公路橋梁過(guò)渡段軟基路基的施工技術(shù)探究

詹海強(qiáng)

【摘 要】臺(tái)州等沿海地區(qū)，由于地下淤泥質(zhì)土層厚度達(dá)30m左右，常規(guī)的軟基處理方式塑料排水板、管樁、水泥攪拌樁、等載超載預(yù)壓等方式對(duì)于此類(lèi)地形進(jìn)行處理，由于交通流量大、超載車(chē)輛多，工后沉降量仍較大，多造成橋頭跳車(chē)現(xiàn)行出現(xiàn)，影響公路使用功能并給交通安全帶來(lái)隱患。本文就臨海市杜橋至段83省道采用橋頭管樁+超載預(yù)壓+輕質(zhì)材料換填的綜合處理橋頭過(guò)渡段軟基的施工技術(shù)進(jìn)行討論。

【關(guān)鍵詞】管樁；超載預(yù)壓；輕質(zhì)材料換填；橋頭過(guò)渡段；技術(shù)

引言

臺(tái)州等沿海地區(qū)，一般為海岸沉積形成，沉積顆粒細(xì)微，表層有較薄的硬殼層，其下有較厚的硬殼層，以臺(tái)州臨海市頭門(mén)港新區(qū)為例，該地緊鄰東海，地勢(shì)平坦，水網(wǎng)發(fā)育，地表為農(nóng)田，地面標(biāo)高2～6m，表層為1～2m的硬殼層，下伏淤泥質(zhì)軟土，厚度可達(dá)30m左右。新區(qū)場(chǎng)地填筑，設(shè)計(jì)預(yù)壓期沉降量1.5m，工后3年的總沉降量累計(jì)達(dá)0.8m左右。公路施工受工期及完工通車(chē)等因素影響，無(wú)法采用長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)壓沉降，如果軟基處理不利，特別是橋頭過(guò)渡段的軟基處理不利，工后通車(chē)過(guò)程中橋頭沉降引起跳車(chē)現(xiàn)象，將會(huì)影響公路的使用功能、使用壽命并給通行安全造成隱患。

因此，我們必須強(qiáng)化公路橋頭過(guò)渡段軟基處理的施工技術(shù)和控制，確保所有工序的工程質(zhì)量和工作質(zhì)量，減少工后沉降，提升公路的使用壽命及性能，增強(qiáng)它的舒適性、安全性和可靠性。

一、橋頭跳車(chē)危害分析

由于橋頭過(guò)渡段軟基工后沉降量大于結(jié)構(gòu)物沉降量，過(guò)渡段路面平整度遭到破壞，致使橋頭過(guò)渡段與橋梁之間產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，造成橋頭跳車(chē)。給交通安全帶來(lái)隱患并嚴(yán)重影響公路使用壽命，其危害性如下：

（一）影響公路的使用壽命

過(guò)渡區(qū)嚴(yán)重沉降后路面結(jié)構(gòu)遭到破壞，加上雨水與重載車(chē)輛影響，路面加劇損壞，嚴(yán)重影響公路的使用壽命。

（二）影響公路行車(chē)安全

車(chē)輛高速使出橋梁時(shí)，在不均勻沉降的橋頭過(guò)渡段會(huì)產(chǎn)生跳車(chē)現(xiàn)象，跳車(chē)時(shí)的失重感會(huì)引起駕駛?cè)藛T的心理不良反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)影響其對(duì)車(chē)輛的正常操作，造成車(chē)輛失控.引起行車(chē)事故。

（三）對(duì)行使車(chē)輛造成不良影響

車(chē)輛通過(guò)過(guò)渡段向橋梁方向行駛時(shí)，由于沉降引起的錯(cuò)臺(tái)會(huì)對(duì)汽車(chē)的輪胎造成沖擊，震動(dòng)會(huì)傳及整個(gè)車(chē)輛，速度越快對(duì)車(chē)輛的沖擊越嚴(yán)重。

二、橋頭過(guò)渡段軟基病害原因分析

文獻(xiàn)[1]中定義軟土為濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土，天然含水量≧35%，天然孔隙比≧1.0，十字板剪切強(qiáng)度<35Pka或靜力觸探總貫入阻力小于75kPa。

文獻(xiàn)[2]中將軟土定義為天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭土等，其壓縮系數(shù)大于0.5MPa-1，不排水強(qiáng)度小于30kPa。

橋梁本身屬于剛性結(jié)構(gòu)，且沉降量小，臺(tái)后路基本身屬于柔性結(jié)構(gòu)，路基本身具備一定的沉降量，加之臺(tái)后過(guò)渡段基礎(chǔ)為軟土，天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低，較薄的硬殼層極易受荷載作用而破壞。

施工期間，通過(guò)攪拌樁、管樁等形成復(fù)合地基承載力，且受路基填筑材料的荷載作用，軟基部分被壓縮擠密，與路基填筑層形成新的平衡，使路基處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

但完工后開(kāi)放交通的過(guò)程期間，由于通行重載車(chē)輛的反復(fù)碾壓，加上環(huán)境影響基礎(chǔ)軟基部分失水保水問(wèn)題的存在，使路基填筑期間形成平衡遭到破壞而引起沉降。

由于橋頭過(guò)渡段路基與橋梁之間沉降量的差異，使過(guò)渡段路基遭到破壞。

三、橋頭過(guò)渡段軟基施工技術(shù)要點(diǎn)

（一）合理安排施工時(shí)間

公路工程開(kāi)工進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)并優(yōu)先安排橋頭過(guò)渡段軟土路基施工，為了保證軟土固結(jié)的施工質(zhì)量，消除過(guò)渡段軟土地基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必須盡可能提前施工時(shí)間，特別是應(yīng)力集中區(qū)的施工時(shí)間，保證預(yù)壓時(shí)間，以減少軟土路堤后工程沉降。橋臺(tái)盡量安排在過(guò)渡段路基預(yù)壓完成后進(jìn)行施工。

（二）復(fù)合地基處理

采用管樁、攪拌樁的形式對(duì)過(guò)渡段軟土路基進(jìn)行深層處理，形成復(fù)合地基，增加過(guò)渡段路基的承載能力。鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力管樁目前由于具有較強(qiáng)承載力，投資省，質(zhì)量有保證，施工速度快還具有抗水閘水壓力產(chǎn)生水平荷載，達(dá)到水平穩(wěn)定作用等特點(diǎn)，得到普遍運(yùn)用，如83省道臨海杜橋至白沙段設(shè)計(jì)就采用了預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁對(duì)橋梁過(guò)渡段軟土地基進(jìn)行處理。

（三）確保路基填筑的材料質(zhì)量、壓實(shí)度及均勻性

盡可能的采用密度大、內(nèi)摩擦角高、透水性好、相對(duì)穩(wěn)定的清宕渣作為的路基填筑及預(yù)壓材料，清宕渣一般密度為2500Kg/m3左右，具備良好的穩(wěn)定性。施工期間嚴(yán)格控制填料粒徑和壓實(shí)密度，使地基在均勻的荷載作用下被擠密固結(jié)。

（四）確保預(yù)壓時(shí)間

83省道臨海杜橋至白沙段橋梁過(guò)渡段軟基采用超載預(yù)壓，其他段落采用等載預(yù)壓，超載預(yù)壓時(shí)間6個(gè)月，等載預(yù)壓時(shí)間12個(gè)月。預(yù)壓期加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)補(bǔ)充預(yù)壓荷載并對(duì)沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，預(yù)壓時(shí)間到期后沉降量曲線與設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比是否達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，滿足設(shè)計(jì)要求后在進(jìn)行其他施工。

（五）換填輕質(zhì)材料

橋梁過(guò)渡段預(yù)壓到期，橋臺(tái)施工完成后，對(duì)過(guò)渡段填筑材料進(jìn)行換填，換填相對(duì)的輕質(zhì)材料，減小路基填筑材料對(duì)軟土基礎(chǔ)的荷載作用，83省道臨海杜橋至白沙段橋梁過(guò)渡后期換填材料為泡沫混凝土，設(shè)計(jì)泡沫混凝土頂面以下0-80cm濕容重650Kg/m3，80cm以下濕容重600Kg/m3，不足預(yù)壓期填筑材料的1/3，使地基原平衡狀態(tài)下的承載能力又有了近2/3的提高。對(duì)減小路基工后沉降起到了良好的作用。

四、結(jié)束語(yǔ)

采用復(fù)合地基處理+超（等）載預(yù)壓+換填輕質(zhì)材料等方式對(duì)橋頭過(guò)渡段軟基進(jìn)行處理取得了良好的效果，控制好路基填筑施工，換填輕質(zhì)材料挖除后可用于其他良好段落的路基填筑，僅增加相對(duì)的機(jī)械費(fèi)用，總體上較為經(jīng)濟(jì)，對(duì)后期減小工后沉降效果明顯。

總之，公路施工應(yīng)加強(qiáng)公路橋梁過(guò)渡段軟基質(zhì)量的控制，從而減少橋頭跳車(chē)的情況發(fā)生。保證公路的使用壽命，提高人們的駕駛安全性和駕駛舒適性，確保中國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)穩(wěn)定。

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