路橋過渡段病害的處治措施研究

【摘 要】隨著高速公路的迅速發(fā)展，在公路建設(shè)中，橋頭出現(xiàn)的跳車現(xiàn)象，已成為高速公路的多發(fā)常見病害，嚴(yán)重影響行車的平穩(wěn)性和安全性，是公路修筑的一個急待解決的重要課題。文章分析了路橋過渡段不均勻沉降產(chǎn)生的原因，提出了治理不均勻沉降的一些措施。

【關(guān)鍵詞】路橋過渡段;橋頭跳車;處治措施

高速公路營運(yùn)過程中，橋梁臺后搭板斷裂及不均勻沉降普遍存在，往往導(dǎo)致橋臺跳車現(xiàn)象的發(fā)生。橋頭跳車不僅影響行車的安全、速度、舒適及人們對高速公路的總體評價，影響公路使用性能和運(yùn)輸效益的發(fā)揮，同時也影響車輛的使用壽命，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。因此，橋頭跳車已成為高等級公路營運(yùn)中急需解決的問題。

1.病害特征分析

1.1地基沉降

由于橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多屬于軟弱基礎(chǔ)，在路基營運(yùn)荷載的作用下，使地基產(chǎn)生壓縮變形，形成地基沉陷。同時，由于高等級公路多為全封閉、全立交，為了滿足被交公路、航道等凈空的要求，橋臺后的路基高度一般都較高。因此，產(chǎn)生的地基應(yīng)力相對較大，更容易引起地基沉降，從而導(dǎo)致橋臺后的路基隨地基在一定時間內(nèi)逐漸下沉。

1.2臺背填料的影響

臺背填料一般為滲透性材料，空隙率大，施工中很難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動荷載作用下，孔隙率降低，密實(shí)度逐漸增大，便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降，造成跳車。

1.3剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏?/p>

構(gòu)筑物橋臺一般采用剛性較大的鋼筋砼澆注而成，具有較大的整體剛度，而與之相連的道路，則是剛度較小，柔性較大的彈塑性體，在車輛荷載作用下，這個剛度差引起道路與橋臺之間產(chǎn)生較大的塑性變形和剛度突變，增強(qiáng)了橋頭跳車的震動效果。

1.4搭板斷裂

新建公路路橋過渡段采用設(shè)置橋頭搭板的方法預(yù)防橋頭跳車。由于種種原因，運(yùn)營過程中會出現(xiàn)搭板斷裂，進(jìn)而產(chǎn)生的一種新的病害。其病害形式主要表現(xiàn)為搭板底部脫空，枕梁部分及其以外的路基沉降較小，搭板較薄，不足以單獨(dú)承受上部荷載，搭板沿脫空區(qū)受力較大的方向發(fā)生斷裂等特征。

2.病害處治措施

2.1地基處理

2.1.1換填法

在軟弱地層上鋪設(shè)墊層，作為人工填筑的持力層。同時將結(jié)構(gòu)物基底壓力擴(kuò)散到下臥軟土地層中，使其應(yīng)力減少到下臥層的許可承載力范圍以內(nèi)，從而滿足地基穩(wěn)定性的要求，同時由于墊層材料的壓縮性低于天然的軟粘土層，采用墊層法也可減少地基的沉降量，墊層材料可分柔性材料和剛性材料。柔性材料包括砂土，碎石、石渣、煤灰，礦渣等，剛性材料包括木材墊層，金屬墊層，合成樹脂墊層等。砂、礫，碎石或石渣等無粘性土是最常采用的墊層材料，，因?yàn)檫@類土的強(qiáng)度大，壓縮性小，透水性良好，比較容易使之密實(shí)，且在不少地區(qū)料源豐富，價格便宜。該法適用與淺層軟土地基的處理，由于該方法施工簡便，在公路建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。

2.1.2塑料排水板堆載預(yù)壓法

該法屬豎向排水體預(yù)壓類型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。是通過豎向荷載作用使地下水沿著塑料排水板向上滲透到砂墊層中，然后橫向排到路堤外面，從而使軟基固結(jié)，其主要施工程序：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機(jī)具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機(jī)具移位→攤鋪上層砂墊層。其特點(diǎn)是施工簡便快捷，造價較低，但仍存在少量工后沉降。

2.1.3 深層攪拌法

該法主要用于加固飽和軟粘土地基。它是利用水泥，石灰或其它材料作為固化劑的主劑，通過特別的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就將軟土和固化劑(水泥或石灰的漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理—化學(xué)反應(yīng)，形成堅(jiān)硬拌和柱體，與原地層共同起復(fù)合地基的作用。其最大優(yōu)點(diǎn)是工后沉降小，缺點(diǎn)是造價較高。

2.1.4砂樁法

該法屬料粒樁類型，適用于松砂地基、雜填土或軟土，對地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用，主要施工工藝程序：整平原地面→機(jī)具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機(jī)具移位。為加速地基固結(jié)，減少后期沉降，一般根據(jù)實(shí)際情況，配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基強(qiáng)度顯著提高，同時改善地基的整體穩(wěn)定性。其造價在塑料排水板堆載預(yù)壓法和深層攪拌法之間。

2.2路堤處理

2.2.1注漿法

注漿法是公路病害中應(yīng)用最廣而且效果也較好的一種方法，不但可以在地基處理中應(yīng)用，在路堤病害處治中互習(xí)也很廣泛，其作用原理與前述基本相同。

2.2.2換添法

對于路堤而言，換填主要是對在施工中選用不當(dāng)?shù)奶盍虾陀捎诃h(huán)境變化如路面破壞后路面水滲入、邊溝破壞后地表水浸泡等)引起路基病害的部分土體進(jìn)行換填處治。

2.2.3托換法

在路堤中常用的托換法是樹根樁托換法，其在處理過渡段路堤時多與搭板相結(jié)合。

2.2.4土工織物加筋法

在路堤病害處治中也可以使用土工織物，常用的有土工格室和土工格柵。通過土工格柵(室)與土體的相互作用，改善局部荷載作用下土體內(nèi)部的受力態(tài)，將荷載擴(kuò)散到一個較大的范圍內(nèi)，從而達(dá)到減少外部荷載對土體的壓縮沉降，延長沉降特征長度，使臺背與填土交界部位的階梯狀沉降變?yōu)檫B續(xù)漸變沉怪。

2.3路面處理

2.3.1設(shè)置橋臺搭板

搭板設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，使車輛通過時跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計(jì)算確定，常取3～15m(當(dāng)超8m時，宜設(shè)計(jì)成兩段式或三段式搭板)。搭板的近臺端一般擱置在橋臺前墻頂面或其牛腿上。當(dāng)橋頭引道為剛性路面時，搭板的縱坡可采用與路面設(shè)計(jì)縱坡平行方式(稱平置式搭板)；而當(dāng)引道為柔性路面時，則搭板的遠(yuǎn)臺端常置于路面面層與基層之間(稱斜置式搭板)。為預(yù)防搭板下沉，也可在搭板上先鋪設(shè)一層瀝青面層，通車后搭板若下沉?xí)r，則在其上加鋪瀝青混凝土或?yàn)r青砂。

2.3.2設(shè)置過渡性路面

對于已經(jīng)發(fā)生而且還可能繼續(xù)發(fā)生大量沉降的臺背填土，還可以采用設(shè)置過渡性路面。過渡性路面可采用預(yù)制水泥混凝土六棱塊、條石鋪砌、半剛性過渡層或?yàn)r青過渡層等類型。其中水泥混凝土六棱塊和條石鋪砌僅適應(yīng)于水泥混凝土路面，最大優(yōu)點(diǎn)是翻修處理速度快，但不易鋪砌平整，行車仍有抖動感覺，且其砌縫應(yīng)采用防水材料，以防滲入雨水損害路基。

2.3.3設(shè)置變厚式埋板

為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長度一般取3～5m，對于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。在搭板、埋板或變厚式板的下層，為保證與橋臺連接部位的剛?cè)釋哟卧谒胶痛怪狈较蚓軡u次變化，建議采用強(qiáng)度及回彈模量均高于其它路段相對應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯臺幅度，調(diào)整不均勻沉陷，改善橋頭跳車或二次跳車現(xiàn)象。

3.結(jié)束語

路橋過渡段不均勻沉降是公路工程建設(shè)中的一個重要又突出的問題，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，做好路橋過渡段地基的處治，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并加強(qiáng)過渡段施工各個環(huán)節(jié)的控制，客觀上制定一套科學(xué)的管理辦法，保證每道工序的工程質(zhì)量，減少路橋過渡段的不均勻沉降，從而減輕甚至避免公路橋頭跳車現(xiàn)現(xiàn)象，提高公路使用性能和使用壽命，從而提高交通營運(yùn)的舒適性、安全性和可靠性。

【參考文獻(xiàn)】

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