道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术探讨

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岳金梅1 岳喜军2

佳县交通运输综合执法大队 陕西 榆林 719000

摘要

道路沉降是严重影响道路桥梁工程施工质量的因素,并且沉降可能导致道路和桥梁的结构失稳,增加交通事故的风险。与此同时,路面沉降会形成坑洼,影响车辆的行驶平稳性,增加乘客的不适感,甚至损坏车辆的悬挂系统,增加维修成本。从道路工程的建设效益角度看,沉降问题往往需要频繁地维护和修复,增加了公共资源的投入,影响其他基础设施的建设与维护。因此施工单位需要及时监测和处理道路桥梁的沉降问题,确保其结构安全与使用功能。文章从道路桥梁工程的沉降机理入手,讨论道路桥梁沉降段路基路面设计原则,阐述沉降段路基路面的施工技术,最后分析沉降段路基路面的质量控制措施,希望对相关研究带来帮助。


关键词

道路桥梁工程;沉降段路基;路面施工技术

正文


    道路桥梁沉降段的路基和路面沉降受到多种因素的影响,这些因素可以大致分为自然因素和人为因素。其中自然因素中的软土、黏性土等不稳定的土层容易发生沉降,尤其是在水分变化或荷载增加时。再如过高或过低的地下水位都可能导致土体的排水条件变化,从而加剧沉降。人为因素看,交通流量的增加、重型车辆的通过等都会加大对路基的荷载,长期超负荷运作容易导致路基变形和沉降。再如路基和路面的施工工艺、材料选择及施工管理对最终沉降状况有着重要影响施工不当会导致局部沉降或整体不均匀沉降。所以施工单位需要科学选择施工技术,以下进行相关分析。

一、道路桥梁工程的沉降机理

(一)台背地基变形

    道路桥梁工程中的台背地基变形是一个重要的工程问题,其影响因素和后果复杂多样。首先,台背地基的变形可能由于土壤的物理化学特性以及施工质量等因素导致。例如,软土地区的台背在受到荷载时容易发生沉降和塑性变形,而地下水位的波动则会直接影响土体的有效应力,进而加剧地基的变形。其次,施工中的扰动和不当操作同样会影响台背地基的稳定性,如果在施工过程中未能合理控制振动或荷载,可能导致局部区域的沉降加剧,形成不均匀变形,这将对桥梁的整体结构安全产生威胁[1]

(二)路堤变形

    道路桥梁工程中的路堤变形是一个常见且重要的问题,主要受到多种因素的影响。首先,路堤的土壤类型和结构特性会直接影响其承载能力和稳定性。例如,软土或饱和土层在荷载作用下易发生沉降或塑性变形,从而导致路堤的不均匀变形。其次,地下水位的波动和降雨引起的水分变化会影响土体的有效应力,进而引发沉降和侧移。再次,交通荷载的增加,尤其是重型车辆的通行,可能加速路堤的变形,造成结构的疲劳和损伤。此外,不当的施工方法或材料选择也可能加剧路堤的变形问题,如压实不足或排水系统不合理。

(三)桥头搭板沉降

道路桥梁工程中的桥头搭板沉降是一个重要的工程问题,通常导致桥梁接缝处出现不平整,从而影响行车安全和舒适性。桥头搭板的沉降主要受到多个因素的影响。首先,土壤的物理特性和承载能力直接决定了搭板的稳定性,特别是在软土或饱和土层中,荷载作用下容易发生沉降现象。其次,施工质量也是一个关键因素。如果在搭板施工过程中未能保证足够的压实度或排水系统不合理,可能导致地基支撑不足,从而加剧沉降。再如,随着交通流量增大,尤其是重型车辆的影响,搭板的变形和沉降问题可能会逐渐显现。桥头搭板的沉降还可能导致结构应力重新分配,增加桥梁其他部件的应力,形成裂缝或造成结构损伤[2]

二、道路桥梁沉降段路基路面设计原则

(一)刚度过渡原则

    道路桥梁沉降段的路基路面设计中,刚度过渡原则是确保结构稳定性和舒适性的关键因素。该原则强调在不同刚度区域之间,应采用渐变的设计方案,以减少因刚度差异引起的应力集中和沉降不均匀。具体而言,刚度过渡原则要求在路基与路面、桥梁与土基的连接处,逐步调整材料的刚度和厚度。这种设计可以有效减缓车辆通过时产生的冲击力,降低地基和路面材料的疲劳,减少开裂和变形的风险。同时,合理的刚度过渡可以提高路面的承载能力,优化路面结构的性能,从而延长其使用寿命。此外,刚度过渡设计还应考虑土壤特性、交通荷载及环境因素,以实现与周围土体的良好协同,从而提升整体的抗沉降能力和稳定性。

(二)强度过渡原则

    道路桥梁沉降段的路基路面设计中,强度过渡原则是确保结构安全和耐久性的重要指导方针。该原则强调在不同材料和层次之间实现强度的渐变,以避免应力集中和突发性破坏。具体来说,强度过渡原则要求在路基、路面及其连接处逐步调整材料的强度和厚度,从而减少不同材料间的界面应力差异。这种设计可以有效提高路基的承载能力,降低因不均匀沉降引起的损坏风险。此外,合理的强度过渡有助于分散车辆荷载,减轻对下层结构的冲击,延长路面和桥梁的使用寿命。在实际应用中,设计时需综合考虑土壤特性、交通荷载及环境影响,以确保各层材料的强度相互协调,从而提升整体结构的稳定性和抗沉降能力[3]

(三)平顺过渡原则

    道路桥梁沉降段的路基路面设计中,平顺过渡原则是确保行车舒适性和安全性的关键因素。该原则强调在不同结构和材料之间实现平滑的过渡,以避免因接缝不平整造成的车辆颠簸和冲击。具体而言,平顺过渡原则要求在路基与路面的连接处,设计时应考虑渐变的坡度和曲线,使得车辆在行驶过程中能够平稳过渡,减少过渡段的突变和剧烈变化。这不仅能提高行驶的舒适感,还能降低因强烈颠簸引发的车辆损坏风险。此外,平顺的过渡设计还可以有效分散荷载,降低路面和桥梁的疲劳损伤,延长其使用寿命。在实施平顺过渡原则时需综合考虑交通流量、车辆速度以及地形特点等因素,以确保整体设计的合理性和有效性。

三、沉降段路基路面的施工技术

(一)地基处理技术

    沉降段路基路面的地基处理技术是提高道路桥梁稳定性和承载能力的关键措施。常见的处理方法包括预压法、真空排水法和注浆加固等。预压法通过在地基上施加额外荷载,加速土体的固结和沉降,从而降低未来的沉降风险。真空排水法则利用真空抽排水分子,提高土体的有效应力,加快排水,促使沉降提前完成。此外,注浆加固技术可以通过将水泥浆或化学材料注入土体,提高其强度和刚度,改善地基的承载能力。这些技术不仅能有效减少后期沉降,还能提升路基的整体稳定性,确保道路桥梁的安全使用。在选择具体处理技术时,应综合考虑土壤类型、环境条件和工程需求,以制定最适合的处理方案,确保路基的长期稳定性和耐久性[4]

(二)路基排水施工技术

    沉降段路基路面的排水施工技术是确保道路桥梁长期稳定性的重要环节。有效的排水系统能够减少水分对土体的影响,防止饱和土层的软化和不均匀沉降。常用的排水技术包括设置排水沟、透水性材料的使用以及安装排水管道等。排水沟能够有效引导地表水和地下水流走,减少水分对路基的侵蚀;透水性材料的应用则可以在路基内部形成良好的水流通道,从而加速水分排出。排水管道的设置则有助于深层水分的快速排除,降低土体的孔隙水压力。在实施排水施工时,应根据地形、土壤性质和降雨量等因素进行设计,以确保排水系统的高效性和持久性[5]

(三)后台填筑技术

    沉降段路基路面技术通常应用于地基沉降较大的区域,通过在路基后方填筑土方,形成一个良好的支撑体系。后台填筑不仅可以增加路基的整体重量,增强其抗沉降能力,还能通过均匀的荷载分布减少局部应力集中。实施后台填筑时需合理选择填筑材料,确保其密实性和透水性,以避免水分积聚引发的土体软化。同时,填筑过程应分层进行,并采用适当的压实工艺,以确保每层的稳定性和强度。此外,施工过程中还需监测地基的沉降情况,及时调整填筑方案,以达到最佳效果。整体来说,通过后台填筑技术能够有效改善路基的承载性能,降低沉降风险,确保道路桥梁的安全性和耐久性。

(四)搭板设置方法

    沉降段路基路面的搭板设置方法是一种有效应对不均匀沉降的技术手段,主要通过在路基表面铺设搭板来分散车辆荷载,减小应力集中。这种方法通常在地基承载力较低或沉降预期较大的区域应用。搭板材料一般选择强度高且刚度大的钢板或混凝土板,以确保其在承受荷载时能够提供足够的支撑。搭板的设置需根据现场实际情况合理设计,包括搭板的尺寸、厚度及间距,以确保其能够有效抵御动态荷载。此外,搭板下方可预留排水通道,防止水分滞留造成的土体软化。在施工过程中,搭板应平整铺设,以保证良好的接触面,避免因接缝不平整引发的局部沉降[6]

(五)后期养护与维修

由于沉降段面临不均匀沉降和地基变形等挑战,定期的监测和维护显得尤为关键。首先,应建立完善的监测体系,定期检查路基和路面的沉降情况、裂缝发展及变形特征,及时发现潜在问题。针对发现的问题,后期养护包括及时进行路面修补、裂缝填充以及表面排水沟的清理,以确保水分能够顺畅排出,防止进一步侵蚀土体,必要时可对路基进行加固或重新填筑,以提高其承载能力。为了延长路面的使用寿命,还需定期进行洒水、抹平及加铺新表层等维护措施。通过科学的养护与维修,不仅可以改善路面行驶条件,增强行车安全性,也能有效降低后续的维护成本,确保道路桥梁在其设计寿命内保持良好的功能状态。

四、沉降段路基路面的质量控制措施

(一)做好勘察工作

    沉降段路基路面质量控制中的勘察工作是确保工程施工和后期使用安全的基础环节。通过详细的勘察可有效评估地基土的物理和力学性质,了解地下水位以及土层分布情况,为后续设计和施工方案提供科学依据。勘察工作通常包括钻探取样、原位测试和实验室试验等。在钻探取样过程中,应选择具有代表性的地点和深度,以获取准确的土壤样本并进行分析。通过标准贯入试验(SPT)、地质雷达检测等原位测试,可以直接反映土体的承载能力和沉降特性。此外,通过实验室试验,可以测定土壤的密实度、含水率和强度指标,为设计提供必要的数据支持。高质量的勘察不仅可以发现潜在的地基问题,降低工程风险,还能优化施工方法和材料选择,从而有效控制沉降段的路基质量,确保道路和桥梁在不同条件下的安全性和耐久性。

(二)做好结构设计

    沉降段路基路面质量控制中的结构设计是确保道路桥梁在不均匀沉降条件下安全运行的重要环节。合理的结构设计应充分考虑土壤特性、荷载分布及环境因素,以优化路基的承载能力和稳定性。在设计过程中,需要运用地基承载力理论和沉降计算,合理选择路基厚度、材料及结构形式,以适应沉降段的特殊要求。此外,设计中还应考虑防水排水措施,设置有效的排水系统,减少水对土体的影响,防止饱和土层导致的软化和不均匀沉降。同时,路面的材料应具备良好的抗压和抗拉性能,确保其在荷载作用下不会出现过度变形或破坏。通过模拟分析和计算,设计师可以预见结构在实际使用中可能遇到的问题,从而制定针对性地加固方案。

(三)加强施工过程监督

    沉降段路基路面质量控制中的施工过程监督是确保工程质量和安全的重要环节。通过对施工过程的严格监控,可以及时发现和纠正施工中存在的问题,避免隐患的积累。监督工作应涵盖施工准备、材料进场、现场操作和工序交接等各个阶段。在施工准备阶段,需对施工方案和工艺进行审查,确保其符合设计要求。材料进场时应对土方、石料等进行质量检验,确保其满足规范标准。现场操作时监督人员需重点关注填筑层次、压实度及施工顺序,确保每一步都符合设计标准。此外,施工过程中应保持与勘察、设计单位的密切沟通,及时反馈现场情况和问题。

结束语:

综上所述,针对道路桥梁沉降段的路基和路面沉降问题,需综合考虑影响因素,然后采取地基处理技术、路基排水施工技术、后台填筑技术、搭板设置方法、后期养护与维修,不仅能提升路基的承载性能,还能有效延长道路和桥梁的使用寿命,确保其在沉降段条件下的安全性和稳定性。此外,施工单位需要实施有效的监测与维护措施,以确保结构的安全和耐久性。

参考文献:

[1]李墨瀚.市政道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术[J].中国高新科技,2021,25(13):80-81.

[2]李本华.市政道路关于沉降段路基路面的施工技术[J].居舍,2021,(20):45-46.

[3]武文永.市政道路关于沉降段路基路面的施工技术[J].黑龙江交通科技,2020,43(12):17-18.

[4]沈水斌.桥梁工程中沉降段路基路面施工技术探讨[J].运输经理世界,2020,26(15):97-98.

[5]吕云松.市政道桥工程中沉降段路基面的施工技术探讨[J].造纸装备及材料,2020,49(04):155-156.

[6]黄梅.市政道路桥梁工程中沉降段路基路面的施工技术分析[J].四川水泥,2021,25(10):273-274.

 

 

 


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