蔡 峰 潘 黎
(浦東新區(qū)河道管理事務中心, 上海 201299;上海市堤防(泵閘)設施管理處)
橋梁是現(xiàn)代化交通體系中的基礎設施,它促進了區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展,同時,也便利人們的生活。作為交通運輸?shù)闹匾d體,橋梁工程建設時有著嚴格的質量要求,而且,由于橋梁大多在水上建設,施工環(huán)境復雜,難度大,其質量會受到施工人員、機械設備、施工材料等多方要素的影響,容易出現(xiàn)橋梁臺后路基路面沉降等問題,影響到整體工程質量,繼而威脅交通運輸安全[1]。對橋梁臺后路基路面沉降的原因進行分析,提出對癥解決策略,加強施工要點管控,對于提升橋梁建設質量有著積極意義。
橋臺搭板在橋梁中屬于關鍵性支撐材料,可以將柔性橋臺上承受到的橋梁結構應力過渡到剛性橋臺上,從而降低柔性橋臺、路基承受的應力,如果其設計方案不合理,將直接引起沉降問題。橋梁整體結構產(chǎn)生的應力會施加在路基和橋臺上,當橋臺距離縮短,路基承受應力會相應地降低,但是橋臺搭板設計不合理,很可能出現(xiàn)反作用,路基所承受的橋梁結構應力反而會隨著橋臺距離縮短而增大,而且,搭板所承受的應力分布不均勻,久而久之將由于承載能力不足而發(fā)生形變,繼而導致橋梁后臺路基路面發(fā)生沉降問題。
在橋梁建設過程中,常遇到軟弱地基,這種地基承載能力較弱,無法滿足橋梁整體結構承重需求。一般遇到這種情況,施工單位會充分挖開軟弱地基,將其中的軟土挖掘出來,替換成高強度介質材料,再進行壓實,或者是采用排水固結法或粉噴樁施工技術,改善軟弱地基土質,提升其承載力[2]。但是,如若在施工過程中,軟弱地基未得到有效處理,不僅會出現(xiàn)橋梁后臺路基路面沉降問題,還會可能導致橋梁結構斷裂垮塌,危害甚大。
要想保證橋梁臺后路基路面不發(fā)生沉降或沉降值降低,就必須選擇合適的填筑材料。在進行橋梁建設時,通常會根據(jù)設計方案確定所用的原材料,比如說在橋梁臺后路基路面施工前,首先會確定好建筑材料及填筑材料,分開采購儲存,二者不可混淆,也不可混合使用。如果,在施工時,選用的原材料不符合施工設計和規(guī)劃,那么建設后橋梁路面密度將無法達到預設值,繼而導致橋梁大幅度整體沉降。
除了上述因素外,橋梁臺后路基路面沉降的發(fā)生還與分層碾壓密實度不足相關。在橋梁后臺路基路面施工中,施工人員應該嚴格按中技術標準對路基要進行分層碾壓作業(yè),作業(yè)質量將直接影響路基結構的整體性和穩(wěn)定性是否達標,如若施工質量低,分層碾壓密實度不足,那么橋梁后臺的路基路面結構將過于松散,根本無法為橋梁整體結構提供支護作業(yè),引發(fā)沉降問題,埋下安全隱患。
設計于道路橋梁連接處的橋臺搭板,能夠將導致柔性橋臺路堤沉降的應力過渡至剛性橋臺,有效方法沉降問題,因此,必須確保其設計方案的合理性,以及施工操作的規(guī)范性。是過去年,做好勘測工作,測量路面允許沉降值,并以此為依據(jù)計算橋臺搭板長度。正常情況下,橋臺搭板的長度是4m至16m,可選的搭板方式有漸厚式、臺階式及等厚式集中,對于長于8m的搭板,應進行多段式分隔設計[3]。施工時,應用錨栓連接搭板與橋臺,這樣能夠避免路基沉降,導致橋臺搭板避側向滑移。而且,為了避免橋梁后臺路基路面在結構應力作用下,局部沉降,可以在橋臺搭板邊緣埋入漸厚度搭板。
軟弱地基作為引起道路橋梁沉降段的主要原因,要想規(guī)避這一問題,就必須加強對于軟弱地基的治理。在施工過程中,可以根據(jù)橋梁要求的地基承載力,就近選擇合適的填充材料,以更高密度的原料替換地基中的軟性介質材料,從而改善地基物理性質,提升其密度,確保地基承載力達標,從而避免沉降問題的發(fā)生。當然,如果施工現(xiàn)場地基情況良好,砂石料采集便利,那么,可進行重力式橋臺施工,選用天然石材砌筑,利用橋臺自身重力,來平衡橋梁結構內(nèi)部作用力。
橋梁施工期間,嚴格選擇橋梁臺背填筑材料,盡量保證所選材料的材質、密度與橋臺整體結構材料相近。不過,由于目前技術工藝的限制,橋背土難以壓實,所以臺背施工剛性通常無法達到要求,繼而導致橋梁結構應力失衡,發(fā)生沉降問題[4]。為了有效解決上述問題,在選擇橋梁臺背填筑材料時,還應該選擇易于壓實的材料,確保橋梁后臺壓實效果,同時,確保材料有較強的透水性,在填筑后用水泥、石灰等進行防水處理即可。而且,為了滿足橋梁設計要求,路基重量通常很輕,所以,最好能夠選擇低密度剛度強的材料,比如說泡沫苯乙烯,這樣不僅能夠滿足橋梁填筑的剛度要求,也能夠極大減小橋梁路基質量。
在橋梁臺后路基路面施工中,應該加強對于分層碾壓施工的質量管理,確保每一層級最大壓實厚度小于等于20cm,且路床頂面最后一層壓實厚度也應該保持同樣標準,確保每層含水量小于等于2%,同時保證路基表面適度傾斜,以免雨水、河水等積蓄在路基內(nèi)部。在施工過程中,禁止施工人員在路基征地邊線兩側 10m內(nèi)取土,禁止路基壓實施工之外的人員進入現(xiàn)場,以防影響分層碾壓施工效果。橋梁填筑工程通常分為多段進行,施工人員在路基填筑前需將溝底內(nèi)的淤泥土等雜質清理干凈,然后填充填料,分層碾壓夯實,以降低路基沉降值,提升其抗裂抗剪性能。
在橋梁建設過程中,排水系統(tǒng)的建設質量將直接影響到路基路面穩(wěn)定性,影響橋梁負載,至關重要。橋梁中有內(nèi)部排水、外部排水兩個系統(tǒng),在進行內(nèi)部排水系統(tǒng)施工時,應該在橋梁底部填筑排水性能較好的填料,并設置好泄水管、盲溝等排水設施,促進雨天橋面排水; 在進行外部排水系統(tǒng)施工時,應該嚴格按照設計方案設置排水管和泄水口,在道路橋梁接縫處,做好密閉收口工作,確保二者連接處坡度的設計及建設合理,從而提升其排水能力。
在橋梁施工中,經(jīng)常會出現(xiàn)橋梁臺后路基路面沉降問題,導致工程質量受到影響,影響到交通安全,危及過往行人的生命財產(chǎn)安全[5]。隨著社會的發(fā)展,人們對于交通運輸安全的重視度越來越高,再加上橋梁工程建設規(guī)模及數(shù)量的增長,橋梁施工技術水平不斷提升,橋梁沉降段路基路面施工技術也在不斷完善,使得這一問題獲得了妥善的處理方法。在施工過程中,施工單位應該根據(jù)橋梁建設實情,合理應用橋梁臺后路基路面沉降治理技術,加強施工要點管控,確保這一問題得以解決。