公路橋梁沉降段路面施工技術(shù)分析

劉輝

摘要：橋梁過(guò)渡段路面的沉降問(wèn)題是公路橋梁經(jīng)常遇到的病害問(wèn)題之一，不僅會(huì)影響到橋梁的質(zhì)量，縮短其使用期限，甚至還會(huì)帶來(lái)很嚴(yán)重的交通安全事故，威脅交通安全，加強(qiáng)對(duì)公路橋梁沉降段路面施工的研究是十分重要的。本文根據(jù)筆者工作實(shí)踐，對(duì)公路橋梁工程沉降原因及治理措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：公路；橋梁；沉降段；路面

1.公路橋梁工程沉降原因分析。

1.1、臺(tái)背地基出現(xiàn)變形。在施工過(guò)程中，由于施工條件與現(xiàn)場(chǎng)地形的差異，臺(tái)背土方壓實(shí)難度相當(dāng)大，含水量也難以保持在最佳狀態(tài)，因而埋下了沉降變形的隱患。在工程完工投人使用后，路基密實(shí)性會(huì)因路堤自重和車輛垂直荷載因素逐漸提升，此時(shí)土體的彈塑性與混凝土結(jié)構(gòu)的橋臺(tái)相比，具有較大的剛性差異，在外力重壓下，不同塑性累積變形就會(huì)在不同材質(zhì)的橋臺(tái)間分別出現(xiàn)。

1.2、路堤出現(xiàn)變形。公路橋梁施工過(guò)程中，壓實(shí)臺(tái)背土方施工難度比較大，一旦土體壓實(shí)度及密實(shí)度都不夠就會(huì)促使土方含水量難以達(dá)到最佳的狀態(tài)，便會(huì)給沉降變形留下更大的隱患。當(dāng)修建好的公路被投入使用后，在車輛垂直荷載和路堤自重兩方面因素的影響下，就會(huì)把路基的密實(shí)性逐步提升起來(lái)，因而在一定時(shí)期內(nèi)，還是會(huì)出現(xiàn)各種路堤填土現(xiàn)象。土體具有彈塑性，而且臺(tái)背填土的柔性既高又強(qiáng)，相對(duì)土體和混凝土澆筑橋臺(tái)來(lái)說(shuō)，二者之間的剛性還是存在著很大的差異的，加上車輛荷載帶來(lái)的重壓，便使得這兩種不一樣材質(zhì)構(gòu)成的橋臺(tái)形成的不同塑性發(fā)生累積變形。

1.3、橋頭搭板設(shè)置不當(dāng)。橋梁路基上面的橋頭搭板常會(huì)產(chǎn)生彈性支撐，由于路基部分土體離橋臺(tái)比較近，因而它所承受的應(yīng)力就會(huì)小些，這樣便產(chǎn)生了不同程度的受力情況。對(duì)于縱向?qū)用?，由于汽車荷載不斷運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的路基應(yīng)力便會(huì)形成兩個(gè)峰值，其中一個(gè)峰值出現(xiàn)在汽車荷載所作用的位置；而另一個(gè)峰值則會(huì)出現(xiàn)在搭板制成路基端。由于汽車在不斷移動(dòng)，一旦運(yùn)行到搭板末端時(shí)，該處的路基所承受的縱向應(yīng)力就能達(dá)到最大值，相應(yīng)的塑性變形程度也會(huì)達(dá)到最大，因而便會(huì)促使搭板末端形成過(guò)量沉降現(xiàn)象。此外由于施工人員難以精確的計(jì)算出路基的沉降量，一旦遇到路基沉降變形過(guò)大時(shí)，板后路基和搭板之間所形成的縱向坡度差便會(huì)非常大。

1.4.橋頭引道地基處治達(dá)不到要求。通過(guò)對(duì)公路產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析表明，在軟基路段一般產(chǎn)生橋頭跳車發(fā)生的原因是地基沉降。而產(chǎn)生地基沉降的主要原因是在設(shè)計(jì)施工圖時(shí)，布置的地質(zhì)鉆孔過(guò)少，鉆探深度達(dá)不到要求，從而未能發(fā)現(xiàn)軟土地基，或者未能勘探明確軟基存在的范圍和深度，以及其物理力學(xué)性質(zhì)等，從而導(dǎo)致在處理橋頭路堤軟土地基時(shí)，沒有采用合適的措施或者方法。另一方面，當(dāng)采用的軟基處治理論或者計(jì)算方法和選用的計(jì)算參數(shù)與軟基實(shí)際情況不符合時(shí)，致使軟基處治設(shè)計(jì)滿足不了實(shí)際的需求，也能致使橋頭軟土路基產(chǎn)生不均勻沉降。此外，由于臺(tái)背填土壓實(shí)度受諸多工程管理因素的影響，在工程實(shí)踐中普遍存在臺(tái)背填土壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象，這也是造成路橋沉降段產(chǎn)生不均勻沉降的一個(gè)主要原因。此外，還有一個(gè)原因是路基路面在長(zhǎng)期的公里荷載，以及自然原因的作用下，形成土基的塑性變形，致使路橋之間出現(xiàn)差異沉降，影響路面的平整性。

2、路橋沉降段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)合理的路橋沉降段結(jié)構(gòu)型式

在路橋沉降段路基施工設(shè)計(jì)中，必須采用土工格柵技術(shù)。土工格柵技術(shù)有以下好處：土工格柵與土一起承受車輛荷載和土體自身荷載，能充分地發(fā)揮土體的抗剪強(qiáng)度，減小土體的側(cè)向變形，控制路基填土的側(cè)向位移，從而增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性；土工格柵與路基填土的摩擦作用促使荷載可以在路基中重新分配，降低了橋臺(tái)臺(tái)背局部范圍的受力，提高路基土體的整體承載力，從而減少沉降；水平攤鋪的土工格柵具有彈性，在車輛荷載的經(jīng)常作用下，會(huì)大大減少變形的累積。

2.2路橋沉降段的地基條件與路基條件

在填筑橋頭引道路堤過(guò)程中，常采用的土工合成材料加筋路堤方法既不能提高地基承載力，也不能有效地防止地基沉降。土工合成材料的加筋只有在地基具有足夠的承載力，路堤填土自重荷載與車輛荷載的聯(lián)合作用下而不會(huì)產(chǎn)生較大的沉降時(shí)才會(huì)產(chǎn)生良好的效果。因此，高等級(jí)公路路橋沉降段的地基條件應(yīng)是：保證路基的工后沉降小于10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差小于0.4%，路基條件應(yīng)達(dá)到《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ013 -95）的要求。

2.3嚴(yán)格控制路橋沉降段路面的變形

對(duì)路橋沉降段的路基路面工程實(shí)踐研究分析表明，要控制路橋沉降段的變形，必須解決兩個(gè)問(wèn)題：一是，嚴(yán)格控制沉降段內(nèi)路基的工后沉降量和變路橋交界處的錯(cuò)落式沉降為連續(xù)的斜坡式沉降。二是，在設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)沉降曲線換算計(jì)算出工后沉降量，換算后的工后沉降量應(yīng)小于10cm，且要在觀察2到3個(gè)月中每個(gè)月沉降量不超過(guò)6mm時(shí)才可進(jìn)行路面施工。

3、路橋沉降段軟基路基路面的施工

3.1橋臺(tái)軟基的施工

橋臺(tái)軟基的施工技術(shù)主要有水泥粉噴樁復(fù)合地基法，超載預(yù)壓法，塑料排水板法，強(qiáng)夯法和爆破法等。水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果好，施工工期短，但工程造價(jià)高；超載預(yù)壓施工方便，但施工工期長(zhǎng)，路橋過(guò)度段沉降量大。選擇施工方法時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)際情況。為了盡可能地消除軟基路堤不均勻沉降的發(fā)生，應(yīng)盡可能地對(duì)軟土地基路段進(jìn)行施工的，特別是橋臺(tái)地段應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)壓，提高工程質(zhì)量，減少工后沉降。

3.2路堤填料的選擇

在填筑路橋沉降段路堤之前，要合理地選擇填料?？梢韵冗x取不同的土壤做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行比較分析，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，選擇出效果最好的土壤作為沉降段路基的填料。選擇填料時(shí)應(yīng)注意，宜選用干容重較大的砂類土壤或滲水性能好的土壤，嚴(yán)禁選擇沼澤土、淤泥、含雜物及含水量大的土壤作為填料。

3.3填筑臺(tái)后

橋梁引道發(fā)生的路堤沉降主要有兩種形式：地基沉降及路面與路基本體發(fā)生的壓縮變形。一般情況下，路面上的壓縮變形對(duì)路堤沉降的影響不大，一般不予考慮。從時(shí)間上劃分，路堤沉降有3種：瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降。其中固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降是引起橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生的重要原因。填筑材料的質(zhì)量與填充材料本身對(duì)路堤沉降產(chǎn)生較大影響。研究表明，輕型材料可有效地減輕地基沉降，減小壓縮變形。一旦材料被壓實(shí)后，壓縮模量得到提高，可以在一定程度上減少由反復(fù)荷載產(chǎn)生的累積變形。因此，在選取臺(tái)背材料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格仔細(xì)，選擇滿足要求的高質(zhì)量的材料。

3.4路橋沉降段的施工組織

完成橋臺(tái)結(jié)構(gòu)后，應(yīng)盡快對(duì)沉降段路堤與一般填土路堤進(jìn)行施工。在對(duì)沉降段路堤與一般路堤的碾壓時(shí)，應(yīng)使用具有同等壓實(shí)度能量的壓實(shí)機(jī)械，填筑碾壓到大致相同的高度。應(yīng)同步填筑與碾壓在路堤與橋臺(tái)連接部位的路堤與錐坡。使用大型機(jī)械預(yù)壓填土困難時(shí)，應(yīng)改用小型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械。

3.5做好排水施工

在氣候濕熱多雨，年降雨量大的地區(qū)，排水工程做不好，在地表水和地下水的長(zhǎng)期侵蝕下，容易導(dǎo)致路基坍塌和翻漿，瀝青路面松散，剝落和龜裂，水泥混凝土路面泥斷裂等公路病害。因此，在這些地區(qū)進(jìn)行臺(tái)背路堤的施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ018-97）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工，應(yīng)重視填土的排水，避免水對(duì)填土的浸泡和沖刷。

4、結(jié)語(yǔ)

依據(jù)實(shí)際的工程地質(zhì)條件，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)工程結(jié)構(gòu)，處理好路橋沉降段地基，在沉降段結(jié)構(gòu)施工時(shí)，制定出合理的現(xiàn)場(chǎng)管理制度，加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，保證每道工序的工程質(zhì)量，能極大地減少或防止路橋沉降段的不均勻沉降，避免公路橋頭跳車現(xiàn)象，提高公路使用壽命及汽車行駛的安全性，促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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