路橋過渡段路基路面設計及其沉降處理分析

許世芹（華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000）

我國是世界上最大的基建國家，在建筑工程施工方面有著得天獨厚的優(yōu)勢，隨著社會的不斷發(fā)展，人們對于建筑質(zhì)量的要求也在不斷增加，傳統(tǒng)的施工工藝已然無法滿足當前社會發(fā)展需要，尤其在出行工具越發(fā)多樣化的今天，傳統(tǒng)的路基路面質(zhì)量很有可能會因自身承重力不足而受到影響，這不僅會對國民的出行安全產(chǎn)生安全威脅，同時還會對整個橋路工程施工單位的口碑造成不利的影響。為了避免這一情況發(fā)生，相關(guān)企業(yè)在進行路橋過渡段施工過程中需要根據(jù)實際情況選擇相應的施工工藝。采用先進的施工工藝，提升橋梁工程的防水性能以及穩(wěn)定性，從根本上實現(xiàn)提高施工安全質(zhì)量的目的。

1 路橋過渡段路基路面沉降原因分析

1.1 橋臺背堤壓實不足

從相應的大型公路平臺橋整體對應的施工技術(shù)規(guī)范中可以看出，施工人員在準備整體施工時，必須對橋臺平背等部位進行整體壓實加固處理。但在具體的實際橋梁施工中，由于施工過程中受許多客觀因素的直接影響，使得大型橋梁平臺臺背的壓實遠不能完全達到要求。因為鋼梁橋涵一般處于溝壑起伏的地形地帶，地形橫向起伏較大，地下室的水位較高，而其鋪在地基上的混凝土多屬于橋梁工程防水性能差、極易積水而引起橋體沉降的軟土結(jié)構(gòu)。另外，由于橋頭地段路基一般有基礎(chǔ)填筑高度，需要在基礎(chǔ)上加載混凝土承受各種附加條件應力，基礎(chǔ)沉降及土體變形較其他路段更為嚴重，橋梁軟基尤其如此[1]。

1.2 路面下沉

施工過程中，碎石、礫石、砂土以及屬于亞砂質(zhì)的地層等容易壓實；而粉質(zhì)的砂土和帶毛細顆粒的砂土，雖然也較易壓實，但在土壤飽水高壓下，容易轉(zhuǎn)變?yōu)闊o流動性的狀態(tài)，從而完全喪失其承載能力；黏性土路基的壓實難度稍小，但由于其路基高度黏性，不易發(fā)生滲漏，即使不被壓實，也能有效地保證路基的防滲透性[2]。對臺基的背面，尤其是于主橋臺墻后側(cè)和側(cè)翼墻內(nèi)側(cè)所需采用的橋頭填土，由于受操作占地面積大、不易正常施工使用的各種壓實施工機具等客觀因素的雙重影響，難以及時滿足國家規(guī)定的施工要求；對橋頭回填下沉陷物的病害處理問題，也缺乏足夠的管理意識，未能從根本上嚴格把控橋頭回填建筑材料的施工質(zhì)量、在適當?shù)漠數(shù)貧夂驐l件下及時進行基礎(chǔ)建設和養(yǎng)護施工。

1.3 剛性差異

公路橋梁剛度的差異也是公路橋梁過渡階段路基與路面發(fā)生沉降的一個重要原因，這主要是由于公路橋梁與路面在結(jié)構(gòu)上有很大的相似性，公路本身屬于柔性建筑，由公路基礎(chǔ)和路面共同構(gòu)成，而橋梁屬于剛性建筑，其承載能力和剛度都要高于普通公路。所以在車輛高速通過的時候，橋梁一般不會因自重的影響而發(fā)生變形[3]。因此，在路橋過渡階段，路基路面會出現(xiàn)不同程度的傾斜。

1.4 設計要素

在高速公路路橋及過渡段，造成橋梁路基及橋臺路面嚴重沉降的主要原因除以上具體論述外，還包括橋梁路基及橋臺的設計、壓實橋梁的施工與維護、過渡段橋梁搭板結(jié)構(gòu)設計等。橋梁施工中，根據(jù)實際施工情況，應盡量優(yōu)先選擇適當?shù)匿佒r間和施工地點，人工鋪筑整個過渡段的主橋臺面，若不能完全壓實，將對整個過渡段的搭板壓實和施工效果產(chǎn)生極為不利的影響。所以，在建筑橋臺基層鋪筑板的施工設計過程中，盡可能做到橋臺搭板在壓實前已全部鋪筑完畢。另外，在我們進行建筑施工的過程中，排水系統(tǒng)也是一個直接影響工程質(zhì)量的重要因素，完全不能忽視。如果某些填料在施工過程中總體含水率變得過高，或施工水平和配料的設計不完全符合要求，那么也會在很大程度上降低建筑土的承載力，使建筑土產(chǎn)生不同程度的膨脹沉降。

2 路橋過渡段路基路面的改進設計和施工技術(shù)

2.1 改變原有施工方式和觀念

在進行工程施工過程中，相關(guān)企業(yè)需要加強設計和施工階段質(zhì)量管理，要嚴格實行各級政府和有關(guān)部門質(zhì)量責任制，明確工程項目負責人、設計人員和施工隊伍的質(zhì)量責任，建立工程質(zhì)量資料和信息動態(tài)反饋機制，隨時關(guān)注、了解施工過程中的各項質(zhì)量管理控制情況，及時發(fā)現(xiàn)和糾正存在的問題。為了達到較好的加固效果，滿足路基沉降穩(wěn)定的要求，必須根據(jù)工點的實際情況選擇適當?shù)募庸谭椒╗4]。在實際工程中，許多情況下一種處理方法難以滿足設計要求，處理后的地基效果往往不能令人滿意，因此必須采用多種地基處理方法相結(jié)合。

2.2 綜合協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)

建筑單位在進行施工過程中需要采用多方合作的模式，合力建設路橋過渡段。正如我們前面所述，由于路橋過渡段的施工屬于戶外作業(yè)，因此在施工過程中遇到厚度較小的軟土表面出現(xiàn)淺而薄的固結(jié)沉降物時，就需要在較短的時間內(nèi)對這些沉降物進行全部處理，從而減少滑移損壞的危險。該工藝中，一般情況下可考慮選擇較簡單的淺層處理方法，以便施工單位使用。如果軟土地層較厚，則可根據(jù)不同用途采用排水固結(jié)或其他與土相結(jié)合的復合地基。在軟土層間夾砂或下臥層為排水砂層的情況下，應優(yōu)先采用排水固結(jié)法，必要時結(jié)合堆載預壓或真空預壓；在砂層為可液化層的情況下，可采用擠密砂樁或碎石樁等[5]。在選擇處理措施時，路堤的標準設計高度和寬度也是需要考慮的一個重要因素。采用擠出式換填法施工時，寬、低壓力路基中存在大量壓縮系數(shù)較高的泥沙殘余。相反，較窄、較高的公路和橋梁，其地基較易更換。寬闊、高聳的堤壩，由于其承載力較大，在地基內(nèi)部形成了較深的壓土層，直接導致土中深層的沉降。

2.3 提升人員專業(yè)技術(shù)水平

增加經(jīng)費投入，提高路橋過渡段設計和施工人員的專業(yè)技術(shù)水平，各有關(guān)企業(yè)應加大對技術(shù)人員的教育和培訓力度，著力提高關(guān)鍵技術(shù)的運用能力，并為路橋基礎(chǔ)設施建設和服務事業(yè)配備一批技術(shù)精湛、實際操作能力強的專業(yè)技術(shù)人員。政府設立專項資金，鼓勵相關(guān)技術(shù)人員積極推廣改善和創(chuàng)造臺后填筑、站前排水、土墻地基處理、伸縮縫澆筑或焊接等相關(guān)技術(shù)。要充分發(fā)揮設計施工技術(shù)人員的主觀能動性，或者要鼓勵他們積極參與高校或其他專業(yè)科研單位與機構(gòu)之間的交流與合作，在研究各種新技術(shù)、新材料、新工藝的同時，探索和應用現(xiàn)代電子科學技術(shù)，為路橋過渡段設計施工的進一步深化與完善奠定良好的基礎(chǔ)。不僅如此，對于企業(yè)而言還要制定相應的管理制度，對于很多人員來講如果沒有制度對其進行限制，他的工作積極性便不會得到較為有效地提升，企業(yè)可以根據(jù)自身發(fā)展現(xiàn)狀制定相應的考核制度，對于技術(shù)過關(guān)且實踐能力相對較強的員工進行相應的物質(zhì)獎勵，而對于不思進取的員工則要對其進行相應的警告，在這一過程中，施工單位往往會發(fā)生員工本身所擅長的領(lǐng)域，可以將人員進行職位的調(diào)動，從而實現(xiàn)人才資源利用的最大化。

2.4 重視材料調(diào)查

初壓載荷時樁的上下都會自動產(chǎn)生縱向垂直摩擦力和橫向彈性壓縮變形，并向上和樁身下部傳遞壓力，由上向下逐漸形成橫向摩擦力和阻力，樁身正好是使用彈性變形壓縮地最佳階段。隨著樁體荷載的不斷增大，樁體整體與樁體整體之間橫向縱向運動應力的傳遞，樁端上的混凝土逐漸受到應力的壓縮，樁混凝土的相對應力變形也逐漸增大，樁側(cè)抗應力摩擦能力自然也隨之增強。由于土對樁端的阻力逐漸增大，樁端對土的阻力首先已逐漸達到阻力極限，并由此由上向下逐漸擴大了樁端對土的摩阻分布作用范圍，在這一范圍內(nèi)，土對樁端對樁端的摩阻分布作用由上向下逐漸增大

3 結(jié)語

綜上所述，重視路橋過渡段路基路面的設計和施工質(zhì)量，是公路橋梁建設中一項十分重要的技術(shù)任務。合理的規(guī)劃設計和良好的過渡路段施工質(zhì)量是保證整個路段交通運行質(zhì)量的重要保證。但是，在實際施工中，仍存在很多問題，嚴重影響道路橋梁的正常使用和運行，如橋面堤壩壓實不足，路面沉降，剛度偏差，設計原則不正確等，這些問題都將嚴重影響道路橋梁的正常使用和運行質(zhì)量，甚至直接導致安全隱患。為此，施工者必須用技術(shù)手段緊緊抓住路橋過渡段路基路面設計的重點，并采取以下措施加以解決：控制橋面變形，合理配置橋面，加強橋面承載力，使橋面在正常使用過程中，出現(xiàn)的各種問題得到有效緩解，使橋面在正常使用過程中所帶來的安全隱患得到減少，使車輛在最大程度上方便通行。