關(guān)于路橋過渡段軟基路基的探索

【摘 要】全面建設(shè)路橋事業(yè)是我們?nèi)骈_展經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，它擔(dān)負(fù)著長遠(yuǎn)且重要的責(zé)任。現(xiàn)在路橋過渡段問題成了路橋使用中的一個(gè)瓶頸問題。本文針對導(dǎo)致公路橋梁過渡段軟基路基不均勻沉降的影響因素進(jìn)行了分析，探討了過渡段軟基路基的施工技術(shù)要點(diǎn)，從施工、設(shè)計(jì)、地基加固措施等方面入手作了具體闡述，指出應(yīng)充分了解工程地質(zhì)條件，合理設(shè)計(jì)，強(qiáng)化施工，確保工程質(zhì)量，以減少路基過渡段不均勻沉降。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；過渡段；軟基路基

1 公路橋梁過渡段軟基路基沉降不均勻因素的淺析

1.1 橋頭引道軟土路基處理不合格。通過公路運(yùn)營調(diào)查結(jié)果分析得出，公路軟基路段由于地基不均勻沉降而導(dǎo)致的橋頭跳車現(xiàn)象，主要是由于在設(shè)計(jì)施工圖時(shí)，沒有更多的進(jìn)行地質(zhì)鉆探布孔，也沒有更深層的鉆探，更沒有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)軟基的存在，或者沒有能夠精確的探明軟基的深度和范圍，以及軟土的物理力學(xué)性質(zhì)等，從而遺漏橋頭路基軟土地基的治理，致使采取不恰當(dāng)?shù)闹卫矸椒āＡ硗猓浕鶎?shí)際情況與所選用的軟基處治方法、計(jì)算參數(shù)存在一定的差異，從而導(dǎo)致了軟基處治設(shè)計(jì)未能滿足技術(shù)規(guī)范要求，達(dá)不到預(yù)期效果。此外，由于雨水的侵蝕，路基強(qiáng)度降低，填土流失，這也是導(dǎo)致公路橋梁過渡段軟基路基不均勻沉降的主要因素。

1.2 橋臺臺背路基壓實(shí)度不合格。在公路建設(shè)中，基本上所有橋梁、明涵和通道等都需要進(jìn)行臺背填土壓實(shí)處治。然而，由于施工過程中的用料、機(jī)械、順序、經(jīng)驗(yàn)和施工作業(yè)面等工程管理因素的影響，而導(dǎo)致橋臺臺背填土壓實(shí)度普遍不能達(dá)到最初的技術(shù)設(shè)計(jì)要求，這也成為導(dǎo)致公路橋梁過渡段軟基路面發(fā)生不均勻沉降的基本因素之一。與此同時(shí)，公路在長期的運(yùn)營過程中，由于自然因素以及路基路面由車輛荷載的長期作用下，會形成土基塑性變形的積累，從而引發(fā)路橋之間的不均勻沉降，進(jìn)而使公路路面的平整度受到影響。

1.3 橋頭引道過渡段結(jié)構(gòu)的布局不周密。橋頭引道路基工程作業(yè)中，粗粒料填筑法、加筋土法，以及鋼筋混凝土過渡板等方法，都是幾種常用的過渡段工程的處置措施。提高公路路基的整體強(qiáng)度，是這些處治措施的主要目的，通過整體強(qiáng)度的提高，路橋間的剛度變化降低，沉降不均勻的現(xiàn)象有所緩減，從而使路橋間的連接更加結(jié)實(shí)平穩(wěn)，減少并杜絕橋頭跳車現(xiàn)象。根據(jù)公路工程施工建設(shè)，搭板結(jié)構(gòu)是橋頭引道過渡段常用的方案。但是這種方案的弊端是斷板現(xiàn)象較為普遍，橋頭跳車現(xiàn)象依然存在，這就需要進(jìn)一步完善搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2 公路橋梁過渡段的構(gòu)架方案

2.1 保持路橋過渡段的完好

分析路橋過渡段的路基施工工藝流程可以得知，控制路橋過渡段的變形，必須解決以下兩個(gè)問題：（1）過渡段內(nèi)路基的施工后沉降量要嚴(yán)格控制；（2）采用連續(xù)的斜坡式沉降代替路橋交界處的錯(cuò)落式沉降。

2.2 緩和過渡段的合理設(shè)計(jì)

由于橋梁本身的結(jié)構(gòu)形式不同，從剛性的混凝土結(jié)構(gòu)橋臺，過渡到柔性的填土路基，它們之間的剛度存在較大差異。因此，在處治軟土路基時(shí)，要根據(jù)各段剛度不同的特點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的剛度過渡段。原則上在柔性路堤跟剛性橋臺之間的剛度漸變段一般應(yīng)該有50 m的長度。當(dāng)然，如果在設(shè)置50 m的漸變段存在困難，不易實(shí)現(xiàn)，也可以將其漸變段的距離縮減，但最短不得少于30 m。另一方面，在橋頭引道沒有軟土地基的情況下，若5 cm的路橋過渡段的不均勻沉降差異是沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，以0．4％來控制沉降坡差，則強(qiáng)度漸變段的長度不得低于13 m。

2.3 路橋過渡段的路基條件與地基條件

在橋頭引道路基填筑壓實(shí)的作業(yè)過程中，采用的土工合成材料加筋路堤的做法，并不能起到有效阻止地基下沉，也不能提高路基地基的承載力。而只有在地基有足夠大的承載力的情況下，在行駛車輛荷載與路堤填土的自重荷載的共同作用下，不會造成結(jié)構(gòu)破壞，而引起較大沉降的情況下，土工合成材料加筋路堤的效果才會顯得明顯。因此，公路路橋過渡段的地基條件要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求：必須達(dá)到路基的工后沉降值保持在10 cm以下，沉降差小于5 cm，沉降坡差在0．4％的控制標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

2.4 公路橋梁過渡段的結(jié)構(gòu)形式

2.4.1 橋臺臺背路堤填鋪土工格柵。在設(shè)計(jì)路橋過渡段路基施工時(shí)，要采取土工格柵工藝。當(dāng)土體與土工格柵相結(jié)合，共同承受土體自身荷載以及行駛車輛荷載的同時(shí)，土工格柵能使土體充分發(fā)揮抗剪強(qiáng)度，并且能夠使土體的側(cè)向變形被約束，同時(shí)，路基填土的側(cè)向位移現(xiàn)象也能被有效控制，因此，路基的整體穩(wěn)定性大幅提升，從而使路基的變形模量增大。在路基填土和土工水柵的摩擦作用下，上部荷載在路基中被重新分配，使橋臺臺背局部范圍土中的垂直應(yīng)力得到降低，從而提高了路基土體的承載力，也使路基的沉降量降低。因?yàn)樗教钿伒耐凉つ緰攀怯幸欢◤椥缘模词褂兄卮笮秃奢d的車輛反復(fù)施壓，路基也幾乎不會產(chǎn)生變形。由于路橋在過渡段施工途中，鋪設(shè)的土工格柵起到了明顯的效果。所以在路橋過渡段高填方路堤的施工中，采用的是橋臺臺背回填加鋪土工格柵的作業(yè)模式。為了達(dá)到土工格柵的長度和間距的規(guī)范及要求，需要通過一系列的科學(xué)計(jì)算，這樣才能確保施工作業(yè)高質(zhì)量的完成。

2.4.2 搭板長度和強(qiáng)度的合理確定。由于搭板設(shè)計(jì)的模式較多，所以到目前為止仍然沒有一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此要確定搭板的長度一般遵循以下幾個(gè)原則：（1）在路面設(shè)計(jì)的使用年限內(nèi)，在公路路基下沉的作用下，路面發(fā)生縱坡變形，這就要求搭板隨路堤沉降后傾角的變化范圍要嚴(yán)格控制在1／200—1／300之間；（2）搭板的長度要比橋臺臺背不能夠進(jìn)行壓實(shí)的土體的長度要長，一定要覆蓋這一長度，或者跨越按設(shè)計(jì)中的預(yù)留在臺背的土方缺口的長度；（3）通過分析搭板的受力狀態(tài)，采取簡支梁或者彈性地基的計(jì)算方法計(jì)算搭板的長度。根據(jù)規(guī)范要求計(jì)算，搭板的長度應(yīng)在20 m～30 m范圍內(nèi)。可以結(jié)合工程的具體設(shè)計(jì)及施工情況，參考此計(jì)算方法，合理計(jì)算出搭板的長度。此外，對于搭板強(qiáng)度的分析，要根據(jù)臺背與搭板間填土可能會發(fā)生脫空的最壞狀態(tài)，枕梁位置設(shè)計(jì)對搭板強(qiáng)度設(shè)計(jì)的影響，以及搭板節(jié)段的劃分等因素，來設(shè)計(jì)搭板強(qiáng)度。

3 軟基路基路面的施工研究

3.1 怎樣對橋臺軟基進(jìn)行處治施工

從以往公路工程探討可知，效果最為明顯的就是水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土，工程造價(jià)很高，而施工時(shí)間較短；超載預(yù)壓可采取地基鞏固軟土效果很好，施工工期長，施工方面，剩下沉降率高；較粉噴樁法長，塑料排水板法加固工期較短。除此之外，還有爆破法和強(qiáng)夯法等軟土地基處治方法。很多種方法的適應(yīng)性和機(jī)理各有特點(diǎn)，施工過程中要勘察當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，才能加以采用。為確保軟基排水固結(jié)的施工效果，緩解軟基路面不勻稱沉降狀況，盡量提前軟土基路段施工工期，更重要的是橋臺地段的施工工期，預(yù)壓時(shí)間上越長越好，避免軟基路堤工后沉降；根據(jù)土層性質(zhì)、路堤填筑高度和地質(zhì)條件，通常路堤是采用塑料排水板或袋裝砂井處理，在鄰近橋頭路段旁邊進(jìn)行間距上加密；橋臺上裝置攪拌樁過渡時(shí)間段，而且在塑料排水板與袋裝砂井或攪拌樁過渡階段加密區(qū)交接處設(shè)置土工織物砂墊層，相互調(diào)整變形。

3.2 路橋過渡階段施工結(jié)構(gòu)

橋臺結(jié)構(gòu)完工的時(shí)候，盡量調(diào)整一般填土路堤與過渡階段路堤的施工，及采用具備同樣壓實(shí)能量的壓實(shí)機(jī)械將兩個(gè)路堤階段的路面高度進(jìn)行填壓，如果采用大型機(jī)械不方便時(shí)，可以采用小型振動壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行全部壓實(shí)。除此之外，對路基沉降大的工點(diǎn)，比如橋頭高路堤和軟土路堤，除了需要采用必要的地基整治措施外，首先要對施工進(jìn)行安排，直到靜置預(yù)壓符合要求為止。從路橋工程施工來看，在其引道處，柔性路堤和剛性橋臺之間強(qiáng)度改變逐漸發(fā)生不勻稱沉降，會發(fā)生橋頭跳車狀態(tài)，是公路工程建筑中一個(gè)突出和重要的問題。如果充分了解工程地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)恰當(dāng)結(jié)構(gòu)，做好路橋過渡段地基整治，強(qiáng)化過渡段結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)的控制，制定一套科學(xué)的管理工序，確保每道工序的工作質(zhì)量和工程質(zhì)量，就可以大大減少路橋過渡段不勻稱沉降，從而提升安全性與可靠性，達(dá)到交通營運(yùn)舒適性。

4 結(jié)束

強(qiáng)化公路過渡段的各個(gè)施工結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)的控制，在客觀層面上，需要一套科學(xué)的管理程序，確保每一道工序的工作質(zhì)量和工程質(zhì)量，就能減少或防止路橋過渡段的不均勻沉降，從而可以使公路橋頭跳車現(xiàn)象減輕甚至避免發(fā)生，提升公路的使用壽命和使用性能。