摘要:随着我国交通工程的不断进行以及道路施工技术的不断发展,目前可应用于高速公路深厚软基路桥过渡段的处理方法较多,相比泡沫轻质混凝土施工和预应力管桩施工,前者在技术安全性和经济性方面均具有一定优势,而在适用性方面,两者则各具优势,因此在进行高速公路深厚软基路桥过渡段施工时,可根据施工现场具体情况选择更为高效的处理方案。
关键词:高速公路;深厚软基路桥过渡段;经济比较
高速公路指的是专供汽车高速行驶的公路,由于车速较快,车辆数量较多,因此需要更高的道路施工质量,确保人们能够安全、舒适地在高速公路上行驶。随着高速公路的不断发展,通过深厚软基地区的高速公路逐渐增多,但是在此地区建设高速公路容易使桥台与台后路基之间产生一定的沉降,这样不仅会影响驾车的舒适度,严重时可能会引起交通事故,威胁人们的生命安全[1]。为寻求一种安全性高、经济性高的深厚软基路桥过渡段处理方案,本文对泡沫轻质混凝土施工和预应力管桩施工这两种方案的内容进行简要分析,并对两者的安全性、经济性及适用性进行对比分析。
一、高速公路深厚软基路桥过渡段处理方案
1.1泡沫轻质混凝土施工
泡沫轻质混凝土当中不存在粗骨料,因此相比其他材料,其更具流动性,因此在施工的过程中,可以利用高压管道对泡沫轻质混凝土材料进行远距离运输,同时地形、交通、施工环境等均不会对其造成影响,可实现制作点与浇筑点的分离,由此可见,采用泡沫轻质混凝土材料进行施工,不仅具有成本低、机动性强等特点,且施工速度快,也不会对周围环境造成不良影响[2]。
采用泡沫轻质混凝土制成的路桥过渡段,其结构是由分层浇筑制成,施工时为防止浇筑密度不均匀的现象发生,浇筑时将每层的厚度控制在0.5m左右,并且分别在顶部和底部1.5m进行加筋处理。泡沫轻质混凝土路桥过渡段在与其他部分想接触时需要进行以下操作:(1)设置一层10cm厚的砂垫层于过渡段与处理后地基的接触部分,并需要在砂垫层上部放置一层防渗土工布,底部则需要放置一层渗水土工布;(2)设置一层10cm厚的土工格室于过渡段与基床表面的接触部分,并需要在土工格室上部放置一层渗水土工布,底部则需要放置一层防渗水土工布,此外,土工格室的长度要超过过渡段5m以上;(3)在砂垫层的两侧,分别间隔10m处设置一个碎石渗沟,在泡沫轻质混凝土层,每间隔2m设置一个PVC管,用来排水;(4)将浇筑出来的整体结构与原有普通路基接触部分的坡度设置为1:2。施工过程中还需要根据当地的实际情况,选择合适的水泥,评估初凝和终凝时间需要结合当地的天气环境。
泡沫轻质混凝土过渡段施工工艺的主要流程包括:防水与排水工程→填土边坡修理→临时模版的安装→现场分层浇筑→养护→调整纵横陂→竣工验收,另外在进行现场分层浇筑时,还需要注重材料选择、材料配比以及浇筑设备等。
1.2预应力管桩施工
预应力管桩施工主要是利用预应力管桩锤击法,相比其他施工方法,采用锤击法施工更为灵活,地基不需要较高耐压力,底层穿透性极好,同时还具备施工速度快、效率高、操作简便、方便进退场等特点,随着我国技术水平的不断发展,以及锤击法的长期运用,我国锤击法的使用熟练度已达到较高的高度。
采用预应力管桩锤击法施工时需要实施以下几点操作:(1)需要根据当地的具体情况,事先准备好若干台柴油打桩机,安置打桩机时,要确保桩锤、桩帽、桩身三者的中心线重合在一起,时刻关注桩身的倾斜率,一旦桩身倾斜率超过0.8%,则需要立即对倾斜发生的原因进行排查并实施妥善处理;(2)待桩尖进入硬土层后,如果出现桩身偏移的问题,严格禁止采用移动桩架的方式强行回扳,从而纠正偏移;(3)接桩焊接时,需要两人共同实施焊接,以保持对称,焊接后焊缝的状态应该连续且饱满,咬边、焊瘤等焊接缺陷不允许出现;(4)需要有两层或两层以上的烧焊,如出现焊渣,则需要使用小铁锤将其敲掉,完成烧焊之后,需要进行8min以上的冷却[3]。
预应力管桩锤击法施工工艺的主要流程包括:施工准备→测量放线→放置桩位→安置桩机→起吊管桩并对准桩位→在桩顶端放置桩垫→套好桩帽→进行2~3下的冷锤→复查桩身的垂直度→正式开始打桩→收锤并测量贯入度→竣工验收,放置桩位时,需要注重管桩的进场、验收及木楔的钉入;安置桩机时需要进行试桩;对准桩位时,一定要注意垂直度的调整,保证桩身尽可能垂直于平面;正式开启打桩时,需要注重接桩;待打桩结束并收锤后,需要对承载力进行估算。
二、路桥过渡段处理方案技术比较
2.1安全性技术比较
通过泡沫轻质混凝土浇筑路桥过渡段,当泡沫轻质混凝土经长时间凝固并实现固化之后,会产生较强的直立性,从而导致过渡段对桥台不会造成侧向的压力,使桥台所受的侧向压力接近为0,因此不会对桥台造成影响,确保了桥台的安全性。预应力管桩锤击法进行过渡段建制,主要是利用了挤土效应受力机理,因此在施工时只有在预应力管桩放置完成之后,才能进行桥台与桥台桩基的施工,如果将两者的施工顺序调换过来,则可能会由于预应力管桩产生挤压力从而对桥台造成影响,从而影响桥台的安全性,严重时可能会导致桥台损坏。另外,在实施深厚软土地基处理的过程中,处理深度相对较大,具有较大的影响范围,因此有可能会给周围的建筑物的安全造成严重威胁[4]。
由此可见,在安全性方面,采用泡沫轻质混凝土浇筑路桥过渡段有更高的安全性,不仅可确保自身的稳固性,同时还不会对周围的建筑、道路、桥台等造成过度影响。
2.2经济比较
实施泡沫轻质混凝土浇筑路桥过渡段时,需要使用到的材料主要包括轻质土、塑料排水板、土工布、钢丝网、双向土工格栅、砂垫层等,其中仅应用于后背回填的轻质土成本较高,其他材料的成本低廉,同时沉降土方和反开挖土方也不需要较高的成本[5-7]。而采用预应力管桩建制过渡段时,需要使用到的材料主要包括塑料排水板、预应力管桩、双向土工格栅、碎石垫层等,其中预应力管桩的成本大概一般情况下会占所有材料成本的70%左右,但是在沉降土方和反开挖土方方面,却不需要较多的成本[8]。
通过对两种处理方案的成本进行对比分析,可见预应力管桩施工的成本要高于泡沫轻质混凝土施工,所以后者在经济方面具有一定的优势。但是在利用预应力管桩施工时,可通过对桥台的受力进行分析,简化桥台和桥台桩,从而可在一定程度上降低预应力管桩施工的成本与工期[9]。
2.3适用性比较
泡沫轻质混凝土浇筑桥路过渡段的施工更为方便,在过渡段浇筑完成1~2周之后便可继续进行其他的路面施工,与预应力管桩施工相比,对施工的先后顺序没有硬性要求,此外,泡沫轻质混凝土施工时可使用单排桩柱式桥台,从而可大幅度缩短施工时间,加快施工进程[10]。选用预应力管桩施工虽然具有结构合理、桩身承载力强、抗弯性好、质量高、适应性强、施工速度快等优点,但是在预应力管桩施工期间需要严格把控混凝土管桩的运输与摆放,同时还需要考虑地下水及土层对混凝土管桩的腐蚀性,另外,基坑开挖、沉桩、土方开挖等步骤的难度均相对较大[11]。
在适用性方面,两种处理方案各有优势,泡沫轻质混凝土施工可有效缩短工期,而预应力管桩施工则在工程质量方面具有更大的优势,但施工中的部分步骤的难度较大。
小结
以上两种方法目前均已实际应用于高速公路深厚软基路桥过渡段的施工当中,并且施工质量较好。因此在进行高速公路深厚软基路桥过渡段施工时可根据经济水平、施工地点具体情况以及天气情况选择更为合适的处理方案,以提高路桥施工质量。C
(作者单位:辽宁省交通工程有限公司项目部)
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