公路橋梁路基連接處病害防治措施探討

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和公路橋梁工程的不斷擴(kuò)大，對(duì)于施工質(zhì)量的要求也越來越高，如何解決公路與橋梁路基連接段的病害是關(guān)鍵。本文對(duì)公路橋梁路基連接處病害的防治措施進(jìn)行了分析探討，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁路基連接處；病害防治措施；主要因素

一、公路橋梁連接處問題及原因分析

橋頭跳車產(chǎn)生的主要原因是構(gòu)造物與鄰近的路基沿路線縱向產(chǎn)生差異沉降，再加上路面橫向起伏不平、路面中部積水使路基橫斷面發(fā)生“盆型”沉降，由于中間沉降大，邊部沉降較小，因此，橫向也產(chǎn)生了差異沉降，最終導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生。橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生主要有以下幾點(diǎn)原因。

1、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)缺乏有效性與科學(xué)性

對(duì)于不同類型的填筑材料來說，盡管處于同一荷載作用力之下，其塑性變形與次固結(jié)沉降系數(shù)也有所差異。對(duì)那些強(qiáng)度較低、剛性小、壓縮性能強(qiáng)的材料，其所具有的塑性變形與次固結(jié)沉降較大。透水性能好的材料不論是從剛度上還是壓縮性上都要優(yōu)于粘性土，但是透水性能好的材料也有不足之處，它使得天然地基與所相鄰路基土質(zhì)遭受到路基周圍滲透水、毛細(xì)水、橋臺(tái)沉降水等不同種類滲水的侵蝕，從而使材料出現(xiàn)不同程度的軟化現(xiàn)象，造成臺(tái)背過渡段路基與相鄰段路基的強(qiáng)度急劇下降，沉降變形量也會(huì)出現(xiàn)增大的情況，最終由于臺(tái)背路基強(qiáng)度降低而導(dǎo)致跳車現(xiàn)象的發(fā)生。

通常情況下，橋涵結(jié)構(gòu)物和路基應(yīng)該同時(shí)進(jìn)行施工，橋涵屬于剛性結(jié)構(gòu)物，它對(duì)地基的強(qiáng)度要求比較嚴(yán)格，因此，在進(jìn)行正常施工時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行加固處理，這使得地基沉降值變得相對(duì)較小。對(duì)于臺(tái)后填料地段地基來說，它不需要進(jìn)行一定的加固處理，橋臺(tái)與臺(tái)后填方容易出現(xiàn)一定的變形，使得兩者存在不同，由于沉降快慢的不同而形成階梯狀。橋頭搭板不能從本質(zhì)上減少臺(tái)背和構(gòu)造物兩者間的沉降差異，如果臺(tái)背回填出現(xiàn)下沉情況，那么，在路基上施工的橋頭搭板相應(yīng)地也會(huì)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。

2、橋頭跳車

如果施工工序與設(shè)計(jì)要求不相吻合，而且臺(tái)背填筑速度又過快，沉降會(huì)發(fā)生的更快，使得沉降值增大，會(huì)對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物造成不同程度的擠壓現(xiàn)象。假若臺(tái)前護(hù)坡或擋墻砌筑不及時(shí)，極可能導(dǎo)致路基填筑土體出現(xiàn)滑移情況，壓實(shí)機(jī)械的作業(yè)效果也會(huì)受到不同程度的影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危害橋梁基礎(chǔ)，造成結(jié)構(gòu)物的不均勻沉降，影響結(jié)構(gòu)物的整體性，對(duì)結(jié)構(gòu)物造成破壞。由于施工作業(yè)面窄，再加上工期緊張，在臺(tái)背填土?xí)r，接近橋臺(tái)部位填土平面的形狀差異較大，如果沒有適合的壓實(shí)器具，單靠人工夯實(shí)的話，密實(shí)度很難與壓實(shí)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相吻合。因此，應(yīng)該選用機(jī)械的方式進(jìn)行碾壓，但由于地形、作業(yè)面等條件的制約，橋頭填土壓實(shí)密度與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之間會(huì)存在一定的差異，尤其是臺(tái)墻后側(cè)與翼墻內(nèi)側(cè)的位置，想要達(dá)到壓實(shí)密度的要求更難，會(huì)造成過渡段填料產(chǎn)生不均勻沉降。此外，沒有嚴(yán)格按照施工工藝（分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)）施工也會(huì)引起橋頭跳車。

3、地基沉降對(duì)連接處造成的危害

由于橋涵通常位于溝壑的地形中，地下水位較其他地方明顯偏高，而且多是軟弱地基，由于路基自身的重量與荷載等的作用，地基極易出現(xiàn)變形現(xiàn)象。尤其是那些軟弱地基處，由于它們具有的一些特性，像天然含水量高、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度弱、滲透系數(shù)小等，使得地基沉降現(xiàn)象更為突出，而且出現(xiàn)沉降之后想要恢復(fù)原狀并保持穩(wěn)定需要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。同時(shí)，由于高等級(jí)公路多為全封閉、全立交，為了滿足相交公路、航道的凈空要求，橋臺(tái)后的路基高度一般都較高，路基自重大，所以，產(chǎn)生的地基應(yīng)力也比較大，更易產(chǎn)生地基沉降現(xiàn)象，橋臺(tái)后的路基也會(huì)由于地基的沉降而出現(xiàn)不同程度的下沉。

4、壓實(shí)工作沒有達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)

橋臺(tái)臺(tái)背的壓實(shí)工作是公路橋梁工程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，為了保證施工的質(zhì)量需要對(duì)臺(tái)背的填料進(jìn)行壓實(shí)。施工材料、施工工藝、施工設(shè)備以及施工環(huán)境等等多方面的因素都會(huì)直接影響到壓實(shí)的質(zhì)量，大部分公路橋梁工程中的壓實(shí)工作都很難滿足施工要求。公路橋梁在使用中也會(huì)受到車輛、天氣的影響，路基連接處也會(huì)開始出現(xiàn)變形，長(zhǎng)期積累會(huì)形成路基的下沉，公路橋梁整體的質(zhì)量受到極大的損害，不僅阻礙了交通事業(yè)的發(fā)展，還大大縮短了公路橋梁的使用壽命。

5、軟土地基處理不當(dāng)

軟土地基在施工之前需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸蹋鶕?jù)公路橋梁的施工要求來處理軟土。設(shè)計(jì)階段沒有考慮到軟土地基對(duì)施工的危害，對(duì)于軟土地基的深度、范圍以及物理性質(zhì)沒有清楚的認(rèn)識(shí)，這些因素都埋下了安全隱患，在道路使用的后期容易引起橋頭跳車。軟土地基的處理方法取決于計(jì)算的結(jié)果，因此一定要保證各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性，從實(shí)際問題出發(fā)，充分發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來達(dá)到預(yù)期的效果。公路與橋梁的連接處會(huì)存在一些縫隙，雨水會(huì)滲入到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，侵蝕填土材料，壓實(shí)不足的地方的強(qiáng)度下降，長(zhǎng)期的雨水沖刷會(huì)造成填土材料的流失，路基連接處的穩(wěn)定性受到破壞，出現(xiàn)沉降。

二、公路橋梁路基連接處病害的防治措施

1、保證橋頭搭板的質(zhì)量

橋頭搭板簡(jiǎn)單地說就是連接公路和橋梁的一個(gè)結(jié)構(gòu)，搭板的長(zhǎng)度以及厚度直接取決于橋臺(tái)和路基的沉降情況，公路和橋梁的荷載以及車輛的重量也會(huì)影響到搭板的設(shè)置。大部分路橋路基連接處會(huì)選擇30mm左右的搭板，將路橋路基連接處的沉降轉(zhuǎn)移到搭板上，避免連接段出現(xiàn)過分的沉降。搭板的設(shè)置還能降低路堤的壓力，通過改變不同結(jié)構(gòu)的受力情況降低公路橋梁路基連接處的沉降差異。施工單位在正式開始搭板的設(shè)置工作之前需要處理路基和路面，選擇質(zhì)量和性能較好的材料來填充沉降的路面，保證路基的穩(wěn)定性之后開始設(shè)置搭板。搭板的長(zhǎng)度和厚度要符合實(shí)際需要，搭板與路面不能留有空隙，避免在接口的地方出現(xiàn)裂縫。提高路面與搭板的密實(shí)度，可以有效減少車輛在行駛的過程中出現(xiàn)過分地振動(dòng)，為駕駛者提供有利的行車環(huán)境。

2、公路與橋梁路基連接段的剛度以及性能要符合設(shè)計(jì)要求

公路與橋梁路基連接段在車輛長(zhǎng)時(shí)間的作用下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)二次沉降，為了提高路基連接處整體的性能，一般會(huì)直接采用變剛度結(jié)構(gòu)路面，根據(jù)實(shí)際連接段的實(shí)際荷載情況來設(shè)置不同剛度的結(jié)構(gòu)，降低發(fā)生病害的可能性。連接段的路面可以分為混凝土塊、條石鋪設(shè)、瀝青等，根據(jù)施工材料的性能來決定選擇哪種路面結(jié)構(gòu)。變剛度結(jié)構(gòu)的使用可以使得橋臺(tái)以及路基的剛度保持一致，減小路基連接段的沉降差異，提高公路橋梁自身的性能，延長(zhǎng)使用壽命。

3、縱向反坡的設(shè)置

縱向反坡設(shè)置的主要目的是減少車輛對(duì)公路與橋梁路基連接段的影響，降低沉降差異?？v向反坡的設(shè)置與道路的沉降量有直接的關(guān)系，在正式施工之前需要了解和分析道路之前的沉降情況，將容易沉降路面的縱向高度適當(dāng)提高，形成坡度之間的差異來降低沉降，這也是防止路橋路基連接段病害的一種常見手段，科學(xué)合理的縱向反坡能夠一定程度上減少橋頭跳車事件的發(fā)生。

4、選擇適宜的填土材料

填土材料的選擇是填筑工作的基礎(chǔ)和前提，首先應(yīng)該對(duì)各種土壤的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終確定哪種材料適用于這種土壤。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要有土壤的壓實(shí)程度以及塑性，通過實(shí)驗(yàn)來比較各種土壤之間的差異，選擇最佳的填土材料。公路與橋梁路基連接段盡量選擇易壓實(shí)和滲水性能較好的材料，這種材料既可以減少雨水對(duì)材料的侵蝕，還能大大提高調(diào)料的壓實(shí)程度。

5、充分HD摻膠混凝土的作用

水泥混凝土和瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)都能很好地解決路面沉降的問題，但是這兩種材料會(huì)加大后期路面修復(fù)的難度，一旦出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象需要花費(fèi)大量的時(shí)間來修復(fù)損害的路面。要想恢復(fù)路面的強(qiáng)度不僅需要大量的人力和物力，還需要借助各種不同的修復(fù)技術(shù)，過程比較復(fù)雜。為了減少路面修復(fù)的成本以及時(shí)間，施工人員會(huì)利用HD摻膠混凝土來修復(fù)路面。這種材料具有施工方便、粘性好、強(qiáng)度高以及抗溫度變化能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在道路修復(fù)得到了很廣泛地應(yīng)用。但是施工人員在使用這種材料之前需要對(duì)其性能有清晰的認(rèn)識(shí)，通過分析路面損害的程度來決定使用量的多少，過多或者過少的HD摻膠混凝土都不能達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。

6、加強(qiáng)路橋共同監(jiān)測(cè)與管理

6.1公路路基在施工中需控制的項(xiàng)目及操作方法

在路基施工與質(zhì)量控制過程中，最重要的是要明確橋臺(tái)后所使用的填料是否達(dá)到摩擦角大、強(qiáng)度高、透水性能好、壓實(shí)快等特征。對(duì)臺(tái)背回填處的壓實(shí)狀況進(jìn)行檢測(cè)也非常重要，要確保壓實(shí)達(dá)到95%以上才算合格。如這兩點(diǎn)控制額能夠準(zhǔn)確到位，那么，連接處的施工質(zhì)量就基本與所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求一致。在施工中，施工人員可以通過超聲檢測(cè)機(jī)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于不符合要求的施工，必須進(jìn)行重復(fù)修理，直到滿足要求。

6.2對(duì)路面檢測(cè)項(xiàng)目的分析

從實(shí)際情況看，橋臺(tái)搭板的設(shè)置與連接處的行車情況有著不可分割的聯(lián)系。搭板設(shè)置的合理與否可以有效避免車輛通過時(shí)橋頭跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)與施工過程中，為盡量減少跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，可在搭板的末端埋設(shè)變厚式埋板，長(zhǎng)約3～4m。此外，對(duì)施工人員進(jìn)行理論指導(dǎo)與實(shí)踐操作培訓(xùn)也是減少跳車現(xiàn)象發(fā)生的有效措施。

結(jié)束語

綜上所述，連接段的軟體地基自身的承載力較小，無法滿足實(shí)交通的實(shí)際需要，施工和竣工階段可能會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，在正式開始施工之前應(yīng)該根據(jù)施工要求對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，提高地基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。施工單位要仔細(xì)分析和研究路基連接段出現(xiàn)病害的原因，施工期間有針對(duì)性地重視易發(fā)生病害的部分，并及時(shí)采取措施解決病害。公路橋梁工程不僅要提高施工的質(zhì)量和效率，還需要加強(qiáng)病害的防范，盡量將病害產(chǎn)生的危害降到最低，提高道路的使用壽命，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]童麗萍，時(shí)超.豫中傳統(tǒng)石砌房屋典型質(zhì)量病害成因機(jī)理分析[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2014，03：98-101.

[2]謝鎧澤，王平，徐浩，陳嶸.剛構(gòu)橋上無砟軌道無縫線路病害研究[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，06：2085-2091.

[3]任愷.系桿拱橋增加吊桿加固方法研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2014.

[4]楊德山，李以飛.橋梁常見病害的維護(hù)[J].交通世界（建養(yǎng).機(jī)械），2013，08：240-241.