公路路橋過(guò)渡段不均勻沉降的原因與控制措施探究

王登嶺

摘 要：由于受到地質(zhì)環(huán)境及其他因素的影響，我國(guó)部分道橋過(guò)渡段在施工及使用后均出現(xiàn)不同程度的不均勻沉降現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響著道橋的質(zhì)量及使用壽命，同時(shí)也對(duì)居民出行造成嚴(yán)重?fù)p害，極大地威脅到我國(guó)居民的人身安全，因此，本文對(duì)我國(guó)道橋過(guò)渡段出現(xiàn)不均勻沉降原因進(jìn)行具體分析，并具有針對(duì)性地提出相關(guān)控制措施，為提高我國(guó)道橋質(zhì)量及使用壽命奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：公路路橋過(guò)渡段；不均勻沉降；原因分析；控制措施

一、路橋過(guò)渡段產(chǎn)生不均勻沉降的原因

1.橋臺(tái)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不滿足要求

根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，公路、橋梁通道及等涵洞在施工時(shí)必須對(duì)臺(tái)背進(jìn)行填土并壓實(shí)，以保證建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定性。而臺(tái)背路堤出現(xiàn)沉降的原因分為兩方面：第一，由于當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)密度較低，而在施工過(guò)程中忽略這一現(xiàn)象，或?qū)Φ鼗幚聿坏轿?，?dǎo)致臺(tái)背填土措施無(wú)法充分發(fā)揮其作用；第二，在進(jìn)行臺(tái)背填土過(guò)程中，由于施工人員疏忽或技術(shù)能力較低，并未將填土壓實(shí)，最終使其壓實(shí)度不符合標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致過(guò)渡段出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。

2.橋頭引道軟土地基處治問(wèn)題

我國(guó)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，其中軟土地基一直是我國(guó)道橋過(guò)渡段施工中的難點(diǎn)之一。而在我國(guó)沉降現(xiàn)象中軟土地基所占的比重也較大。而具體出現(xiàn)沉降的因素分為以下幾點(diǎn)：

第一，由于我國(guó)部分道橋施工測(cè)量隊(duì)在設(shè)計(jì)階段時(shí)，地質(zhì)鉆探工作出現(xiàn)松懈現(xiàn)象，由于布孔較少，為能及時(shí)發(fā)現(xiàn)較深部分的軟土地基，為道橋過(guò)渡段未來(lái)的使用埋下安全隱患，增加不均勻沉降發(fā)生的幾率與程度；第二，在地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中由于對(duì)軟土勘測(cè)所得到的范圍、深度、密度等方面的數(shù)據(jù)產(chǎn)生極大誤差，導(dǎo)致后期處理及施工均受其影響，增加沉降現(xiàn)象的發(fā)生率；第三，在軟土地基環(huán)境中，如出現(xiàn)橋臺(tái)臺(tái)背填土壓實(shí)度較低的情況，則容易使路堤在陰雨天氣中因其密度較低而存儲(chǔ)大量水分，而在降雨過(guò)程中不斷對(duì)路堤下方的地基急性沖刷，導(dǎo)致填土不斷流失，而當(dāng)雨水季節(jié)過(guò)后水分一旦流失，地基也產(chǎn)生收縮，最終導(dǎo)致其出現(xiàn)不混勻沉降。

3.橋頭引道過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

橋頭引道過(guò)渡段多采用搭板結(jié)構(gòu)。然而，設(shè)置搭板以后的橋頭跳車現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，橋頭搭板斷板現(xiàn)象較為普遍。分析其設(shè)計(jì)原因，有下述情況：

（1）根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度，橋頭設(shè)置搭板長(zhǎng)度劃分為：a.大中橋，搭板長(zhǎng)度為8m；b.小橋、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞，搭板長(zhǎng)度為5m。然而，橋頭引道路堤處于高填方路段，軟基路段橋涵結(jié)構(gòu)與橋頭路堤相對(duì)沉降量大，由于搭板長(zhǎng)度不夠而起不到順接作用，行駛車輛通過(guò)時(shí)必然出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

（2）搭板設(shè)計(jì)根據(jù)支承在彈性地基上的板計(jì)算，未考慮臺(tái)背路堤沉降，雨水沖刷帶走臺(tái)背填土等原因造成搭板與臺(tái)背路堤脫空的不利受力狀態(tài)。結(jié)果形成搭板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，產(chǎn)生斷板，引起橋頭線形突變，誘發(fā)車輛跳車現(xiàn)象。

（3）橋頭搭板處理目前尚沒(méi)有定型的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范也沒(méi)有明確規(guī)定。

（4）工程實(shí)踐中，橋頭搭板一般不作專項(xiàng)設(shè)計(jì)。但是，從工程實(shí)踐可知，合理地處治軟土地基，實(shí)施臺(tái)后填土壓實(shí)是消除路堤填筑土體沉降的條件，而可靠的搭板設(shè)計(jì)是解決橋頭跳車的重要保證。

4.橋頭引道路堤邊坡防護(hù)的問(wèn)題

從公路橋頭引道路堤設(shè)計(jì)和施工可知，臺(tái)背路堤填土通常采用砂類、滲水性土作為填料，不考慮防水和排水設(shè)施；通常，對(duì)橋臺(tái)處于長(zhǎng)期浸水路段，采用漿砌片石護(hù)坡。而其它橋臺(tái)路段，只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護(hù)坡，臺(tái)背設(shè)置方格網(wǎng)草護(hù)坡或草皮護(hù)坡。

然而，從公路續(xù)建、水毀和收尾工程勘查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，許多橋頭路堤沉降比較嚴(yán)重的地方，往往伴隨錐坡和護(hù)坡水毀。橋頭引道路堤邊坡防護(hù)措施以及臺(tái)背防水和排水設(shè)施的不適當(dāng)，促使臺(tái)背填土流失，路基強(qiáng)度降低。在行駛車輛長(zhǎng)期反復(fù)作用下，橋頭引道過(guò)渡段填土塑性變形，誘發(fā)橋頭路堤不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

二、路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

1.路橋過(guò)渡段的變形控制

（1）根據(jù)交通部《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》JTJ017-96規(guī)定，路橋連接處最大容許工后沉降為10cm。

（2）從高等級(jí)公路的路況調(diào)查結(jié)果可知，當(dāng)路面局部縱坡達(dá)到0.5%時(shí)，車輛行駛會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)或搖動(dòng)現(xiàn)象。

2.合理設(shè)置緩和過(guò)渡段

由于我國(guó)地區(qū)地形不同，采用的道橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)形式也有差異。因此，在施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況采取不同的方式對(duì)道橋過(guò)度段進(jìn)行合理處置，以確保能夠緩和過(guò)渡段路堤對(duì)地基產(chǎn)生的壓力。例如，從強(qiáng)度大的混凝土結(jié)構(gòu)橋臺(tái)過(guò)度到軟土地基公路以及瀝青砼路面時(shí)，由于其強(qiáng)度及承載力都存在不同，因此在對(duì)該過(guò)渡段軟土地基應(yīng)蔡永強(qiáng)度過(guò)渡段技術(shù)，以保證該部分過(guò)過(guò)渡段的質(zhì)量，對(duì)沉降現(xiàn)象進(jìn)行緩沖。

3.路橋過(guò)渡段的地基條件與路基條件

在橋頭引道路堤填筑過(guò)程中，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承載力，也不能有效地阻止地基的沉降。只有當(dāng)?shù)鼗哂凶銐虻某休d力，在路堤填土自重荷載與車輛荷載的聯(lián)合作用下不致破壞而產(chǎn)生較大的沉降時(shí)，土工合成材料的加筋才會(huì)產(chǎn)生明顯的效果。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地基條件與環(huán)境的不同采取不同的處理措施，通過(guò)利用加筋、排水等方式提高地基的承載力與密度，進(jìn)一步提高過(guò)渡段的質(zhì)量。

4.路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)型式

合理確定搭板長(zhǎng)度和搭板強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)橋頭路堤與橋臺(tái)相對(duì)沉降量預(yù)計(jì)值以及車輛行駛要求的順適程度，合理地確定搭板長(zhǎng)度。搭板的設(shè)計(jì)未有統(tǒng)一模式，一般按照下述原則確定其長(zhǎng)度：

（1）路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，由于道路下沉引起路面縱坡變化，要求搭板隨路堤沉降后傾角在1/200～1/300范圍內(nèi)變化。

（2）搭板的長(zhǎng)度能跨越橋臺(tái)臺(tái)背難以壓實(shí)的土體，或跨越按計(jì)劃在臺(tái)背預(yù)留的土方缺口長(zhǎng)度。

（3）根據(jù)搭板的受力狀態(tài)，用彈性地基或簡(jiǎn)支梁計(jì)算搭板長(zhǎng)度。根據(jù)交通部規(guī)范要求，橋臺(tái)與路堤相鄰近容許工后沉降為10cm，按上述計(jì)算的搭板長(zhǎng)度為30～20m。

三、路橋過(guò)渡段的施工控制

1.對(duì)路基過(guò)渡段進(jìn)行大面積施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)段取得的施工工藝參數(shù)進(jìn)行施工，熟練的掌握一些施工技巧和施工規(guī)范?？刂坪霉に嚵鞒?、松鋪厚度、表面平整度、施工含水量、壓實(shí)遍數(shù)、配套機(jī)械、填筑速度、檢測(cè)方法等。

2.施工中要嚴(yán)格的按照施工順序進(jìn)行合理的配料，進(jìn)行合適的壓實(shí)工藝。

3.為了控制攤鋪厚度，采用方格網(wǎng)控制填料量。施工過(guò)程中要消除粗細(xì)集料離析“窩”或“帶”現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，采用人工或機(jī)械進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)摻拌，確保填筑質(zhì)量，控制填筑標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)禁出現(xiàn)彈簧、松散、起皮等現(xiàn)象發(fā)生。

4.壓路機(jī)碾壓不到位時(shí)采用人工沖擊夯夯實(shí)，對(duì)于質(zhì)量可疑地段，應(yīng)視情況增加檢驗(yàn)的點(diǎn)數(shù)，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，控制好邊角壓?shí)質(zhì)量。

5.施工過(guò)程中，要配備足夠的人員來(lái)加強(qiáng)驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程控制，從而來(lái)縮短檢測(cè)時(shí)間。在檢測(cè)過(guò)程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，有條不紊的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭春蘭，郭良山.路橋過(guò)渡段設(shè)計(jì)與施工過(guò)程質(zhì)量控制措施分析[J].四川水泥，2016（12）.

[2] 郭素軍.高速公路工程路橋過(guò)渡段質(zhì)量控制分析[J].黑龍江交通科技，2015（04）.