橋梁施工中橋頭下沉控制措施分析

蔡雄敏

（江西贛粵高速公路工程有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000）

0 引言

橋梁工程沉降部位的地質(zhì)條件復(fù)雜性較高，外力作用、自然侵蝕等對(duì)路基產(chǎn)生很大的影響，所以路基沉降問(wèn)題較為嚴(yán)重，威脅橋梁通行的安全性?；诖?，在橋頭過(guò)渡段的現(xiàn)場(chǎng)施工中，必須加強(qiáng)施工和質(zhì)量控制，采用科學(xué)合理的處理措施，提高過(guò)渡段的施工質(zhì)量和效果，防止發(fā)生沉降的問(wèn)題，提升工程質(zhì)量水平，大幅度提升橋梁通行的安全性，降低后續(xù)維護(hù)成本。

1 工程概況

某橋梁長(zhǎng)為140m，路基寬度設(shè)計(jì)為27m，路面寬度為23.5m，中央分隔帶設(shè)計(jì)寬度為2m。為了使橋頭部位上線形達(dá)到穩(wěn)定性要求，過(guò)渡順暢，提高路基的密實(shí)度尤為重要，預(yù)防發(fā)生橋頭下沉的問(wèn)題。在過(guò)渡段施工中，加強(qiáng)填筑施工控制，從地面線到橋臺(tái)3m 的位置開始填筑施工，并設(shè)置漸變部位。

2 橋梁工程橋頭段病害原因

2.1 橋頭軟土路基處理欠缺

在橋梁過(guò)渡段施工中，橋頭是整個(gè)工程的重要結(jié)構(gòu)，在車輛行駛中，達(dá)到緩沖效果，是提升車輛通行舒適度、穩(wěn)定性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位。目前，很多橋梁在通行時(shí)，存在跳車的問(wèn)題，原因是橋梁路基施工存在問(wèn)題。比如，軟土沒(méi)有合理處理等，造成不均勻沉降問(wèn)題的發(fā)生。

2.2 路基施工不合理

橋梁項(xiàng)目在施工前，工作人員需嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案。但是由于自然、人為等各方面要素的影響，或者沒(méi)有進(jìn)行必要的技術(shù)交底，造成人員對(duì)設(shè)計(jì)方案的理解不夠深入，解讀圖紙存在偏差。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，工程質(zhì)量控制不嚴(yán)格，出現(xiàn)路堤過(guò)高的情況，雨水排出效果比較差，存在很多安全隱患，長(zhǎng)期積水導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，造成塌陷等。

2.3 路基變形

在橋梁工程的過(guò)渡段部位施工中，極易發(fā)生路基變形的問(wèn)題。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，使用了黏性相對(duì)較差的土質(zhì)進(jìn)行回填施工。在臺(tái)背土施工中，環(huán)境、施工技術(shù)方面的因素，導(dǎo)致回填質(zhì)量無(wú)法滿足要求。下方路基硬度不足，抗壓性能比較差。在投入運(yùn)營(yíng)后，因?yàn)檐囕v長(zhǎng)期碾壓路面，超出其承載性能，極易引發(fā)沉降的問(wèn)題。還有可能是因?yàn)椴煌こ虆^(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境、地質(zhì)條件方面的差異，或者使用的材料配比不當(dāng)，出現(xiàn)了膨脹、收縮等問(wèn)題，引發(fā)裂縫、斷裂、沉降等病害，對(duì)道路橋梁的通行效果造成極為嚴(yán)重的影響。

2.4 橋頭過(guò)渡段結(jié)構(gòu)不夠合理

從大量的橋梁通行經(jīng)驗(yàn)分析，很多橋梁過(guò)渡段都會(huì)有橋頭跳車的情況。如果發(fā)生這一問(wèn)題，車輛通行的安全性、舒適度、穩(wěn)定性都會(huì)受到嚴(yán)重影響，可能引發(fā)嚴(yán)重的交通事故，危害人們的生命健康與財(cái)產(chǎn)安全。發(fā)生橋頭跳車的原因較多，最為主要的原因是在橋梁工程施工建設(shè)中，沒(méi)有加強(qiáng)橋頭路基的處理，或者處理效果不合格，尤其是在臺(tái)背壓實(shí)回填的過(guò)程中，沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。有些回填施工量不足，壓實(shí)效果較差，在受到車輛持續(xù)荷載的作用之下，導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞的問(wèn)題，進(jìn)而造成跳車的情況，威脅道路交通通行的效果和水平。

2.5 標(biāo)高控制不得當(dāng)

在橋梁項(xiàng)目建設(shè)施工中，有些施工單位一味地提高施工速度，沒(méi)有加強(qiáng)橋面與路面的質(zhì)量控制。雖然在很多情況下可以縮短項(xiàng)目建設(shè)工期，但是因?yàn)槁访婧蜆蛄簩?duì)接時(shí)，存在標(biāo)高不齊的情況，造成橋梁過(guò)渡段存在高度差，出現(xiàn)橋頭跳車的問(wèn)題。

3 橋頭段相關(guān)施工技術(shù)

3.1 搭板施工技術(shù)

3.1.1 搭板設(shè)定方式

（1）確定搭板高度。因?yàn)檐囕v荷載較大，且長(zhǎng)期受到車輛持續(xù)性碾壓，路基路面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生很大的變化，結(jié)構(gòu)性能受到影響，施工難度也會(huì)比較高。因此，應(yīng)合理地布置搭板結(jié)構(gòu)，確保結(jié)構(gòu)參數(shù)合格，符合橋梁要求。搭板高度參數(shù)和基頂面高度參數(shù)是相同的，從而使橋梁的搭板高度參數(shù)值和橋面層高度參數(shù)是一致的。

（2）明確具體的搭板頂面標(biāo)高。在搭板頂面標(biāo)高的設(shè)計(jì)中，要從實(shí)際情況出發(fā)，一般和常規(guī)路基標(biāo)高一致，還要使路基和橋梁過(guò)渡更加順暢，確保搭板和橋臺(tái)的協(xié)調(diào)性。在施工中，要使搭板和路面連接部位達(dá)到標(biāo)高要求，也可以稍微超出標(biāo)高尺寸。

（3）觀測(cè)下沉量，記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)。根據(jù)路橋工程的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，保持路線縱斷面達(dá)到完整性的要求，從而獲得準(zhǔn)確的沉降量參數(shù)。發(fā)揮計(jì)算機(jī)、軟件技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)下沉參數(shù)，為后續(xù)工作提供基礎(chǔ)。

3.1.2 連接橋臺(tái)與搭板

（1）設(shè)計(jì)錨栓結(jié)構(gòu)。在橋臺(tái)上層結(jié)構(gòu)的周邊布置錨栓形式，設(shè)計(jì)達(dá)到合理性、科學(xué)性的要求。預(yù)防因?yàn)榇畎逶O(shè)定不合格，導(dǎo)致縱向移動(dòng)的情況，使橋臺(tái)和搭板保持穩(wěn)定性。在該路橋項(xiàng)目的施工中，應(yīng)用22mm 鋼筋協(xié)助施工，確保鋼筋設(shè)定間距達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，一般來(lái)說(shuō)鋼筋間距設(shè)定在75～82cm 之間。對(duì)于豎直布置的錨栓來(lái)說(shuō)，如果影響搭板和牛腿的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取同步移動(dòng)的方式，并根據(jù)需要布置水平拉桿，達(dá)到整體性能的要求。

（2）設(shè)置支座的結(jié)構(gòu)。在該路橋項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)支座結(jié)構(gòu)時(shí)，在搭板的下部鋪設(shè)1～2cm 的油氈墊層。根據(jù)施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，再應(yīng)用150mm×150mm 尺寸的橡膠材料支座，間隔距離按照82cm 進(jìn)行布置。

（3）進(jìn)行倒角布置。該路橋項(xiàng)目在現(xiàn)場(chǎng)施工中，按照要求布置倒角，防止搭板移動(dòng)而出現(xiàn)路基損壞的問(wèn)題，將牛腿邊界和臺(tái)端邊緣設(shè)為倒角的形式。

（4）選擇合適的縫隙填充材料。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工要求，選擇最佳的填充材料形式，確保填充的質(zhì)量合格，不會(huì)有雨水進(jìn)入內(nèi)部，搭臺(tái)和橋臺(tái)連接的質(zhì)量合格。應(yīng)用玻璃纖維、麻絮等進(jìn)行填充，符合密實(shí)度要求，再應(yīng)用稀瀝青灌注施工，從而達(dá)到填充的效果。

3.1.3 搭板施工作業(yè)

在具體的橋梁工程項(xiàng)目實(shí)施前，應(yīng)用壓路機(jī)開始搭板結(jié)構(gòu)部分的施工作業(yè)，合理有效地處理混凝土頂層與基層的關(guān)系，預(yù)留12cm 的空間，為后續(xù)施工提供基礎(chǔ)。將已經(jīng)鋪設(shè)完成的碎石基層清理干凈，并應(yīng)用瀝青混凝土鋪設(shè)施工，達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，符合壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 路基處治技術(shù)

在該橋梁項(xiàng)目施工中，應(yīng)選擇合理的路基處理方式，采取科學(xué)方法，消除橋頭跳車的問(wèn)題，避免出現(xiàn)橋背硬度不足的情況。分析了解橋梁的通行狀況，考慮到路基處理情況，提高路基性能，滿足承載性能的要求，防止出現(xiàn)路基下沉的問(wèn)題。路基在使用環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)側(cè)向位移的情況。因?yàn)槁坊鶄?cè)向位移，結(jié)構(gòu)承載性受到影響，導(dǎo)致支座、伸縮縫出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)損壞性問(wèn)題。為了提高橋臺(tái)、橋面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)側(cè)向位移等問(wèn)題，選擇使用質(zhì)量性能比較高的回填料開展填筑施工，可以提高路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能，使基礎(chǔ)的位移量得到控制，不會(huì)發(fā)生偏移嚴(yán)重的情況。對(duì)于容易發(fā)生變形的溝壑地帶，因?yàn)橥寥缐嚎s性較強(qiáng)、含水量較大、空隙率較高，可應(yīng)用換填施工方式，確保規(guī)定深度符合要求。在施工中，根據(jù)實(shí)際高度開展挖掘施工：如果填土高度不足4m，則開挖深度應(yīng)在0.6m左右；如果填土高度超過(guò)4m，則開挖深度應(yīng)超過(guò)1m。經(jīng)過(guò)晾曬處理后的黏土材料，含水量比較低，通過(guò)應(yīng)用黏土材料回填施工，在達(dá)到規(guī)定高度后，開始?jí)簩?shí)作業(yè)，提升結(jié)構(gòu)的壓實(shí)性能。

3.3 填筑后臺(tái)施工技術(shù)

為了有效地預(yù)防不均勻沉降的問(wèn)題，還要加強(qiáng)填筑后臺(tái)施工作業(yè)，應(yīng)用夯實(shí)機(jī)、壓路機(jī)進(jìn)行全面的壓實(shí)施工。根據(jù)施工工藝的要求，在路基頂部位置間距1m 的位置上，采取分層多次壓實(shí)施工方式，選用質(zhì)量?jī)?yōu)越、性能良好的填料施工，加強(qiáng)后臺(tái)填筑施工，確保結(jié)構(gòu)性能完全達(dá)到要求。

3.4 橋臺(tái)臺(tái)背回填施工技術(shù)

3.4.1 填筑要求

在臺(tái)背回填施工中，選擇的填料必須具備透水性能，不能有任何泥草、腐殖質(zhì)、凍土等。如果透水材料不能滿足工程的要求，也可以使用石灰土或者水泥穩(wěn)定土開展回填施工。在回填施工中，單層厚度控制在0.1～0.2m 左右。臺(tái)背兩側(cè)應(yīng)進(jìn)行分層夯實(shí)施工，壓實(shí)度超過(guò)96%。臺(tái)背沿著線路方向設(shè)備，從臺(tái)深開始頂起，頂面應(yīng)超過(guò)橋臺(tái)高度2m 以上。與下部的錐坡應(yīng)保持同時(shí)填筑施工，且一次性完成同樣寬度的施工。在臺(tái)背回填的施工中，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行輕型橋臺(tái)填筑施工，需要在梁體填筑工作結(jié)束后，保持兩側(cè)平衡進(jìn)行；在橋臺(tái)臺(tái)背填土采用埋置式進(jìn)行，保持對(duì)稱、平衡的方式進(jìn)行。臺(tái)背和路堤之間在回填施工中，需要達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)要求：

一是二級(jí)及以上公路根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行過(guò)渡段的施工，并且壓實(shí)度性能超過(guò)96%，還要在橫向、縱向設(shè)置排水系統(tǒng)。

二是在臺(tái)背回填施工中，路床、路堤要保持同時(shí)施工。

三是橋臺(tái)背與錐坡同時(shí)回填施工，一次性填充完畢，且壓實(shí)度合格，達(dá)到規(guī)定寬度的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4.2 填筑方法

填筑施工應(yīng)用水平填筑的方法，人工攤鋪的方式，單層厚度在22cm 以內(nèi)。如果選擇應(yīng)用夯擊性能比較差的小型機(jī)具，一級(jí)公路松鋪厚度應(yīng)在15cm 以內(nèi)。因此，在施工中，盡量選擇應(yīng)用大型壓實(shí)機(jī)械，確保橋臺(tái)邊緣或者狹窄的部位達(dá)到壓實(shí)度要求，而小型壓實(shí)機(jī)械只能分層壓實(shí)施工。為了使填土和橋臺(tái)銜接部位壓實(shí)效果合格，在項(xiàng)目施工中選取應(yīng)用夯壓機(jī)橫向碾壓的操作方法。

3.5 排水施工技術(shù)

路橋施工必須加強(qiáng)排水工程施工，應(yīng)綜合分析地表水、降雨量、地下水分布狀態(tài)等，明確具體的溝槽設(shè)置位置，落實(shí)排水通道布置工作。如果在項(xiàng)目施工中，橋梁施工存在滲水、積水無(wú)法排出等情況，應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)控制，設(shè)置暗溝、排水溝等，提高排水效果。

3.6 維修及養(yǎng)護(hù)技術(shù)

對(duì)沉降段路基路面部分，應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)與養(yǎng)護(hù)管理，防止對(duì)土壤結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的傷害。根據(jù)工程的需要，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置草型護(hù)坡或者墻型護(hù)坡的形式，嚴(yán)格落實(shí)路基坡面的養(yǎng)護(hù)處理，不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)沙給路基坡面帶來(lái)巨大的干擾影響，防止出現(xiàn)表層剝落或者裂縫的問(wèn)題。

4 道路與橋梁過(guò)渡段設(shè)計(jì)與施工的方法

4.1 合理設(shè)置搭板

在橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工中，搭板是重要結(jié)構(gòu)，施工操作方便，建設(shè)成本比較低。在方案設(shè)計(jì)中，確保搭板設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)施工要求，預(yù)防發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題，達(dá)到過(guò)渡段使用的效果。在搭板施工階段，路橋過(guò)渡段容易產(chǎn)生不均勻沉降，表示設(shè)計(jì)缺乏合理性。為了預(yù)防這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)方案確定時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)搭板長(zhǎng)度的計(jì)算分析，可以應(yīng)用簡(jiǎn)支梁的方式，達(dá)到搭板長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)要求。還需要在搭板末端設(shè)計(jì)中，埋設(shè)厚板，從而提高過(guò)渡段的穩(wěn)定性，符合工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 降低橋臺(tái)和路堤間的沉降差

針對(duì)橋頭跳車的問(wèn)題，設(shè)計(jì)與施工人員必須加強(qiáng)控制。橋梁路基設(shè)計(jì)、施工方面的要求較高，在正式通行時(shí)，不會(huì)發(fā)生沉降的問(wèn)題。但是在路基結(jié)構(gòu)的施工中，極易出現(xiàn)施工后沉降的情況。為了解決這一問(wèn)題，首先，施工人員應(yīng)遵循設(shè)計(jì)方案進(jìn)行路基加固施工，防止沉降問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)散。比如，在后臺(tái)填土施工后，應(yīng)用輕質(zhì)透水性材料，在橋頭路基部位打入管樁結(jié)構(gòu)，達(dá)到加固的效果，防止出現(xiàn)路基沉降的問(wèn)題。其次，在項(xiàng)目施工建設(shè)中，對(duì)填筑物進(jìn)行壓實(shí)施工，但是也容易出現(xiàn)變形問(wèn)題。所以技術(shù)人員需要選擇合適填筑物，符合現(xiàn)場(chǎng)工程的標(biāo)準(zhǔn)要求，并采用科學(xué)合理的處理措施。

4.3 完善道路橋梁過(guò)渡段的設(shè)計(jì)

在路橋連接部分的施工中，加強(qiáng)變形控制是最為重要的工作。在項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，確?？傮w結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格。在方案設(shè)計(jì)中，不同過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)要求不同，變形量也會(huì)有很大的差異。通常來(lái)說(shuō)，橋梁結(jié)構(gòu)施工的材料是混凝土，強(qiáng)度要明顯高于道路結(jié)構(gòu)，所以在沉降發(fā)生后，會(huì)出現(xiàn)一定的偏差。因此，在施工中，應(yīng)盡量減小路橋結(jié)構(gòu)的沉降差，減小結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能的差異性。還要加強(qiáng)橋頭的引導(dǎo)性設(shè)計(jì)，強(qiáng)化搭板的結(jié)構(gòu)，提高路基結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平。

4.4 提升道路橋梁過(guò)渡段的施工質(zhì)量

對(duì)于橋梁工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，路橋過(guò)渡段是非常特殊的結(jié)構(gòu)部分，施工要求比較高，必須提起足夠的重視，消除操作不當(dāng)?shù)膯?wèn)題。在具體的施工中，壓實(shí)是關(guān)鍵的施工工序。如果壓實(shí)度不合格，就極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)塌陷的問(wèn)題，所以應(yīng)貼近根基進(jìn)行壓實(shí)施工，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能。因此，在過(guò)渡段施工中，應(yīng)采取如下措施提升過(guò)渡段的質(zhì)量：首先，嚴(yán)格落實(shí)回填土厚度的控制。在地基回填施工中，整體厚度加強(qiáng)控制，達(dá)到設(shè)計(jì)方案的要求，一般為20cm 左右。其次，需要選擇壓實(shí)度較高的材料?；靥钍┕げ牧蠈?duì)工程的性能影響比較直接，使用透水性好、質(zhì)量性能優(yōu)越的回填材料，預(yù)防發(fā)生表面積水的問(wèn)題，不會(huì)給橋梁的正常通行造成負(fù)面影響。

5 結(jié)語(yǔ)

過(guò)渡段是橋梁的重要組成部分，也是容易發(fā)生病害問(wèn)題的部位，如路基沉陷、壓縮沉降等。因此，施工單位應(yīng)選擇合適的沉降路基路面施工技術(shù)，加強(qiáng)地基處理和控制，提高填筑施工效果，還要落實(shí)排水措施的施工。此外，加強(qiáng)維修和養(yǎng)護(hù)也極為重要，消除病害的問(wèn)題，對(duì)提升橋梁施工質(zhì)量水平有著重要的意義。