市政道路桥梁工程中沉降段路基路面技术探究

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湖北鼎宇盛建筑工程有限公司 湖北省建始县 445300

摘要

在目前的道路桥梁工程的路基路面施工期间,基于道路与桥梁本身的结构、路面压实问题、地基问题以及警示标识等问题的产生,很容易导致整个路基路面出现塌陷,如果在正式施工开始前没有做好现场的详细勘察,很容易由于对现场的土质掌握不足而对软土质的处理不够科学,最终造成路基路面严重的沉降问题。基于此,本文就市政道路桥梁工程中沉降段路基路面技术进行简要探讨。


关键词

道路桥梁工程;沉降段;路基路面技术

正文


1工程概述与分析

1.1工程概述

某道路桥梁工程为市政工程,全长为260.88m,最大纵坡为6.2%,车行道宽度为6.2m,单向单车道,沉降路段为EK0+000~EK0+210,路面出现以人行地通为轴线、覆盖地通左右段的不均匀沉降,沉降高度在1~16.5cm之间。工程原始地貌为上覆土层(0.80~2.50m)、下伏基岩侏罗系中统沙溪秒组砂质泥岩及III类砂岩,最大回填深度为13.52m,最小回填深度为5.8m,选择砂岩粒料填筑。由于EK0+000~EK0+210为高填方区,选择先道路路基土石方回填后人行地通、再悬臂式挡土墙施工、最后挡墙路基回填方案。由于操作时间不长,路基碾压时与分层回填碾压操作工序要求存在偏差,压实阶段粒径控制不当,细料扫缝也没有达到孔隙率控制要求,导致路段在连续72h强降雨情况下出现地表水大量下渗,以往填筑路基、地块填料均出现加速沉降,且因不同位置粒料透水性不易,各工段工序沉降量也存在较大差异,最终出现明显的沉降分界线。

1.2 沉降产生的原因

本次出现沉降和裂缝标段其位于高填方区域,该区域在2021年7月的下旬进行填方,但是因为施工时间较短,在进行路基碾压期间其施工的工序与分层填筑不相符合,并且一些新进班组的人员缺少相对应工程的施工经验,对于施工段粒径的压实工艺没有掌握好,另外本次工程的细料扫缝填充不满足孔隙率的实际施工需求。

2道路桥梁沉降段路基路面的主要问题

2.1 伸缩缝的问题

一般情况下,需要专业的设计人员对桥梁道路的建设环境和建设材料进行仔细分析,然后根据分析的结果进行有效的计算,完成伸缩缝的设计工作,这样才能够更加有效地对道路桥梁进行保护。但是在对道路桥梁进行日常维护的过程中,许多工作人员并没有重视伸缩缝的维护和保养,因此伸缩缝附近可能出现异物堵塞或者凹槽,就会对道路桥梁的使用质量和使用安全造成严重影响,尤其在一些常见的沉降段路基路面上,这种现象更加普遍,这就使得许多车辆在通过伸缩缝附近时出现较大的噪音,也有可能对道路桥梁的路基路面产生较大的冲击力,给道路桥梁的整体质量造成不利影响。

2.2路基路面的凹凸问题

在进行沉降段的路基处理时,需要在施工过程中使用夯实的工艺措施以确保夯实的效果达到了相应的质量标准,才能够顺利开展下一个阶段的施工工作。在道路桥梁的实际使用过程中,除了路基施工质量会对路基的使用寿命和使用质量造成影响之外,路基施工时所使用的各种材料比例和施工的温度变化同样会影响路基的使用寿命和使用质量。同时,由于沉降段路基长期承载着较大的交通运输压力,因此极有可能出现局部变形的情况,导致路面呈现出凹凸不平的现象,使得车辆在行驶过路面时出现十分严重的颠簸,这不仅会对车辆的行驶安全造成影响,也会对交通运输的流畅度造成影响,不利于交通运输行业的健康发展。

2.3路基受损塌陷的问题

在进行道路桥梁的施工过程中,处理好道路和桥梁连接部位的过渡路段也是有效提高道路桥梁建设质量的重要方式。但是这一过渡路段往往会出现软基变形的问题,这就有可能造成路面凹凸不平的现象,产生更为严重的沉降问题。出现软基沉降的主要原因是道路桥梁出现了抗剪力的变化,从而使道路桥梁的承载力进一步降低,使得道路和桥梁之中出现较为严重的裂缝问题。如果不对这一问题进行有效解决,不但有可能进一步加深路基沉降的幅度,还会存在更为严重的塌陷风险,既影响了城市的整体市容市貌,也会对人民群众的生命财产安全造成严重威胁。

2.4路基混凝土的锚固问题

在道路桥梁的建设过程中,沉降段十分容易出现路基混凝土锚固问题,这主要是因为混凝土具有一定的收缩性质,因此在长期使用的过程中会出现徐变现象,从而导致锚固的稳定性受到影响。这一问题会给正常的交通行驶带来严重的隐患,导致交通运输出现安全问题。

2.5台背地基形变

在道路梁的施工过程中,由于不同的工程管理因素影响,会导致台背的填土压实度出现较大的差异。例如,施工过程中的用料差异、机械差异、顺序差异、作业面差异、施工经验差异等等,都会对台背填土压实度造成较大的影响,因此许多道路桥梁的实际施工过程中并没有真正使台背填土压实度达到设计的相应要求。同时,台背结构一般在沟壑地段的构造之中,因此容易在公路和梁之间留下较大的接缝,这就使得接缝中容易出现大量的积水,导致含水量进一步提升,这会使得路面出现更为严重的压缩和变形问题。因此,在这样的沟壑地段之中,道路桥梁往往没有较高的强度,所能承载的最大负荷和车辆压力也相对较低。在进行路基填筑的过程中,需要根据建设的实际情况适当地加高填筑,这就会进一步产生更多的附加应力,进一步加重了该地段的承载负荷,导致该地段出现较为严重的沉降和变形,所以随着填筑高度的不断增加,沉降变形的程度也会不断增加。

2.6桥头形变

在道路桥梁的路基建设过程中,路基牛腿是承载压力的重要支撑点,同时路基上方的桥头搭板会存在弹性支撑的现象,两者需要承担不同的应力,就会导致路基出现受力不均匀的问题。对桥台路段进行科学的受力分析后发现,该路段的道路桥梁一直承受着持续运动状态的汽车荷载,随着车辆的不断位移,路基和桥梁搭板末端所承受的压力荷载一直处于峰值之间,因此在道路桥梁的过渡阶段,受软基变形的影响,就会产生较为严重的路面沉降问题,进一步降低路基的承载能力和抗剪力,甚至可能导致路基路面出现断裂问题。同时,随着车辆运动的不断增加,桥头搭板的塑性变形值也会不断增加,从而导致桥头搭板出现严重的沉降变形。

3 道路桥梁沉降段路基路面施工技术

3.1 搭板设置

首先,在搭板和台背之间需要通过毛栓进行有效的加固,借助22号钢筋通过产管进一步提高受力强度,同时将支座安装在用户台端的下方位置,才能够有效提高施工的稳定性。其次,在进行填充施工时,施工人员需要明确连接缝的具体位置,并按照相关要求填充进质量好的材料,以减少雨水侵蚀和渗透的风险。搭板有较多的设置方法,在施工过程中,作为常见的施工方式是混凝土搭板技术。无论采用什么样的搭板施工技术,首先应该进行有效的搭板长度选择,这样才能为后续的浇筑和填筑工作奠定良好的基础。在确定好最佳的搭板长度之后,将搭板放置在路基面层顶面的平行位置上,避免路面的厚度超过了设计的实际需求。除此之外,搭板的顶面和其他路基的顶面同样要处于一个相对平行的状态中,才能够更好地解决路基和桥梁之间的过渡问题,使搭板施工的质量进一步提升。

3.2 地基处理

1)固结沉降、次固结沉降和瞬间沉降。路基中饱和的黏性土在负载的情况下会通过孔隙水排出,因此导致路基的孔隙进一步减小,从而产生一定的沉降问题,这就是固结沉降,这种沉降一般会持续较长的一段时间。在固结沉降完成之后,就可能产生次固结沉降,最主要是路基颗粒之间出现了重新组合或蠕变的情况,从而引发沉降问题。不同的道路桥梁施工也会采用不同的施工材料,因此会呈现出不同的沉降形式。此时如果外部荷载对路基产生了较大的压力,使得路基孔隙中的气体和水快速排放,导致固结的时间被迅速缩短,就会出现瞬间沉降的现象。(2)地基处理策略。因此为了有效减少上述沉降现象,在道路桥梁的施工过程中,需要更加谨慎地选择路基的填充材料,才能够提高道路桥梁的施工质量。在一些松软的土层进行路基施工的过程中,需要采取针对性的措施对软土层进行有效的处理,让软土层实现硬化和加固,确保软土层的荷载能力达到设计需要。在对软土层进行处理时可以根据土质和环境采取不同的处理方式,例如超荷载预压、软土层更换、振动碎石等等,要根据道路桥梁的实际建设需求和工程造价进行有效选择,以确保道路桥梁的施工质量不断提升。(3)地基维护技术。在完成了道路桥梁的施工工作之后,建设地段的土层状态往往会发生较大的变化,因此土层的平衡状态被进一步打破,就有可能出现路基不稳定的现象,带来沉降的风险。为了有效解决这一问题,在道路桥梁施工完成之后,需要进一步对路基路面进行有效的维护。路基坡面会随着使用时间的不断延长而受到自然环境的侵蚀,出现表面剥离的问题。在这种情况下,一般会通过混凝土预制块在路基坡面附近砌成有效的护坡,也可以通过纤维混凝土对坡面进行喷射保护,除此之外,也可以通过锚杆挂铁丝网或者塑料网格喷浆的方式,进一步提高对路基坡面的保护质量。

3.3桥台软基填筑技术

在施工过程中,要处理好软土地基,并布置好地面上的路堤,因此需要充分利用优异的填筑技术,并根据实际需要设置不同强度的沉降段。之所以采取这一施工技术,主要是由于沉降段路面已经出现了不同程度的变形和压缩。在进行桥梁引道的施工时,通过填筑技术能够有效地将填筑方法和填筑材料进行进一步结合,从而使地基沉降的现象得到有效缓解,避免更为严重的变形压缩。目前,在国内的道路桥梁施工过程中,桥台软土层的地基填筑施工技术主要包括塑料排水板法、水泥粉喷装地基法、爆破法、强夯法等等。在这些方法中,水泥喷装复合地基有更为明显的优势,能够对软土层地进行有效的加固,同时这一施工方法所需的时间较短,有利于进一步提高施工效率,但是这种施工方法的施工成本相对较高,也会带来超载预压技术施工时间过长的问题,因此要根据施工的实际情况进行有效的甄选,因地制宜地采用最佳的施工方案,以此来减少软土路基上出现的不均匀沉降问题,促进道路桥梁施工质量的不断提升,避免后期出现大规模的返工和修正。

3.4路基排水技术

在进行具体操作的过程中,首先需要设置科学的盲沟和横向排水管,通过跌水、截水沟、边沟地表排水管、急流槽等方法保证排水工作的顺利进行。除此之外,还要针对沟渠通过混凝土预制板或浆砌片石的方式进行有效加固。需要注意的是,如果施工地域的水位相对较高,不能直接对台背路堤进行填筑,可以通过碎石设计的方法划出盲沟。在施工的过程中需要做好质量管理,并对施工现场的工作人员进行有效调度,严格监管施工进度,积极引进先进的施工技术,这样才能够进一步提高施工的质量和管理效率。

3.5 沉降段路面压实技术

首先,在使用压路机时,需要对碾压的长度和摊铺的速度进行有效协调,确保速度和长度都能够维持在较为稳定的范围内。比如,如果当天的风速较小、气温较高,则碾压的长度应该适当加长;如果当天有大风,则应该适当缩减碾压的长度。除此之外,工期也会对碾压断的碾压度控制产生影响,如果工期较长,可以适当缩减碾压段长度;如果工期较短,则可以适当增加碾压段长度。

结束语

综上所述,对于市政道路桥梁工程沉降段而言,选择恰当的路基路面处理技术,可以在较短工期内获得良好的防渗防降修复效果。因此,针对以往道路因操作质量、自然环境因素而导致不均匀沉降问题,应选择水泥浆灌注+冲击压实方法,在解决既有沉降病害的同时,提高路基路面密实度,为市政道路桥梁的稳定、可靠运行提供支持。

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