齊少博
(岳陽(yáng)市城市運(yùn)營(yíng)投資集團(tuán)有限公司,湖南岳陽(yáng) 410000)
沉降段作為市政道路工程的重要組成部分,是公路與橋梁聯(lián)系的關(guān)鍵。如果不能正確設(shè)計(jì)、處理沉降段,將會(huì)對(duì)城市道路、橋梁的使用壽命和安全性產(chǎn)生不利影響。
目前,市政道路工程中沉降段路基不均勻沉降、路面變形等問(wèn)題較多,嚴(yán)重影響市政道路的行車安全,甚至造成交通事故。
因此,為了有效地解決上述問(wèn)題,必須嚴(yán)格落實(shí)沉降段路基路面施工技術(shù),以達(dá)到優(yōu)化施工效率、提高交通安全的目標(biāo)。
市政道路工程是城市發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)性項(xiàng)目,其規(guī)劃與施工是否科學(xué)將直接影響城市的發(fā)展速度[1]。市政道路的寬度和路基平坦度,既能保證居民出行安全,又能促進(jìn)城市間的經(jīng)貿(mào)往來(lái)。若市政道路工程建成后,出現(xiàn)較大的沉降問(wèn)題,不但會(huì)為居民帶來(lái)極大的交通安全風(fēng)險(xiǎn),也會(huì)制約現(xiàn)代城市的發(fā)展,因此,相關(guān)部門要從多個(gè)角度出發(fā),加強(qiáng)對(duì)路基路面沉降問(wèn)題的重視,各有關(guān)部門要認(rèn)真思考問(wèn)題產(chǎn)生的原因,并制定行之有效的對(duì)策,以改善市政道路工程的施工質(zhì)量。
沉降問(wèn)題具有很大的現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性,路面開(kāi)裂、路面不平等問(wèn)題容易導(dǎo)致汽車在行駛時(shí)出現(xiàn)跳車現(xiàn)象,導(dǎo)致市政道路的整體設(shè)計(jì)效果無(wú)法滿足城市道路設(shè)計(jì)需求。此外,路基路面沉降極大地減少市政道路的使用年限,造成不良后果,因此要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)路基路面施工技術(shù)的運(yùn)用和研究,提高建設(shè)質(zhì)量。
隨著城市化進(jìn)程加快和交通設(shè)施增多,對(duì)市政道路工程周圍的排水能力要求顯著提高。在工程建設(shè)過(guò)程中,受天氣、地質(zhì)等因素的制約,路基滲水問(wèn)題比較顯著。當(dāng)相應(yīng)的排水管設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較小,或在短期之內(nèi)排水量急劇增長(zhǎng)的情況下,沉降段積水問(wèn)題就會(huì)變得更為嚴(yán)重。在汽車連續(xù)運(yùn)行或路面長(zhǎng)時(shí)間處于浸潤(rùn)狀態(tài)下,不但會(huì)對(duì)道路構(gòu)造產(chǎn)生一定沖擊,而且會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響,從而縮短其使用年限。
許多市政道路工程項(xiàng)目在多溝壑地區(qū),路基變形概率大大增加。溝壑地區(qū)的地基硬度比較弱,而且基礎(chǔ)濕度比較大,土層之間會(huì)留下較大空隙。在這樣的條件下進(jìn)行市政道路工程建設(shè),很可能在地基基礎(chǔ)上產(chǎn)生外部載荷,引起地基變形,對(duì)路基質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
造成市政道路坍塌的最大因素是路基土壤構(gòu)造太脆弱。如果土壤構(gòu)造太過(guò)脆弱,土壤應(yīng)力分布不均衡,進(jìn)而造成嚴(yán)重的剪切力,對(duì)市政道路工程的承重造成不利影響。在市政道路工程中,沉降路段的路基鋪設(shè)是難度較大的工作。例如,下雨時(shí),受雨水影響,路基施工難度會(huì)大大增加。
在市政道路工程中,施工質(zhì)量的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是路基路面的平整性[2]。由于沉降段的路基路面存在土質(zhì)軟弱問(wèn)題,因此在工程建設(shè)中必須對(duì)路基進(jìn)行加固,若路基沒(méi)有達(dá)到一定的緊實(shí)度,那么在長(zhǎng)時(shí)間的碾軋下,很可能造成路面坑洼不平,從而對(duì)車輛的正常行駛造成一定的影響。在路面坑洼不平的道路上行駛,不但會(huì)導(dǎo)致輪胎老化,而且會(huì)嚴(yán)重影響行車安全。另外,在市政道路工程中沉降段路基路面對(duì)施工材料的質(zhì)量有著非常苛刻的要求,必須確保施工材料的品質(zhì),否則很容易造成路基質(zhì)量問(wèn)題。例如,施工材料高低溫控制質(zhì)量存在問(wèn)題,就會(huì)造成地面變形。
當(dāng)前,經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,居民生活水平不斷提高,城市交通運(yùn)輸手段日益增多,城市道路規(guī)劃與建設(shè)必然要符合居民的安全出行需求[3]。因此,市政道路工程施工建設(shè)要求較多而且十分嚴(yán)格。例如,在涵洞、通道、橋梁等工程建設(shè)中,應(yīng)樹(shù)立規(guī)范的施工觀念,合理應(yīng)用回填法。但是,由于各種因素的影響,使得市政道路工程的整體質(zhì)量不能達(dá)到要求。另外,施工人員的施工技術(shù)水平、施工設(shè)備質(zhì)量、施工材料的優(yōu)劣都會(huì)對(duì)施工作業(yè)的順利進(jìn)行產(chǎn)生不利影響,從而造成工程質(zhì)量下降,甚至造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
以岳陽(yáng)市長(zhǎng)康路為工程背景,對(duì)沉降段路基路面施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討。長(zhǎng)康路(冷水鋪互通—奇西路)為岳陽(yáng)市城市道路規(guī)劃中的南北向,集城市交通、城市景觀于一體的城市快速路。道路主線車速為80km/h,輔道車速為40km/h,道路紅線寬度為60m。
長(zhǎng)康路有北港河大橋、王家畈大橋2 座大橋,其道路工程連接的搭板設(shè)置十分關(guān)鍵。搭板設(shè)置在沉降段路基路面施工中的作用是減少?zèng)_擊荷載,提高其承載力,保證市政道路工程質(zhì)量,延長(zhǎng)道路使用年限。在施工中,必須在全面了解市政道路工程的基礎(chǔ)上,對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行精確計(jì)算。要特別留意搭板頂部高度和路面基礎(chǔ)高度是否相符。如果有特別要求,可以根據(jù)實(shí)際情況采取反向坡預(yù)留的方法進(jìn)行搭板設(shè)置。在這一階段,施工方要時(shí)刻關(guān)注路面縱向方向的平穩(wěn)性,以便準(zhǔn)確地判斷出路基沉降差異,并預(yù)留反向坡。在搭板和橋臺(tái)連接時(shí),應(yīng)安裝固定螺栓。為防止支架安裝產(chǎn)生偏移,造成橋頭坍落,要求將支架靠近平臺(tái),并置于臺(tái)背與支架之間,設(shè)垂直錨索和水平拉桿。例如,在22 號(hào)鋼筋施工中,其鋼筋間隔應(yīng)該在80cm 左右。為提高工程施工質(zhì)量,必須注意橫向拉桿方位和約束位移方位必須是相同的。為防止翻轉(zhuǎn),造成道路損壞,必須在近臺(tái)端下放位置鋪上1.5cm 厚的氈墊。采用板式橡膠材料,將距離限制在80cm 左右。對(duì)于倒角的處理,應(yīng)在近臺(tái)端以及牛腿邊緣根據(jù)不同情況進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)橋臺(tái)和搭板連接完畢,必定會(huì)有空隙,可選用油浸甘蔗板或?yàn)r青麻絮等填料,再用稀疏的瀝青填補(bǔ)空隙。
在長(zhǎng)康路道路工程施工中,臺(tái)背回填的壓實(shí)質(zhì)量是直接影響路面是否塌陷的主要原因。由于路面凈高排水性能的影響,填筑工作量也會(huì)相應(yīng)增大,同時(shí)大型填筑和碾壓設(shè)備在施工過(guò)程中會(huì)受到狹窄路面的干擾,增加路基壓實(shí)施工的困難程度。在臺(tái)背回填施工中,應(yīng)重點(diǎn)注意采用蛙式夯擊器對(duì)盲區(qū)進(jìn)行夯實(shí),同時(shí),要避免路面積水滲透臺(tái)背,防止臺(tái)背填方發(fā)生塌陷,可采用夯錘法進(jìn)行強(qiáng)夯。另外,在進(jìn)行道路建設(shè)時(shí),可以采用優(yōu)先填堤,再借助挖掘回填的方式進(jìn)行施工,從而達(dá)到改善道路建設(shè)效果的目的。
長(zhǎng)康路大部分路基為軟土地基,因此,軟土地基處理得是否得當(dāng),是長(zhǎng)康路道路工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在進(jìn)行混凝土攪拌樁施工時(shí),必須保證樁位設(shè)置合理。
第一,在工程開(kāi)工前,施工人員要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,深入工地實(shí)地勘察,確定其位置,并事先做好加固工作。
第二,保證工程機(jī)械按時(shí)到位。攪拌車到達(dá)工地后,施工人員應(yīng)該將鉆孔重心與樁的中央對(duì)齊,然后在樁機(jī)到位前,由施工人員將定位儀和導(dǎo)向基準(zhǔn)分別固定在樁左右兩邊,通過(guò)定位儀可以保證樁的位置偏差不超過(guò)2cm。
第三,在配制混凝土?xí)r,應(yīng)參照有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求,進(jìn)行合理配比。
第四,在攪拌噴樁施工時(shí),要對(duì)噴射灌注樁施工進(jìn)行嚴(yán)格控制,從而提高整個(gè)工程的施工效果。
在實(shí)施強(qiáng)夯法時(shí),必須使工程技術(shù)人員對(duì)強(qiáng)夯法的技術(shù)要領(lǐng)有清晰認(rèn)識(shí),以保證工程質(zhì)量。強(qiáng)夯法也稱為壓實(shí)施工技術(shù)、動(dòng)力壓密施工技術(shù)。在施工中,施工人員要用大型起重機(jī)將吊錘起吊到指定的高度,然后用吊錘進(jìn)行自由下墜,把軟土地基夯實(shí)。在一些黏性土、碎石土、砂土等地段,常采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固。在施工中,如果將強(qiáng)夯法用于淤泥地層,就要根據(jù)具體的工程條件,合理地調(diào)節(jié)施工技術(shù)。
由于洞庭湖地區(qū)3~8月降雨較多,因此,在長(zhǎng)康路施工過(guò)程中,排水措施至關(guān)重要,若排水不暢將會(huì)嚴(yán)重影響道路質(zhì)量。在長(zhǎng)康路沉降段施工中,降雨時(shí),施工人員要做好路基路面排水工作,結(jié)合具體條件,對(duì)溝渠和排水渠道進(jìn)行相應(yīng)改造,以降低降水過(guò)程中某些淤泥和水分的積累。由于降雨會(huì)對(duì)道路產(chǎn)生一定的侵蝕,故在進(jìn)行路基路面排水設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員要針對(duì)具體工程條件進(jìn)行合理調(diào)整,減少積水對(duì)道路的損害,降低市政道路工程沉降的可能性。
在長(zhǎng)康路路基碾壓施工中,施工人員要按照靜壓力、強(qiáng)振次序進(jìn)行作業(yè),以全面掌握?qǐng)龅仄秸?、?zhí)行靜壓力。在靜壓完成后,要進(jìn)行振動(dòng)碾壓。碾壓強(qiáng)度由弱到強(qiáng),碾壓速度由慢到快,最高的碾壓速率不大于4km/h。當(dāng)靜壓達(dá)到4 次以上時(shí),施工人員要對(duì)路基表面進(jìn)行觀測(cè),以確定路基表面沒(méi)有任何損傷。在碾壓期間,要特別留意輥?zhàn)樱⒂嘘P(guān)資料進(jìn)行詳細(xì)記錄。在此基礎(chǔ)上,沿垂直方向每20m 為一段,安排3個(gè)點(diǎn)。由施工人員用石灰線進(jìn)行定點(diǎn),對(duì)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和記錄,再進(jìn)行振動(dòng)壓力測(cè)算。當(dāng)振動(dòng)碾壓結(jié)束時(shí),重新測(cè)量各點(diǎn)的高度,并將兩者進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)檢驗(yàn)和對(duì)比,發(fā)現(xiàn)在振蕩前后振幅的平均落差都在3mm以內(nèi),確保施工符合相關(guān)要求[4]。
3.5.1 填筑物料水分含量控制
市政道路工程中沉降段路基路面施工要點(diǎn)比較多,選用合適的材料進(jìn)行施工,是保證市政道路工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。在市政道路工程中,填筑物料含水率是決定市政道路工程碾壓質(zhì)量的重要指標(biāo)。填筑物料中的水分含量太高或太低都會(huì)對(duì)壓實(shí)效果產(chǎn)生不利影響,從而對(duì)市政道路工程質(zhì)量造成不利影響。所以,在路基和路面填筑物料使用之前,施工單位要對(duì)所用填筑物料進(jìn)行檢驗(yàn),并對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí),技術(shù)工人通過(guò)試驗(yàn)確定填筑物料,減少材料選用錯(cuò)誤的概率,提高整體市政道路工程質(zhì)量。此外,在使用中,技術(shù)和施工單位要對(duì)填筑物料含水量進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控,從而確保道路碾壓的工程質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的填筑物料是砂石,其含水量高、滲透能力強(qiáng)。
3.5.2 市政道路工程中路基路面壓實(shí)度的試驗(yàn)方法
市政道路工程中路基路面壓實(shí)度的試驗(yàn)方法主要有填砂法、環(huán)刀法和落重頻譜快速測(cè)定法[5]。填砂法是市政道路工程中常用的一種碾壓試驗(yàn)方法,其以粒徑均勻的砂粒置換試洞的體積,適用范圍廣泛;環(huán)刀法是常規(guī)的壓實(shí)試驗(yàn)技術(shù),應(yīng)著重區(qū)分圓盤上的標(biāo)志和測(cè)點(diǎn)處的隨機(jī)特征;落重頻譜快速測(cè)量?jī)x是一種廣泛應(yīng)用于路基路面壓實(shí)度測(cè)量的方法,操作簡(jiǎn)便,大大降低了工程中煩瑣的檢驗(yàn)程序。在同一路段路基路面壓實(shí)度試驗(yàn)中,最大值為環(huán)狀葉片,其次為填充砂粒,環(huán)刀法測(cè)定的壓縮效果與砂土填充法測(cè)定的壓縮效果有較好的關(guān)系。在市政道路工程中,有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)重視新測(cè)試方法的探索,不斷改進(jìn)技術(shù)。
在長(zhǎng)康路道路工程沉降段路基路面施工中,需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件,合理選用相應(yīng)的軟土地基處理方法,確保其施工順利進(jìn)行,從而有效提高路基的整體質(zhì)量,進(jìn)而大大降低工程建設(shè)工期。隨著城市化的迅速發(fā)展,市政道路工程的規(guī)模越來(lái)越大,若繼續(xù)沿用以往的地基處理方法,將會(huì)對(duì)路基穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的不利影響,因此,施工單位必須綜合考慮外部環(huán)境、地形地貌等,對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行改造。此外,由于市政道路工程對(duì)施工技術(shù)水平要求較高,對(duì)施工人員的技術(shù)能力也有很高的要求,因此,施工單位應(yīng)針對(duì)市政道路工程中沉降段路基路面施工特點(diǎn),對(duì)施工人員進(jìn)行定期技術(shù)培訓(xùn),以確保施工順利進(jìn)行。
隨著市政道路建設(shè)快速發(fā)展,規(guī)模不斷增大,對(duì)道路沉降段路基路面施工質(zhì)量有著較高的要求。正確、高效的施工技術(shù)能使工程順利進(jìn)行,加強(qiáng)管理,有序推進(jìn)控制工作。此外,在追求高速發(fā)展的同時(shí),也常常忽略道路的安全性,導(dǎo)致沉降段路基路面存在諸多隱患。如果路面惡性塌陷,影響道路通行安全,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的交通意外。因此,必須正確應(yīng)用各種技術(shù)與材料,以確保市政道路工程的建設(shè)質(zhì)量,提升道路承重性能,從而實(shí)現(xiàn)市政道路建設(shè)的良好發(fā)展。以岳陽(yáng)市長(zhǎng)康路為工程背景,對(duì)沉降段路基路面施工技術(shù)進(jìn)行了探討,并在市政道路工程的施工過(guò)程中嚴(yán)格控制工程質(zhì)量。目前,岳陽(yáng)市長(zhǎng)康路已通車5年,道路通行狀況良好,特別是道路與橋梁相交的沉降段變形量較小。