通过静压加载的方式,让土体内水分排出,进而促进地基沉降,直至稳定。该方法主要是针对分布较广、深度较深、含水量较高的软土层区域。待地基沉降稳定之后,再进行路基的填筑,可以有效避免该路段发生进一步的沉降问题。其四,强夯法和静压法。这种方法适用于土层本身含水量较低、淤泥质土含量较低的土壤,通过重力机械通过冲击或静压的方式,提升土壤密实度,并达到排水的目的。2.路基填筑。针对公路桥梁工程比较常见的固结沉降、次固结沉降问题,关键在于要做好路基、路堤的填筑压实。路基填料的选择方面,要避免使用含有树根、草皮、生活垃圾等易腐物质的填土,尽量选择含水量较低的材料。从标准公路工程施工的角度来讲,选用的填土液限不能超过50,塑性指数不能超过26。在路基施工之前,要设置试验段,按照设计的施工方法进行试验施工,做好观测。在基底验收合格之后,根据现场自卸车的容量,设置合适的堆土间距。然后,在施工现场设置网格,按照网格均匀卸料,使用推土机摊铺。再使用平地机整平,之后测试含水量,确保含水量达到规定标准,再进行压实[6]。路基的碾压一般使用振动压路机,分多次碾压,并分次检测厚度和密实度,直至达到设计标准。针对土方路堤,要设计断面,采用分层填筑和分层压实的方法,保证每一层填土、填料性质相同,避免出现混填的情况。并保证最大松铺厚度小于30cm,而路基顶部最小压实厚度超过10cm。另外,针对一些横坡陡峭的施工路段,需要从填方坡脚向上挖掘台阶,再进行分层填筑。3.2搭板设置。1.确定锚栓。在公路桥梁工程衔接部位,设置搭板时,要先确定锚栓的位置和施工方式。一般情况下,可以在搭板靠近桥台的位置,沿着水平、竖直方向设置锚栓。这样有助于避免搭板滑落位移,进而可以很好的避免出现桥头区域路面凹陷的情况。然后,再根据现场实际情况,设置钢筋,一般钢筋的间距要控制在75cm左右。考虑到锚栓处于竖直状态,很多工程在实际投入运行之后都出现了搭板损坏现象。为此,应当将锚栓和水平拉杆保持一致,进一步保证受力平衡。2.选择支座。在搭板接近桥台的一端的下方,铺设厚度约为1.5cm的油毡,以此作为铺垫层。考虑到部分工程支座用的是板式橡胶材料,应当将支座尺寸设定为150mmx150mmx35mm,间距设定为约80cm。3.填缝。针对搭板和桥台连接处的缝隙,要选择合适的材料进行填充,起到防止异物进入和防水的作用。如今,比较常用的填充物有沥青、合成纤维以及油浸甘蔗板材料等。在实际填充施工中,要先将填料灌入,再关注浓度较稀的沥青混料,起到固结、保护的作用。3.3路面施工技术。1.路面施工。在处理好路基、搭板之后,公路桥梁路面工程的施工也尤为重要。在路面施工中,首先要设置试验段,对施工流程、压实方法、施工机械等进行测试。通常情况下,试验段要选择能够代表该工程整体情况的施工段,长度控制在100cm左右。然后,根据现场土壤及路基状况,选择合适的压实机械设备。同时,要根据路面材料,选择合适的压实方法。例如,在比较常见的沥青路面施工中,要控制好沥青混料摊铺后的初压温度[7]。如果温度过高,会导致沥青混料流动性过大,导致路面均匀度控制不好。如果温度过低,会导致复压、重压难度大幅度提升。通常情况下,在道路沥青路面压实施工时,初压温度控制在120℃-135℃左右最优,结合CC21双钢轮压路机进行振动碾压,可以起到不错的效果。初压时,压路机速度控制在4km/h左右,重复碾压两遍。复压温度控制在100℃-120℃,压路机速度控制在5km/h左右,重复碾压两遍。在路面碾压施工期间,要做好压实度检测,采用灌砂法或核子密度仪法,对路面的压实度进行检测,直到其达到设计要求。保证压实度,是提高路面质量,降低因路面压实度不足产生沉降问题的可能。2.路面排水及养护。受到外界环境及行车碾压的影响,公路桥梁工程的路面很容易出现裂缝、不均匀沉降的问题,所以在施工完成之后,要做好路面、台背排水和路面混凝土养护工作。为此,要根据道路走向及现场地形,设置纵向、横向排水沟,在路基边坡设置截水沟。同时,加强台背位置的排水处理、缝隙填充,避免水大量进入路面、地基,侵蚀下部土壤[8]。另外,要定期做好路面混凝土的养护,对裂缝进行及时修复,避免裂缝加大及流水侵蚀。
4结束语
综上所述,在我国社会经济持续发展、公共交通工程建设规模不断扩大的情况下,公路桥梁工程的建设质量要求越来越高。针对各个地区公路桥梁工程经常遇到的沉降问题,有必要基于全面的现场勘察,制定合适的沉降段施工方案。做好软土路基的处理,强化路基结构的稳定性,在此基础上,做好搭板设置以及路面施工。只有这样,才能更好的保证沉降段路基、路面的稳定,将沉降量控制在合理范围,提高工程质量,保证行车安全。
参考文献
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作者:樊明皓 单位:海峡(福建)交通工程设计有限公司
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