淺議結(jié)構(gòu)物臺(tái)背不均勻沉降問題及其解決策略

陶沙

摘 要：由于公路構(gòu)造物臺(tái)背不均勻沉降形成的錯(cuò)臺(tái)嚴(yán)重影響了行車安全與舒適?？v觀形成的錯(cuò)臺(tái)成因復(fù)雜，本文對(duì)此原因作一淺析，并提出針對(duì)性措施，旨在將工程病害降低到最低程度。

關(guān)鍵詞：臺(tái)背；不均勻沉降；原因；策略

隨著公路等級(jí)的提高，橋梁涵洞等公路構(gòu)造物所占比重越來越大。雖然設(shè)計(jì)與施工中，橋頭設(shè)計(jì)與施工中，橋頭設(shè)置了搭板，但仍不能從根本上解決問題。輕則使車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳動(dòng)和顛簸不適，重則使通過的車輛大幅度減速，甚至造成行車事故，從而影響了公路的正常運(yùn)營(yíng)，因此，研究如何防治橋頭不均勻沉降就顯得十分必要。

一、構(gòu)造物與兩端路堤行車產(chǎn)生明顯的顛簸跳動(dòng)成因

在橋涵、通道等構(gòu)造物與兩端路堤聯(lián)接的路橋過渡段，路基、橋涵常因不均勻沉降而出現(xiàn)臺(tái)階，當(dāng)此臺(tái)階達(dá)到一定數(shù)值，會(huì)使行車產(chǎn)生明顯的顛簸和不適。由于車輛荷載的作用，一般的臺(tái)階呈現(xiàn)中間低兩邊略高的形態(tài)。公路等級(jí)越高，所設(shè)置的結(jié)構(gòu)物也越多，因此形成許多高低不一的橋頭臺(tái)階。出現(xiàn)橋臺(tái)與引道錯(cuò)臺(tái)、橋臺(tái)路基下沉、路面裂縫、不平、甚至積水等病害。使車輛的行駛速度受到不同程度的影響，出現(xiàn)車輛顛簸、振動(dòng)、跳車、產(chǎn)生噪音等現(xiàn)象。

二、結(jié)構(gòu)物臺(tái)后填土不均勻沉降原因分析

1.地基的差異，易產(chǎn)生臺(tái)階

橋臺(tái)和臺(tái)后填土是兩個(gè)不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu)體，雖然橋臺(tái)作用在地基上的壓力大于臺(tái)后填方，但由于橋臺(tái)地基一般都進(jìn)行了加固處理，所以它一般不發(fā)生豎向沉降變形。而臺(tái)后填方一般不進(jìn)行加固處理，其豎向沉降變形都遠(yuǎn)大于橋臺(tái)下的沉降變形，地基的這種差異變形，反映到上部路面，就出現(xiàn)了臺(tái)階。

2.易產(chǎn)生侵蝕和軟化，降低強(qiáng)度

橋臺(tái)一般由漿砌片石和鋼筋混凝土砌筑，在橋臺(tái)和臺(tái)后填方之間或者錐坡部位，降水易沿路面或錐坡體下滲，下滲水對(duì)橋臺(tái)一般不發(fā)生破壞作用，但是對(duì)土類填料易產(chǎn)生侵蝕和軟化，特別是對(duì)于填方土體壓實(shí)度不夠，更易產(chǎn)生侵蝕和軟化，降低強(qiáng)度，從而導(dǎo)致填方體變形。

3.填方土體不易達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度

靠近橋臺(tái)填方處的壓實(shí)度很難達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)和施工中主要采用強(qiáng)夯、人工夯實(shí)、填筑砂料等方法和措施。對(duì)于輕型橋臺(tái)，重型壓路機(jī)靠近橋臺(tái)進(jìn)行壓實(shí)，振動(dòng)壓路機(jī)可能破壞橋臺(tái)的結(jié)構(gòu)。而對(duì)于“U”型橋臺(tái)，重型壓路機(jī)難以靠近，從而使靠近橋臺(tái)部位的填方土體不易達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度，造成橋臺(tái)填方差異沉降變形。

4.施工措施不當(dāng)，壓實(shí)度達(dá)不到要求

當(dāng)前一些施工單位盲目追求高速度，沒有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè)。臺(tái)后填土速度過快，對(duì)地基造成擾動(dòng)和破壞，沒有充分時(shí)間固結(jié)，對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大；施工時(shí)沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)“三分法”施工；用料沒有把好質(zhì)量關(guān)；這些都使得壓實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5.設(shè)計(jì)考慮不周，對(duì)填料及排水等要求不嚴(yán)

設(shè)計(jì)人員有時(shí)對(duì)施工過程如何便于碾壓考慮不周，對(duì)于填料的要求不嚴(yán)格，臺(tái)背排水考慮欠佳等也是導(dǎo)致橋頭產(chǎn)生跳車的重要因素之一。

三、解決不均勻沉降常用方法

1.地基加固處理

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，采取可能措施提供支承以上填料自重和附加荷載（活載）的穩(wěn)定地基。目前較常用的地基加固方法有強(qiáng)夯換填、粉噴樁等。

2.臺(tái)背填料選擇及填筑方法

在臺(tái)背填料選擇上，采用粗顆粒材料填筑橋涵兩端路堤，或者設(shè)置一定厚度的穩(wěn)定土結(jié)構(gòu)層。在高填方的拱涵及側(cè)墻的相接部位，應(yīng)盡量使用內(nèi)磨擦角大垢填料進(jìn)行填筑。在臺(tái)背填料的填筑方法上，對(duì)于涵洞、箱通，其上填土包括路面厚度小于2m者可填至涵頂。蘇北地區(qū)一般河道較寬，有相當(dāng)一部分橋梁為壓縮河床的橋梁，位于河灘內(nèi)的引道路堤，若橋位附近有河卵石土，其回填范圍應(yīng)延長(zhǎng)至河灘內(nèi)路堤全長(zhǎng)。填挖交界處距回填處理的末端較近時(shí)，亦應(yīng)考慮全部處理，并保證結(jié)合緊密。

3.設(shè)計(jì)橋頭搭板防治橋頭跳車

一是合理確定搭板長(zhǎng)度和搭板強(qiáng)度。要求搭板隨路堤沉降后傾角在1/200至1/300范圍內(nèi)變化，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，并用彈性地基或簡(jiǎn)支梁計(jì)算搭板長(zhǎng)度。搭板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)搭板與臺(tái)背填土可能脫空的最不利狀態(tài)處理，同時(shí)考慮搭板節(jié)段的劃分以及枕梁位置對(duì)搭板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)影響。二是合理確定搭板埋置深度。埋置深度主要根據(jù)路面結(jié)構(gòu)來選擇，剛性路面可選用高置式，柔性路機(jī)面宜采用中置式或低置式。由于中置式施工便利，故采用較普遍。三是合理確定搭板與橋臺(tái)的連接方式。搭板的近臺(tái)端置于橋臺(tái)上，常采用小跨徑簡(jiǎn)支板的方式。搭板的遠(yuǎn)臺(tái)端擱置在土基上，路基沉降后搭板會(huì)產(chǎn)生縱向滑移，必須設(shè)置錨栓。

4.土工格柵處理臺(tái)后跳車的設(shè)計(jì)

當(dāng)土工格柵與土一起承受車輛荷載和土體自身荷載的同時(shí)，土工格柵能使土體的抗剪強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，約束土體的側(cè)向變形，控制路基填土的側(cè)向位移，增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性，從而增大了路基的變形模量；由于土工格柵與路基填土的摩擦作用，使上部荷載可以在路基中重新分配，降低了橋臺(tái)臺(tái)背局部范圍土中的垂直應(yīng)力，使路基土體承載力得到提高，從而減少沉降；由于水平攤鋪的土工格柵具有彈性，在車輛荷載的反復(fù)作用下，會(huì)減少或不會(huì)產(chǎn)生變形的累積。

5.臺(tái)后排水

臺(tái)背滲水會(huì)降低回填土的穩(wěn)定性。如果排水不當(dāng)，也會(huì)在某些地方產(chǎn)生水的通道，其結(jié)果是回填材料順此通道流失，導(dǎo)致路面沉落。如果用滲透性好的砂作回填材料，則不必采取特別的措施。通常在緊靠橋臺(tái)后面設(shè)置水平的和豎直的兩個(gè)方向的排水管，把水引離橋臺(tái)。水平向排水管和橋臺(tái)平行，設(shè)在剛好比橋臺(tái)基腳高一些的標(biāo)高處，或設(shè)在和橋臺(tái)前方地面相平的標(biāo)高處。這些排水管必須伸到路堤的低處之外。

四、結(jié)束語

總之，筆者認(rèn)為，要防治結(jié)構(gòu)物臺(tái)背不均勻沉降引起跳車問題，必須堅(jiān)持預(yù)防為主的方針，在“防”字上狠下功夫，針對(duì)橋頭引道所存在的薄弱環(huán)節(jié)，采取多種措施，綜合治理。

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（作者單位：江蘇省射陽縣公路管理站）