公路橋梁沉降段路面施工技術(shù)的應(yīng)用
2016-07-05
從已投入使用的高速公路看，橋梁臺后普遍存在著搭板斷裂并不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，直接影響行車的安全、速度、舒適度以及人們對高速公路的總體評價。而且橋頭跳車對橋梁本身也有很大的損壞，加速出現(xiàn)伸縮縫、惡化接縫路面破損的程度、損壞橋臺臺背等。
1沉降機理
1.1臺背地基發(fā)生變形的基本機理
橋涵結(jié)構(gòu)地基變形多發(fā)在溝壑地段，這一地段地基具有較大的土壤孔隙比、較低的地基強度、較高的含水量、較大的壓縮性，使得填筑的路基非常容易出現(xiàn)大幅度變形。相比一般路段，橋頭段的路堤通常填筑高度會高出5～10 cm，對于基底來說，這部分高出的路基就會產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力，進而引發(fā)地基沉降。如果填土容重沒有不同，伴隨著增加的填土高度，出現(xiàn)地基沉降變形的可能性也就越大。
1.2路堤發(fā)生變形的基本機理
在公路施工中，普通黏性土是常用的臺背回填材質(zhì)，但由于施工現(xiàn)場地形、施工具體條件的不同，壓實臺背土方難度也非常大，如果土體壓實度和密實度不夠，土方的含水量也達不到最佳狀況，就會為沉降變形埋下隱患。這樣修建的公路投入使用，由于車輛垂直荷載及路堤自重這兩個層面的因素，路基密實性會慢慢的提升，即在一定的時期內(nèi)，會出現(xiàn)路堤填土現(xiàn)象。土體的彈塑性，加之臺背填土較高和較強的柔性，比較土體與混凝土澆筑的橋臺，兩者剛性差異很大，在車輛荷載的重壓之下，兩種不同材質(zhì)構(gòu)成的橋臺就會產(chǎn)生不同的塑性累積變形。
1.3橋頭搭板設(shè)置導(dǎo)致沉降
在路基上，橋頭搭板會出現(xiàn)彈性支撐，支撐的著落點在牛腿上，路基部分土體，因為其靠近橋臺處，其承受的應(yīng)力就會比較小，從而產(chǎn)生不均勻受力。在縱向?qū)用?，伴隨著汽車荷載的不斷運動，會出現(xiàn)兩個峰值的路基應(yīng)力，一個峰值在汽車荷載作用的位置，另一個在搭板支承的路基端。伴隨著汽車的不斷移動，在汽車來到搭板末端時，搭板末端處的路基承受的縱向應(yīng)力就會最大，對應(yīng)的塑性變形程度也是最大的，在搭板末端，就會發(fā)生過量沉降現(xiàn)象[2]。另外，由于不能精確計算路基沉降量，在發(fā)生較大的路基沉降變形的情況下，板后路基與搭板間出現(xiàn)的縱向坡度差就非常的大。
2施工技術(shù)
2.1設(shè)置搭板
2.1.1設(shè)置搭板的方法
?、儆捎谲囕v負荷，路面厚度和剛度會慢慢發(fā)生變化，為施工作業(yè)增加許多困難，搭板的設(shè)置可以讓其與路基面頂面之間保持平行狀態(tài)，從而使橋面層底標(biāo)高與搭板頂面標(biāo)高相同。②使搭板頂面與正常路段路基頂面標(biāo)高保持一致，這樣，路基和橋梁間的過渡問題可以得到有效解決。還可以讓搭板和橋臺連接處保持一致標(biāo)高，比較搭板與路面連接端的標(biāo)高，在具體工程施工中，應(yīng)比原設(shè)計的標(biāo)高高，這樣就會出現(xiàn)預(yù)留反向坡，依據(jù)道路橋梁之間的沉降差確定坡度的大小，但需保證路線縱斷面處于平順狀態(tài)，從而確定路基沉降差，反向坡度得到預(yù)留。
2.1.2連接橋臺與搭板
①錨栓：近臺端（搭板的）放置在橋臺上面，在搭板和臺背間布設(shè)，通常設(shè)水平拉桿和豎直錨栓，以防搭板沿縱向滑移導(dǎo)致橋頭處凹陷。一般使用的材質(zhì)為22號鋼筋，鋼筋之間保持75～80 cm間距。錨栓豎直的情況下，有時候會破壞搭板或者牛腿；如果能夠保持限制位移與水平拉桿方向上的一致性，就會取得較好的效果。②支座：鋪設(shè)1～2 cm厚的油氈墊層在搭板近臺端下方。支座若選取板式橡膠，間距要控制在80 cm左右，規(guī)格多為150 mm×150 mm×（21～38）mm。③倒角：為了不出現(xiàn)因為搭板轉(zhuǎn)動損傷道路及路面結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，可以將牛腿上邊緣和近臺端上緣制作成倒角。④填縫材料：填縫位于搭板與橋臺連接處，在接縫間填入填縫材料，可避免雨水滲入。常見的填縫材料有瀝青麻絮、油浸甘蔗板和玻璃纖維類的物質(zhì)等[3]。先將填縫材料填充進去，而后將較稀的瀝青灌入。
2.1.3搭板及其頂層的具體施工技術(shù)
在設(shè)置混凝土搭板過程中，施工標(biāo)準(zhǔn)不但要符合行業(yè)要求，也要符合國標(biāo)。這樣混凝土的平整度和表面坡度才能夠得到保障。在通過壓路機的時候，較?。创畎咫x基層頂面的距離?。┑幕鶎泳捅容^容易被壓路機壓碎，或者比較容易形成薄層。因此需要基層頂面與搭板混凝土頂面之間保持不到10 cm的距離，在底面層鋪瀝青混凝土?xí)r，要鑿去已經(jīng)鋪好的水泥碎石基層，這樣可以有效保證臺背回填強度。
2.2處理地基
為有效控制橋頭跳車，需處理好橋背軟弱地基問題。在具體施工中，應(yīng)該按照實際情況的不同，予以不同的選擇，這樣能夠提高原有承載力，改善地基原有性能，將路堤與橋臺之間的沉降差縮小，盡可能減少沉降變形，并且能夠最大程度上避免錯臺現(xiàn)象。在厚度較大的軟土層地基修筑高路堤時，由于填充材料的填入，軟土地基會出現(xiàn)側(cè)向擠動的現(xiàn)象，進而對基樁的壓力就會變大，造成橋臺轉(zhuǎn)動或者在水平面上出現(xiàn)位移。這些現(xiàn)象對支座和伸縮縫都會產(chǎn)生很大的損壞，嚴重時可能損壞橋臺和橋面。為了避免出現(xiàn)非正常位移現(xiàn)象，回填材料一定要減輕，地基剛性一定要增強，還可以借助于基樁對地基側(cè)向流動予以抵制。在溝壑地段，土壤孔隙較大，含水量較高，這樣就可以與黏性土層之間換土，因為黏性土層強度較大，富含有機物。換土深度依軟層厚度而定，如果是一般性的黏土，可以挖開后進行翻曬。比如在填土高度低于4 m的情況下，0.6 m就是適宜的開挖深度；如果填土高度非常大，可以開挖1 m以上的深度。開挖翻曬黏土達到一定程度，可以回填并密實，留0.6 m于回填土上層，使用石灰土進行密實回填。如果是雨季，黏土就不可能被曬干，可以全部使用石灰土回填，位于路基下的那層石灰土就成為了一漸變帶，這樣可以避免沉降變形。
2.3填筑臺后橋梁引道發(fā)生的路堤沉降主要有地基沉降和發(fā)生在路面與路基本體上的壓縮變形。一般來講，位于路面上的壓縮變形，不會有太大的影響，可以不予考慮。路堤沉降從時間角度可以劃為次同結(jié)、同結(jié)和瞬時沉降。對于橋頭跳車產(chǎn)生較大影響的沉降方式為次同結(jié)和同結(jié)，對路堤沉降產(chǎn)生較大影響的因素有填筑材料的質(zhì)量和填充材料本身，如果是輕型材料，可有效減輕地基沉降，壓縮變形也減小，材料被壓實后，壓縮模量得到提高，反復(fù)荷載產(chǎn)生的累積變形也可以得到一定程度的緩解?？傊?，施工中要注意臺背材料的選擇與填筑方法。
2.4做好排水施工
在氣候濕熱多雨，年降雨量大的地區(qū)，排水工程做不好，在地表水和地下水的長期侵蝕下，容易導(dǎo)致路基坍塌和翻漿，瀝青路面松散，剝落和龜裂，水泥混凝土路面斷裂等公路病害。因此，在這些地區(qū)進行臺背路堤的施工時，應(yīng)嚴格按進行照《公路排水設(shè)計規(guī)范》（JTJ018-970）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工，應(yīng)重視填土的排水，避免水對填土的浸泡和沖刷。其具體的方法是：設(shè)置充足的橫向排水管和盲溝。若施工點的水位較高，不便直接填筑臺背路堤時，可采用碎石設(shè)計成盲溝。這樣可使施工填土不至于浸泡，而且滿足填筑壓實度的要求，能取得良
3結(jié)語
道路由路面、路堤和路基共同組成，道路橋梁過渡段的路面和路基沉降是當(dāng)前最為常見的路橋建設(shè)病害之一，并且對交通安全等各個方面危害較大，因此在道路建設(shè)中要積極采取合理有效的對策進行綜合防治，以便從根本上防止道路橋梁過渡段的路基產(chǎn)生過度沉降，從而能在一定程度上預(yù)防交通事故的發(fā)生。
