高速公路橋頭沉降修復(fù)設(shè)計(jì)與計(jì)算

【摘要】高速公路一旦產(chǎn)生橋頭沉降，會(huì)嚴(yán)重威脅到車輛通行安全。本文重點(diǎn)探討高速公路橋頭沉降的引發(fā)原因，并結(jié)合工程建設(shè)中的基層環(huán)境特征展開深入研究，提出高速公路橋頭沉降修復(fù)設(shè)計(jì)的有效方法。

【關(guān)鍵詞】高速公路；橋頭沉降；修復(fù)設(shè)計(jì)

一、高速公路橋頭沉降引發(fā)原因

高速公路使用中橋頭部分與路面銜接處產(chǎn)生沉降，車輛通過時(shí)會(huì)出現(xiàn)跳橋現(xiàn)象，橋頭沉降問題不僅影響到車輛正常通行，也威脅著高速公路路橋工程使用安全。橋頭沉降影響因素比較多，其中最常見的是工程建設(shè)中基礎(chǔ)加固不達(dá)標(biāo)，工程投入使用后在車輛壓力的影響下基層會(huì)出現(xiàn)沉降，從而造成公路與橋頭連接部分產(chǎn)生高度差。修復(fù)設(shè)計(jì)是恢復(fù)高速公路工程使用安全的有效措施，需要對(duì)公路與橋頭部分沉降情況進(jìn)行計(jì)算。并對(duì)基層部分測(cè)量勘察，了解產(chǎn)生沉降的主要因素，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)損壞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)加固，使之能夠恢復(fù)預(yù)期承載力，達(dá)到最佳沉降控制效果。對(duì)于橋頭部分已經(jīng)產(chǎn)生的高度差，在修復(fù)中需要使用建筑材料來構(gòu)建緩坡，從而減少車輛通行時(shí)出現(xiàn)的高度差震動(dòng)。高速公路橋頭沉降，只能夠通過加固與修復(fù)來解決，并不能從根源部分提升后，調(diào)整高度差使公路路面與橋頭保持一致。因此在工程前期設(shè)計(jì)中，也許要對(duì)基層做出加固，預(yù)防橋頭沉降問題的產(chǎn)生。

二、高速公路橋頭沉降修復(fù)設(shè)計(jì)措施

（一）沉降處置設(shè)計(jì)

高速公路工程中已經(jīng)產(chǎn)生橋頭沉降問題，在修復(fù)中首先需要對(duì)沉降的具體區(qū)域范圍做出確定，并了解所對(duì)應(yīng)的基層區(qū)域中是否存在結(jié)構(gòu)損壞，承載能力下降的情況，可以使用換圖填制方法來對(duì)基層進(jìn)行加固。具體的橋頭沉降修復(fù)措施，還需要結(jié)合工程實(shí)際情況來研究。基層中的軟土層內(nèi)含有大量水分，受到壓力擠壓時(shí)水分會(huì)流走，也會(huì)因此產(chǎn)生沉降問題。在對(duì)基層沉降問題進(jìn)行快速解決時(shí)，需要在工程施工前了解軟土層存在區(qū)域，并采用換土回填擠壓夯實(shí)等方法來解決。軟土層中的含水量最高可達(dá)到70%，換土回填后基層中的土壤可以使用混凝土旋噴加固。設(shè)計(jì)水泥攪拌樁來加固橋頭基層時(shí)，將加固樁直徑控制在50cm，此時(shí)最能發(fā)揮加固效果，同時(shí)也不會(huì)對(duì)基層土壤造成過渡擠壓。橋頭路基的不均勻沉降是形成橋頭跳車最主要的原因，因此，有效控制橋頭與路基銜接處的路基沉降對(duì)提高行車安全和舒適性具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

（二）復(fù)合壓縮模量計(jì)算

經(jīng)過計(jì)算來判斷高速公路橋頭沉降情況，可以參照復(fù)合壓縮模量來進(jìn)行，構(gòu)建出高速公路使用中的基礎(chǔ)框架，針對(duì)框架系統(tǒng)內(nèi)確定壓力較大的部分，經(jīng)過公式運(yùn)算確定接下來工程建設(shè)所需要重點(diǎn)加固的區(qū)域。Eps=ηEp+（1-η）Es可以作為復(fù)合壓縮模量計(jì)算使用的公式，模擬出使用中的變化形式，其中Eps作為符合壓縮模量，η作為換土回填工程建設(shè)施工中所換置的總量。根據(jù)所確定的高速公路橋頭沉降參數(shù)，將其帶入到所對(duì)應(yīng)的公式中，從而計(jì)算出修復(fù)過程中具體施工量。工程建設(shè)任務(wù)開展中，也能根據(jù)這一施工量來采取有效修復(fù)措施，提升工程使用階段安全性，將橋頭沉降所帶來的危險(xiǎn)降至最低。復(fù)合壓縮模量中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)綜合研究，計(jì)算過程中還應(yīng)該考慮工程自身特征所帶來的影響，確定最為合理的技術(shù)方法。

（三）沉降變形量計(jì)算控制

沉降變形量計(jì)算中，針對(duì)高速公路橋頭已經(jīng)產(chǎn)生的沉降問題進(jìn)行控制。工程建設(shè)期間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特征變化來對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化選擇，沉降變形量控制過程中，選擇有效計(jì)算方法，從而確定出接下來的修復(fù)方案。沉降變形量會(huì)隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)而改變，因此在計(jì)算中也需要考慮不可抗力對(duì)其造成的影響，高速公路工程結(jié)構(gòu)使用一段時(shí)間后，自身承載能力會(huì)下降，橋頭沉降問題產(chǎn)生幾率也更大。當(dāng)產(chǎn)生變量時(shí)，計(jì)算沉降變形所產(chǎn)生的具體程度，并經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算控制來實(shí)現(xiàn)接下來的施工量確定，在已經(jīng)產(chǎn)生沉降的區(qū)域內(nèi)，采取有效控制措施，避免出現(xiàn)影響沉降變形的因素。橋頭部分的各項(xiàng)綜合影響問題，都需要在合理范圍內(nèi)來進(jìn)行，對(duì)于沉降變量的綜合控制，施工方案以及控制方法上都需要優(yōu)化解決，沉降變量以及各項(xiàng)綜合因素之間所存在的問題，可以從綜合防治角度出發(fā)，形成維修及預(yù)防一體化的控制方法。

三、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)橋頭軟土地基成樁后沉降變形量和復(fù)合地基承載力計(jì)算結(jié)果可知，采用干法（粉體）噴攪樁處理后的橋頭路基能夠滿足高速公路相關(guān)規(guī)范要求，有效降低了高速公路通車運(yùn)營(yíng)后發(fā)生橋頭跳車的可能，提高了行車的安全性和舒適性。該設(shè)計(jì)處治方案合理可行。干法（粉體）噴攪樁由于施工簡(jiǎn)單、取材方便，可以有效減少沉降、降低地基壓縮性、提高地基的承載力等，現(xiàn)已廣泛用于各類工程中，實(shí)際處理效果良好。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：李瑤（1984.08—），女，漢族，四川渠縣人，本科，重慶錦程工程咨詢有限公司，工程師，研究方向：公路工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的研究和運(yùn)用。