淺析路橋過渡段軟基的處理方法

鄧成龍

（巢湖市路橋工程有限公司，安徽 巢湖 238000）

1 路橋過渡段軟基路基不均勻沉降的原因分析

1.1 橋頭引道軟土地基處治不標(biāo)準(zhǔn)。通過公路調(diào)查結(jié)果表明，軟基路段由于地基沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象主要是施工圖設(shè)計時，地質(zhì)鉆探布孔過少，鉆探深度不夠，采用的軟基處治理論計算方法和選用的計算參數(shù)與軟基實際情況存在一定差距，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強度降低，也是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。

1.2 橋臺臺背路堤壓實度不標(biāo)準(zhǔn)。公路建設(shè)中幾乎所有橋梁、通道和明涵等都要求臺背填土處治。在公路營運過程中，路基路面在車輛荷載以及自然因素的長期作用下，會形成土基塑性變形的積累，導(dǎo)致路橋間的差異沉降，從而影響公路路面的平順程度。

2、過渡段地基處理方法

2.1、路橋過渡段的施工組織

在橋臺結(jié)構(gòu)完成后，盡快安排過渡段路堤與一般填土路堤的施工，并使用具有同等壓實度能量的壓實機械將過渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進(jìn)行填筑碾壓。在路堤與橋臺連接部位，路堤與錐坡預(yù)壓填土應(yīng)同步填筑與碾壓，使用大型機械碾壓困難時可改用小型振動壓實機械進(jìn)行充分壓實。此外，對一些路基工后沉降可能大的工點，如深層軟土地基和橋頭高路堤，除了采用一切必要的地基處治措施外，必須優(yōu)先安排施工，進(jìn)行靜置預(yù)壓直至符合規(guī)范要求為止。

2.2、軟土地基上修建過渡段，地基的沉降是誘發(fā)軌面不平順的關(guān)鍵因素。應(yīng)對其處理方法進(jìn)行特別設(shè)計。以綜合處理方案為宜，或采用粉噴樁加土工合成材料和砂墊層并利用長短樁逐漸過渡，靠近橋臺處的粉噴樁最長，且最好樁端支撐在硬層上;或采用排水固結(jié)法加土工合成材料，并輔以超載預(yù)壓，采用加密區(qū)、密疏過渡區(qū)和一般區(qū)方式，由橋臺向路基過渡。關(guān)于豎向排水通道，大通道塑料排水板的處理效果要比袋裝砂井好一些。因為在施工中對砂的質(zhì)量和灌砂率難以掌握，可能會出現(xiàn)縮頸或隔斷，繼而影響排水效果。土工合成材料宜采用抗拉強度高的土工隔柵或土工格室。粉噴樁加土工合成材料處理軟基，可以加速施工，有效縮短固結(jié)時間，減少差異沉降，并且復(fù)合地基的沉降量和地基土側(cè)向位移較小，可有較大的填土速率，可縮短工期，是過渡段軟基處理解決軌面不平順的最有效的途徑之一。

2.3、過渡段合理填料的確定

路橋過渡段的沉降差主要由路堤壓縮沉降和地基沉降引起。由動荷載引起的基床范圍內(nèi)的變形在強化基床表層后處于較低的水平，而線路大部分的沉降主要是由于恒載作用下產(chǎn)生的路堤下部以及地基土層的沉降。對于路堤下部填料而言，不同填料在達(dá)到同一壓實度的情況下，在同一荷載作用下的壓密下沉是不相同的。強度低、剛度小的材料較強度高、剛度大的材料大得多，即用強度低、剛度小的材料即使達(dá)到規(guī)范要求的壓實度，在較大荷載作用下仍產(chǎn)生較大的塑性變形，因此為減少軌面的彎折變形，應(yīng)采用強度高、剛度大的級配粗粒料，包括級配碎石、級配砂礫石、水泥石灰改良砂石土或低標(biāo)號混凝土等。

2.4、加筋土路堤結(jié)構(gòu)技術(shù)

在路橋過渡段中埋設(shè)一定數(shù)量的加筋材料，一方面，使表觀側(cè)向應(yīng)力增加許多，從而極大地限制了土體的側(cè)向變形，提高加筋土的整體強度，限制了加筋土的整體變形。另一方面，鋪設(shè)了加筋材料后，若將土筋看作一個復(fù)合體，則加筋材料的鋪設(shè)增加了路基土的剛度。這一剛度的增加程度視土工材料鋪設(shè)的層數(shù)、間距及其力學(xué)特性而定。因此，若在有效的壓縮層厚度中設(shè)置數(shù)層加筋材料，則由于土筋之間的剪阻約束作用，使得土層的沉降有效地減少。從而通過調(diào)整加筋材料的布置間距和位置，可將橋臺后過渡段的臺階式沉降變成連續(xù)的斜坡式沉降，以及降低臺背處的側(cè)向和垂直應(yīng)力所引起的很大的剪應(yīng)力，以達(dá)到路橋過渡段平穩(wěn)過渡的目的。

2.5、橋臺軟基的處治施工

從公路工程施工分析可知，水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯，施工工期短，但工程造價高；超載預(yù)壓可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載，方便施工，工期長，剩余沉降量大；塑料排水板法加固工期較超載法短，較粉噴樁法長。此外，還有強夯法和爆破法等軟土地基處治方法。各種方法的機理及適應(yīng)性各有特點，施工過程中要根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ虒嶋H情況加以選擇采用。為了保證軟基排水固結(jié)的施工質(zhì)量，消除軟基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必須盡可能地提前軟土地基路段的施工時間，尤其是橋臺地段的施工時間，爭取更長的預(yù)壓時間，以減少軟基路堤工后沉降；根據(jù)軟土的地質(zhì)條件、土層性質(zhì)和路堤填筑高度，一般路堤采用袋裝砂井或塑料排水板處理，其間距在鄰近橋頭路段附近應(yīng)加密；在橋臺處設(shè)置攪拌樁過渡段，并在攪拌樁過渡段末端與袋裝砂井或塑料排水板加密區(qū)交接處設(shè)置土工織物砂墊層，以協(xié)調(diào)變形。

2.6、過渡搭板的設(shè)置技術(shù)

在路橋過渡段范圍內(nèi)路堤上設(shè)置鋼筋混凝土搭板。搭板一端置于臺后的蓋梁"牛腿"上，另一端支撐在基床底層填土表面。搭板的放置，一方面可減小軌面彎折角，另一方面利用其較大的抗彎剛度來增大軌道的剛度。由于搭板一端鉸支于剛度極大的"牛腿"上，可視為不可壓縮且無位移，而另一端可視為支撐于彈性基礎(chǔ)上。隨著路基下沉，支撐面面板底面彈性層承托轉(zhuǎn)為搭板部分承托，并產(chǎn)生變位角，此時的支撐力發(fā)生應(yīng)力重分布，使面板承受局部拉應(yīng)力，因此在搭板的設(shè)計中應(yīng)進(jìn)行配筋內(nèi)力計算，否則產(chǎn)生的工后沉降會在搭板支撐面下形成脫空的同時，由不均勻的支撐會引起在脫空區(qū)最大沉降值處的板下位置處產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力值超過允許彎拉應(yīng)力時，搭板斷裂，嚴(yán)重影響行車安全、速度與舒適性。因此，在對搭板合理設(shè)計的同時，嚴(yán)格控制填料及壓實標(biāo)準(zhǔn)，并且在搭板支撐的范圍內(nèi)，采取措施加固路基。

2.7、路基排水設(shè)施的合理設(shè)置

為了減小雨水對過渡段的侵蝕作用，在過渡段路堤填筑前，應(yīng)在原地基土拱上設(shè)置泄水管或盲溝。泄水管的設(shè)置方法是:對基底做必要的處理后，填筑橫坡為3%～4%的夯實粘土土拱，再在土拱上挖一條成雙向坡的地溝，然后在臺背全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料，在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管，塑料泄水管的出口應(yīng)伸出路基外，然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料，再分層填筑過渡段透水材料，直至基床表層底面。

結(jié)束語

路橋工程實踐證明，在橋頭引道處，剛性橋臺和柔性路堤之間的強度漸變段易產(chǎn)生不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，成為公路工程建設(shè)的一個重要而又突出的問題。對高速鐵路過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工工藝進(jìn)行深入全面的分析，提出一套適合我國國情的設(shè)計方案和施工方法，以確保列車高速、安全、平穩(wěn)地通過軟土地區(qū)。從而減輕甚至避免公路橋頭跳車現(xiàn)象，提高公路使用性能和使用壽命。從而提高交通營運舒適性，安全性以及可靠性。

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