對橋梁與路基不均勻沉降的控制研究

袁濤

（蘭州市政建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730030）

對橋梁與路基不均勻沉降的控制研究

袁濤

（蘭州市政建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730030）

在既有高等級公路及市政橋梁中，橋梁與路基不均勻沉降問題是一個典型病害。橋梁與路基之間出現(xiàn)不同步沉降，對道路工程造成不良影響。分析了橋梁路基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象的原因，并提出了針對性處理方案，有關(guān)經(jīng)驗可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

橋梁；路基；不均勻沉降；控制策略

0 引言

在現(xiàn)階段高等級公路及市政橋梁中，橋梁與路基之間出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象是一個普遍性問題，其往往導致橋頭跳車，對行車速度、安全性以及舒適度造成嚴重影響，同時也導致車輛使用壽命降低、損傷汽車結(jié)構(gòu)及零部件，甚至釀成交通事故。而車輛在橋頭跳車瞬間也會對橋臺本身產(chǎn)生較大沖擊力，損傷橋梁結(jié)構(gòu)，對其正常工作性能造成影響。所以在當前道路養(yǎng)護中，分析橋梁路基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象的原因并采取有效處理方案是一項重要工作。

1 橋頭與路基之間不均勻沉降的影響因素分析[1-4]

導致橋梁和路基之間出現(xiàn)不均勻沉降的因素相對較多，其根源在于橋頭路基采用軟土路基、未采取適當處理。除此之外，未充分壓實填料也同樣會造成不均勻沉降。現(xiàn)就常見的幾類不均勻沉降因素作簡單介紹。

（1）未合理處置軟土路基。地基土質(zhì)不良在很大程度上影響了橋頭部分的沉降。一般情況下橋梁處于溝壑區(qū)域，該地段土基在水中長期浸泡，所以含水量較高，天然空隙比相對較大，具有較小的滲透系數(shù)、較高的壓縮性以及較低的抗剪強度。選擇此類軟土層修筑路基很容易出現(xiàn)沉降。此外橋頭路基一般具有較大的填筑高度，基底部分承受附加應力也隨之增大，在車輛移動荷載作用影響下有較大幾率出現(xiàn)地基深陷，這一過程持續(xù)時間也相對較長。值得注意的是，施工圖設計也有可能導致后續(xù)問題，例如探測地基時或研究地基物理力學性質(zhì)時不夠精確，而未采取妥善的處治方法。

（2）未充分壓實臺背填料。路基沉降現(xiàn)象也會受到選取臺背填料不當或者未壓實臺背填料等因素影響。在選取臺背填料時，倘若材料摩擦角過小或者材料強度不足，則會導致路基抗剪切能力以及承載力相對較低，進而受到外界載荷以及自身重量影響而出現(xiàn)沉降。臺背屬于較為特殊的位置，路基施工過程中臺背填料難以被機械充分碾壓，填料顆粒彼此間空隙也就難以完全消除，土基壓實度難以超過95%，所以在車輛垂直荷載、路面自重、車輛運行振動作用影響下，路基填料會在一定時間內(nèi)逐步壓縮，同時密實度也不斷提高，路基沉降現(xiàn)象隨之出現(xiàn)。

（3）橋頭搭板設計不合理。在橋頭過渡區(qū)域，搭板結(jié)構(gòu)是一種較為常見的設計，設置搭板若不夠合理也有較大幾率導致橋頭沉降現(xiàn)象，其原因主要包括如下：a.搭板強度過低，一旦載荷過大則會導致搭板斷裂，進而造成橋頭出現(xiàn)線形突變，引發(fā)局部沉降；b.一般情況下結(jié)合橋梁長度來設置搭板長度，小橋均設置為5m，而中型以及大型橋梁則設置為8 m，這與施工過程中路橋填土高度并未保持一致，因此所產(chǎn)生的相對沉降量較大，搭板長度過短而難以發(fā)揮順接作用。

（4）路面與橋梁間的剛?cè)嵬蛔冊斐缮钕荨２煌穆访鎰偠纫馕吨囂幵斐傻恼駝有Ч嬖诿黠@差異，由于剛性材料吸收能量的能力相對較差，柔性材料能量吸收能力明顯優(yōu)于剛性材料。在路基與橋梁間，橋臺結(jié)構(gòu)物材質(zhì)為鋼筋混凝土，具有極高的整體剛度，可視為剛性材料，與橋梁相互連接的道路則為土質(zhì)，具有較小的剛度，可視為具有良好柔性的塑性體。橋臺與道路之間的剛度差相對較大，剛度突變以及塑形形變存在明顯差異，從而造成明顯沉降現(xiàn)象。

2 橋頭與路基之間不均勻沉降的控制策略

（1）強化橋頭地基加固措施。在橋頭臺背部分施工中，應采取先進填土施工工藝，重視地基性能的改善工作，同時應妥善清理表層，填土前應充分碾壓以便于強化地基承載力，合理控制差異沉降現(xiàn)象。對于常規(guī)地基而言，其加固處理方法主要是加入石灰土以及水泥土等；而加固濕陷性黃土、河流沖積物、洪積物、軟土以及解凍土等各類特殊地基時，則應結(jié)合此類特殊地基的特點，根據(jù)施工區(qū)域?qū)嶋H情況來選擇地基加固處理方案，例如固結(jié)、粉噴、換填砂礫以及拋石擠淤等等，以便于提高地基承載能力，盡量控制和緩解過后沉降。

（2）設置橋頭過渡區(qū)域。應取特定長度搭板設置于橋頭，并在搭板下方充填穩(wěn)定土作為半剛性基層，厚度通常應超過0.5 m，同時還應設置相應的枕梁，以分散地基承載面積，提高承載力。

（3）在選擇臺背填料時應保證針對性，設計與施工作業(yè)均應從區(qū)域環(huán)境出發(fā)，優(yōu)先選擇現(xiàn)場用土，符合區(qū)域條件。橋涵兩端路堤應取粗顆粒填料加以填筑，或者通過土方回填構(gòu)筑穩(wěn)定土結(jié)構(gòu)層，以便于降低回填沉降。同時還應重視臺背填方碾壓環(huán)節(jié)，加大橋頭路基填充物的壓實度。應盡量在施工過程中擴充場地面積，為大型填方壓實機械提供作業(yè)環(huán)境，充分發(fā)揮其應有的作用。保障臺背填方碾壓工作高質(zhì)量進行，充分壓實填充物。此外為了更好地應用大型壓實機械，在場地受限的情況下可以通過橫向碾壓法開展壓實作業(yè)，壓路機在此種情況下能夠與臺背盡量貼近，壓實效果較好。倘若壓路機體積過大而無法與臺背相靠近，則可通過人工夯實輔助小型壓路機實施碾壓。應注意的是，碾壓層厚度一般控制在15～20 cm，盡可能地提高壓實度，確保壓實度符合設計需求。若機械難以碾壓則應通過人工夯實加以處理。

（4）重視橋頭路基排水工作。在填方作業(yè)中，排水措施是一個不容忽視的影響因素，與構(gòu)造背后相鄰近的施工填料往往在施工過程中以及施工結(jié)束后發(fā)生積水下陷。所以在橋梁路基設計以及施工過程中應設計合理的排水坡度，并視具體情況構(gòu)筑地下排水設施。同時還可在填方路段以及橋臺結(jié)合部、過渡區(qū)域路面下方修筑墊層，避免路面下部積水滲入填方體。若填方體兩側(cè)填料為土質(zhì)、中間填料為砂礫石，則應在地基與填方體連接區(qū)域敷設橫向排水管以及縱向集水管，確保地基加固部分與填方體之間積水及時排凈。

（5）做好工程驗收。應嚴格檢查和驗收臺背填土所選填料、壓路機具以及填土厚度，檢查排水情況并按照既定嚴格驗收各道工序。應制訂并完善監(jiān)理細則，對監(jiān)理程序以及技術(shù)規(guī)范予以明確，全方位監(jiān)督臺背回填施工過程。嚴格施工質(zhì)量管理，對于不合格的工序應限時整改，整改復核合格后方可準予下道工序施工。

3 結(jié)語

橋梁與路基之間的過渡部分施工是路橋施工中的重要環(huán)節(jié)，其中柔性道路與剛性的橋臺結(jié)構(gòu)之間存在強度漸變段，進而誘發(fā)不均勻沉降，導致橋頭頻現(xiàn)跳車問題，這在既有公路工程中備受管理部門的關(guān)注。我們應從工程地質(zhì)條件出發(fā)，妥善處治過渡區(qū)域地基，合理設計結(jié)構(gòu)，做好過渡部分各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量控制，制定可行、科學且合理的管理程序，提高工程質(zhì)量以及工作質(zhì)量，有效控制道路不均勻沉降現(xiàn)象，盡量減少跳車現(xiàn)象，增強路橋使用性能，延長其使用壽命。

[1]王立峰.道路橋涵過渡段路基不均勻沉降的原因分析[J].建筑工程技術(shù)與設計,2014(12)：384.

[2]謝壁峰.土工格柵在路基不均勻沉降中的應用 [J].廣東建材, 2012,28(6)：11-12.

[3]劉士艷.淺議公路路基不均勻沉降病害分析及處理措施[J].城市建設理論研究(電子版),2012(5).

[4]王文勝.公路橋梁過渡段軟基路基的施工技術(shù)要點[J].山西建筑,2012,38(5)：156-137.

U416.1

B

1009-7716（2016）05-0050-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.014

2016-01-18

袁濤（1976-），男，甘肅蘭州人，高級工程師，從事市政項目管理工作。