探析道路橋梁沉降段路基路面的施工

馬紅光 楊光

摘要：本文分析了道路橋梁沉降段路基路面沉降的機(jī)理，探討了道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；沉降段；路基路面；施工

中圖分類號：TU74；文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

道路由路面、路堤和路基共同組成，道路橋梁過渡段的路面和路基沉降是當(dāng)前最為常見的路橋建設(shè)病害之一，并且對交通安全等各個(gè)方面危害較大，因此在道路建設(shè)中要積極采取合理有效的對策進(jìn)行綜合防治，以便從根本上防止道路橋梁過渡段的路基產(chǎn)生過度沉降，從而能在一定程度上預(yù)防交通事故的發(fā)生。

1 道路橋梁沉降段路基路面沉降的機(jī)理

高速公路作為交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施之一，為人民群眾生活水平的提高、經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展與和諧社會的構(gòu)建，發(fā)揮著不可或缺的作用。然而從已投入運(yùn)營的公路來看，還是存在一些問題，比較常見的問題是：橋梁臺后搭板的斷裂及不均勻的沉降，從而造成橋頭跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生。橋頭跳車不僅對車輛有損壞，對于橋梁本身也會造成影響，導(dǎo)致橋梁伸縮縫加速出現(xiàn)、接縫路面破損的程度不斷惡化以及損壞橋臺臺背等不良后果。所以，應(yīng)該把橋頭跳車作為道路建設(shè)中迫切解決的問題。

1.1 臺背地基發(fā)生變形的基本機(jī)理

橋涵結(jié)構(gòu)地基的變形多發(fā)在溝壑地段，這一地段地基具有較大的土壤孔隙比、較低的地基強(qiáng)度、較高的含水量以及較大的壓縮性，使得填筑的路基非常容易出現(xiàn)大幅度的變形。相比一般路段，橋頭段的路堤通常填筑的高度會高出 5～10 cm，對于基底來說，這部分高出的路基就會產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力，進(jìn)而就會引發(fā)地基的沉降。如果填土容重沒有不同，伴隨著增加的填土高度，出現(xiàn)地基沉降變形的可能性也就會越大。

1.2 路堤發(fā)生變形的基本機(jī)理

在公路施工中，普通黏性土是常用的臺背回填材質(zhì)，但由于施工現(xiàn)場的地形以及施工具體條件的不同，壓實(shí)臺背土方的難度也是非常大，如果土體壓實(shí)度和密實(shí)度不夠，土方的含水量也達(dá)不到最佳狀況，就會為沉降變形埋下隱患。這樣修建的公路投入使用，由于車輛垂直荷載及路堤自重這兩個(gè)層面的因素影響，路基密實(shí)性會慢慢的提升，即在一定的時(shí)期內(nèi)，會出現(xiàn)路堤填土的現(xiàn)象。土體的彈塑性，加之臺背填土較高和較強(qiáng)的柔性，比較土體與混凝土澆筑的橋臺，兩者的剛性差異很大，在車輛荷載的重壓之下，兩種不同材質(zhì)構(gòu)成的橋臺就會產(chǎn)生不同的塑性累積變形。

1.3 橋頭搭板設(shè)置導(dǎo)致沉降

在路基上，橋頭搭板會出現(xiàn)彈性支撐，支撐的著落點(diǎn)在牛腿上，路基的部分土體，因?yàn)槠淇拷鼧蚺_處，其承受的應(yīng)力也就會比較小，從而產(chǎn)生不均勻的受力。在縱向?qū)用?，伴隨著汽車荷載的不斷運(yùn)動(dòng)，會出現(xiàn)兩個(gè)峰值的路基應(yīng)力，一個(gè)峰值在汽車荷載作用的位置，另一個(gè)峰值在搭板支承的路基端。伴隨著汽車的不斷移動(dòng)，在汽車來到搭板末端時(shí)，搭板末端處的路基承受的縱向應(yīng)力就會達(dá)到最大，對應(yīng)的塑性變形程度也是最大的，所以，在搭板末端，就會發(fā)生過量沉降現(xiàn)象。另外，由于不能精確的計(jì)算路基沉降量，在發(fā)生較大的路基沉降變形的情況下，板后路基與搭板間出現(xiàn)的縱向坡度差就會非常的大。

2 道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)

2.1 設(shè)置搭板

2.1.1 設(shè)置搭板的方法

① 由于車輛負(fù)荷，路面的厚度和剛度會慢慢的發(fā)生變化，這會為施工作業(yè)增加了許多困難，搭板的設(shè)置可以讓其與路基面頂面之間保持平行狀態(tài)，從而使橋面層底標(biāo)高與搭板頂面標(biāo)高相同。

② 將搭板與面層頂面平行，搭板頂面標(biāo)高可以與橋面面層底標(biāo)高相同，或與正常路段基層頂面標(biāo)高相同，這樣，路基和橋梁間的過渡問題可以得到有效解決，克服了方法一的不足。還可以讓搭板和橋臺連接處保持一致標(biāo)高，比較搭板與路面連接端的標(biāo)高，在具體工程施工中，應(yīng)比原設(shè)計(jì)的標(biāo)高高，這樣就會出現(xiàn)預(yù)留反向坡，依據(jù)道路橋梁之間的沉降差確定坡度的大小，但需保證路線縱斷面處于平順狀態(tài)，從而確定路基沉降差，使得反向坡度得到預(yù)留。

2.1.2 連接橋臺與搭板

① 錨栓: 近臺端( 搭板的) 放置在橋臺上面，在搭板和臺背間布設(shè)，通常設(shè)水平拉桿和豎直錨栓，以防搭板沿縱向滑移，從而導(dǎo)致的橋頭處出現(xiàn)凹陷。一般使用的材質(zhì)為22 號鋼筋，鋼筋之間保持 75～80 cm 間距。錨栓豎直的情況下，有時(shí)候會破壞搭板或者牛腿; 如果能夠保持限制位移與水平拉桿方向上的一致性，就會取得較好的效果。

② 支座: 鋪設(shè) 1～2 cm 厚的油氈墊層在搭板近臺端下方。支座若選取板式橡膠，間距要控制在 80 cm左右，規(guī)格多為 150mm ×150mm × (21 ～38) mm。

③ 倒角: 為了不出現(xiàn)因?yàn)榇畎遛D(zhuǎn)動(dòng)而損傷道路及路面結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，可以將牛腿上邊緣和近臺端上緣制作成倒角。

④ 填縫材料: 填縫位于搭板與橋臺連接處，在接縫間填入填縫材料，可以避免雨水的滲入。常見的填縫材料有瀝青麻絮、油浸甘蔗板和玻璃纖維類的物質(zhì)等。先將填縫材料填充進(jìn)去，而后將較稀的瀝青灌入。

2.1.3 搭板及其頂層的具體施工技術(shù)

在設(shè)置混凝土搭板過程中，施工標(biāo)準(zhǔn)不但要符合行業(yè)的要求，也要符合國際標(biāo)準(zhǔn)。這樣混凝土的平整度和表面坡度才能夠得到有效的保障。在通過壓路機(jī)的時(shí)候，較薄( 即搭板離基層頂面的距離小) 的基層就比較容易被壓路機(jī)壓碎，或者比較容易形成薄層。因此需要基層頂面與搭板混凝土頂面之間保持不到 10 cm 的距離，在底面層鋪瀝青混凝土?xí)r，要鑿去已經(jīng)鋪好的水泥碎石基層，這樣可以有效保證臺背回填的強(qiáng)度。

2.2 不設(shè)置搭板時(shí)引道的施工

如果不設(shè)置搭板，則應(yīng)對臺后填筑作周密的設(shè)計(jì)和認(rèn)真施工，對填料和壓實(shí)應(yīng)有更高的要求，或采用專門的結(jié)構(gòu)措施，如鋪土工格網(wǎng)、填筑聚乙烯塊等。

2.3 處理地基

為了有效的控制橋頭跳車，需處理好橋背軟弱的地基問題。對軟基目前有換土、粉噴樁、超載預(yù)壓、減少附加應(yīng)力、排水固結(jié)、深層攬拌和高壓噴射注漿、振動(dòng)碎石樁等處理方法。在具體的施工中，應(yīng)該按照實(shí)際情況的不同，予以不同的選擇，這樣才能夠提高原有的承載力，改善地基原有性能，將路堤與橋臺之間的沉降差縮小，盡可能減少沉降變形，并且能夠在最大程度上避免錯(cuò)臺現(xiàn)象。在厚度較大的軟土層地基修筑高路堤時(shí)，由于填充材料的填入，軟土地基則會出現(xiàn)側(cè)向擠動(dòng)的現(xiàn)象，進(jìn)而對基樁的壓力就會變大，造成橋臺轉(zhuǎn)動(dòng)或者在水平面上出現(xiàn)位移。這些現(xiàn)象對支座和伸縮縫都會產(chǎn)生很大的損壞，嚴(yán)重時(shí)可能會損壞橋臺和橋面。為了避免出現(xiàn)非正常位移現(xiàn)象，回填的材料一定要減輕，地基剛性則一定要增強(qiáng)，還可以借助于基樁對地基側(cè)向流動(dòng)來予以抵制。在溝壑地段，土壤的孔隙會比較大，含水量較高，這樣就可以與黏性土層之間換土，因?yàn)轲ば酝翆訌?qiáng)度較大，富含有機(jī)物。換土深度依軟層厚度而定，如果是一般性的黏土，可以挖開后進(jìn)行翻曬。比如在填土高度低于4 m 的情況下，0.6 m 就是適宜的開挖深度; 如果填土高度非常大，可以開挖 1 m 以上的深度。開挖翻曬黏土達(dá)到一定程度，可以回填并密實(shí)，留0. 6 m 于回填土上層，使用石灰土進(jìn)行密實(shí)回填。如果是雨季，黏土就不可能被曬干，可以全部使用石灰土進(jìn)行回填，位于路基下的那層石灰土就成為了一漸變帶，可以避免沉降的突變。此外在橋頭采用樁板法、輕質(zhì)填料、連接箱式橋臺、支撐連續(xù)板等措施也可有效地減少路基的沉降。

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