道路桥梁沉降段路基路面施工对策林宇

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关键词:道路桥梁;沉降段;路基路面;施工技术

1、公路桥梁路基路面沉降

1.1天然地基引发沉降

由于沟壑地段不仅土壤空隙比较大,而且含水量比较高,因此地基的强度不足,极易变形。在实际施工的过程中,普通路段的填筑高度要比桥头路堤小5~10cm,此高度差增加了地基应力,日积月累引起地基沉降,在相同的土容量情况下,高度差越大,地基变形的可能性也越大。

1.2路基压缩变形

实际施工过程中,受制于施工环境、施工条件、施工技术等因素,台背土方很难被完全压实,因此后期沉降变形在所难免。施工结束前,随着车辆通行的增加以及路基自身重力,受压的土方密实性增加,与此同时,桥台混凝土和土体,由于结构差异导致刚性差异的不同,在外力作用下,不同材质会产生累积变形。

1.3设计结构方面

桥梁造价远高于公路,尤其是在山区。因此,设计时经常会缩短跨径,如大沟壑小跨径,造成过长、过高的桥头路堤;多数道路桥梁的设计施工均未进行实地考查,未能准确掌握土层的实际情况,进而影响到桥梁地基建设的稳定性,而长时间风吹日晒、风霜雨雪的侵蚀,势必导致路面结构的损伤,造成路基路面的变形;桥头路面设计不合理,导致雨水沿接缝下渗而产生病害;为节省开支,使用质量不佳的路面填修引起路基路面变形;台背、台前防护工程设计问题,导致路堤填充材料受力而产生移位,引起桥头变形;在实际道路桥梁的施工过程中,桥头搭板的支撑点为牛腿位置,且一般为弹性支撑。而距离桥台较近的土块,由于受力不均的缘故,因此会出现很小的变形。而此时,如果同时存在汽车载荷,就会出现汽车载荷位置和搭板支撑位置路基应力的差异。汽车行驶至搭板末端时,其受力最大,变形程度也最大,沉降也最容易出现。

2、防止施工过程中道路桥梁路基路面沉降措施

2.1搭板设置

当下,高速公路搭板是避免沉降最常见的方法,其主要机理是通过搭板来分散台背处不均匀的沉降量,使柔性路堤产生的较大沉降过渡至桥台上,减少纵坡高度差的目的,只要将坡差控制在合理范围内,就能够很好地防止“桥头跳车”现象的发生。但在实际施工过程中,由于很难把控施工质量,搭板的设置并不能很好地解决沉降,其主要表现:(1)由于搭板底部填充度不佳,负载过重,很容易断板;(2)搭板端部应力集中,容易引起更大的沉降幅度。有研究指出,桥头通过搭板设置和其他方式的组合,尤其是在台背填土高度大于3m时,能够很好地减少沉降,避免桥头跳车。

2.2台背灰土换填

石灰土换填作为国内外应用比较广泛的一种填材方式,主要是利用大块的石灰土取代素土来进行填建,可以有效减少后路堤的压缩性,防止压缩变形沉降。土中掺石灰,由于石灰石和土之间相互作用,改变了土的性质。前期土结团、塑性低、实度降低,后期土结晶形成,土强度、稳定性提高。

2.3粉煤灰填筑

由于粉煤灰的质量轻,因此利用其填筑,在减轻路堤自身重量的同时,也可借助活性物质增加凝聚力,大大减少了路堤的变形。有研究发现,粉煤灰填充能够形成胶凝状物质,具有较高强度,满足施工要求,特别是在地基承载力不足时,粉煤灰填建的优势明显。粉煤灰填充,其本质是粉煤中掺少量石灰或水泥混合而成,化学物质为钙盐和镁盐,一旦遇水,此类化学物可合成胶凝物,具有很强的刚度,加上其自身质量小、易压实等特性,在道路桥梁施工过程中得到了广泛应用,相对于其他的填充材料,在软基地段施工中,粉煤灰优势更加明显,尤其是填建高度在6~8m时。

2.4土木格栅加筋土

土木格栅加筋土,其本质是将土木格栅网以水平形式铺设于填土中以加固台背,利用此施工技术,不仅能够借助加筋材料的拉张力作用,而且能够约束没有直接接触的土颗粒,从而改变土体中受力情况,减少外部载荷对土体的压缩,避免土体的变形、降低土体的沉降,也就是说既提高了土的抗变形能力,又起到刚性桥台和柔性路堤间过渡的作用。根据土木格栅加筋土的作用机理,其适用范围比较小,主要适用于地基状况良好的土地,并且要求填料能够很好地黏合土木合成材料,这样才能够更好地发挥土木格栅的抗拉性能,一般适合于土木格栅加筋土的填料有砂砾,适用路堤高度一般为4~10m。

2.5土木格室柔性搭板

采用土木格室柔性搭板,能够有效分散路基受力,借助土木格室与填充材料之间形成的复合体,有助于提高搭板的刚度,降低变形、减少沉降。土木格室柔性搭板由于其格室对填充材料的限制作用,因此具有极高的适应性,并且对填充材料的要求也不是很高,另外土木格室具有“网兜效应”,能够很好地减小地基应力,因此,相对于其他的填充材料,其对地基的要求也相对较低。研究发现,土木格室的应用效果和其填料关系密切,一般而言,填料的模块量越大,其复合体模量越大,因此,应尽量选择模量大的填充物。其使用的填建高度范围为6~12m。

结语

随着我国交通运输业的不断发展,行车数量的增多、行车质量的增加,这些都对道路桥梁沉降段路基路面提出了更高的要求,良好的道路桥梁路基路面不仅有助于提高桥梁本身的寿命,而且为行车提供了安全、稳定、可靠的行驶环境。本文在综述目前引起道路桥梁路基路面变形沉降的基础上,从不同设计方面、填料施建方面,提出了防止施工过程中道路桥梁路基路面沉降措施,旨在为我国道路桥梁的发展提供理论依据,为促进我国交通运输业的发展提供理论支撑。

参考文献

[1]周鑫.公路粗粒土路基填料使用中的常见问题[J].交通世界,2013(1):139-140.

[2]马来静.公路路基沉降特性与施工质量的控制[J].技术与市场,2013(2):76.

[3]张永璐.道路桥梁沉降段路基路面的施工探究[J].科技创业家,2014(7).

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