路橋過渡段軟基路基路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工

林 騫

（廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司，福建 廈門 361004）

對(duì)于高等級(jí)道路，橋頭引道不均勻沉降量2cm以上就感覺到跳車，5cm以上就會(huì)感覺到嚴(yán)重跳車，此時(shí)橋頭跳車不僅影響行車的安全、速度、舒適及人們對(duì)高等級(jí)道路的總體評(píng)價(jià)，還影響道路路使用性能和運(yùn)輸效益的發(fā)揮，同時(shí)也影響車輛的使用壽命，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，會(huì)引起交通安全問題。因此，橋頭跳車已成為高等級(jí)道路營運(yùn)中急需解決的問題。要解決這個(gè)問題，就必須從多個(gè)方面人手，本文結(jié)合工程實(shí)例，主要分析了對(duì)于不同的影響因素如何采用相應(yīng)的方法解決。

1 工程概況

本工程位于廈門市杏林灣，橋梁全長(zhǎng)754.0m，兩端接線長(zhǎng)506.0m。道路等級(jí)為城市主干道，所經(jīng)過路段主要為海灣灘涂，在其道路影響范圍內(nèi)的路基土主要由上而下由填筑土、淤泥、淤泥混砂、粘土、淤泥、中粗砂、亞粘土、中粗砂、殘積亞粘土等構(gòu)成，該路段上部路基土層位變化較大，工程性能較差，且中粗砂、淤泥混砂在地震作用下會(huì)產(chǎn)生液化現(xiàn)象，淤泥在地震作用下有產(chǎn)生震陷可能，不能作為路基土使用，須進(jìn)行軟基處理。

1.1 橋端軟土路基處治設(shè)計(jì)方案

因該工程工期要求及地基土層情況橋端軟基設(shè)計(jì)中采用了以下兩種路基處理方案實(shí)施：

（1）對(duì)于南端引道橋臺(tái)軟土層厚小于5.0米的路段，在全部清除路基表層耕植土后，采取換填處理方式，施工時(shí)先挖除軟土層，后回填0.5米中粗砂，再回填砂性土并分層碾壓至路槽頂面，浸水填方邊坡處采用0.3米厚M7.5漿砌片石護(hù)坡，護(hù)坡高出常水位0.5米。該段處理長(zhǎng)度約275米。

（2）對(duì)于北端橋臺(tái)附近的軟土層厚大于5.0米且軟土底下一層為亞粘土的路段，在全部清除路基表層耕植土后，采用粉噴樁加固路基的處理方式。粉噴樁樁徑為0.5米，凈距1.5米，按正三角型布置，水泥摻入量為土重的15%，樁長(zhǎng)為打穿軟土層至其下持力層0.5米以上，樁頂回填0.5米中粗砂，道路兩側(cè)施工樁邊界應(yīng)超出路基邊坡線外2排以上。該段處理長(zhǎng)度約250米，該段軟基較深且基本為淤泥層。因該段基本在池塘范圍，應(yīng)先抽干池塘內(nèi)水，清除表層呈流塑狀的淤泥，再回填中粗砂與淤泥混合至表層淤泥呈干塑狀可作施工面使用。

1.2 運(yùn)營階段的橋頭軟基路段調(diào)查情況

該工程于2008年10月竣工，至今已運(yùn)營了四年多時(shí)間。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查橋頭兩端路段，南端橋臺(tái)跳車情況較為明顯，不均勻沉降達(dá)到3cm左右，北端橋臺(tái)則處理效果較好，跳車情況不明顯。分析跳車原因主要有兩方面，一方面是在施工圖的設(shè)計(jì)階段，由于地基的勘察探測(cè)和物理力學(xué)性質(zhì)研究不全面，造成橋頭路基處治遺漏或采取的處治方法不當(dāng)。另一方面是采用的軟土地基處治理論計(jì)算方法和軟土地基的實(shí)際情況有差距，使有些地方的軟土處治不能達(dá)到預(yù)期效果。

2 橋頭軟基路段優(yōu)化措施

從本工程在橋頭兩端進(jìn)行軟基處理的措施和效果來看，采用的軟基處治理論計(jì)算方法和選用的計(jì)算參數(shù)與軟基實(shí)際情況存在一定差距，導(dǎo)致有些軟基處治設(shè)計(jì)未能達(dá)到預(yù)期效果和技術(shù)要求。另外，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低，也是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。在實(shí)際工程實(shí)施運(yùn)用中，還有一些優(yōu)化措施，以確保路橋過渡段軟基處理達(dá)到預(yù)期效果：

2.1 加強(qiáng)路堤填料的選擇實(shí)施

根據(jù)不同土壤在相同壓實(shí)機(jī)具下達(dá)到同等壓實(shí)度時(shí)的壓實(shí)變數(shù)和松鋪厚度的關(guān)系，從試驗(yàn)結(jié)果比較各種土壤的技術(shù)指標(biāo)，選出最適宜的土壤作為填料。在橋臺(tái)后5-10m范圍內(nèi)應(yīng)填筑工程性質(zhì)良好的填料。填料應(yīng)強(qiáng)度高、易壓實(shí)、透水性好，如砂礫土、碎石土、中粗砂以及強(qiáng)度較高的工業(yè)廢渣等。如采用非滲水性土，應(yīng)在土中加入石灰、水泥等穩(wěn)定材料進(jìn)行處理。近年來，有采用泡沫混凝土及泡沫苯乙烯等工程塑料作為橋頭填料，可以大幅度減少地基沉降，將是有潛力的橋臺(tái)填筑材料。從經(jīng)濟(jì)角度考慮應(yīng)就地取材，選擇當(dāng)?shù)馗扇葜剌^大的砂礫土或其他透水件較好的材料。

2.2 確保道路工程的地基和路基條件

從路橋過渡段的路基路面工程實(shí)施可知，路橋過渡段的變形控制必須解決兩個(gè)問題：（1）嚴(yán)格控制過渡段內(nèi)路基的施工后沉降量；（2）將路橋交界處的錯(cuò)落式沉降變成連續(xù)的斜坡式沉降，因此，其變形控制主要是控制路基施工后沉降和路橋間差異沉降。在橋頭引道路堤填筑過程中，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承載力，也不能有效地阻止地基的沉降。只有當(dāng)?shù)鼗哂凶銐虻某休d力，在路堤填土自重荷載與車輛荷載的聯(lián)合作用下不致破壞而產(chǎn)生較大的沉降時(shí)，土工合成材料的加筋才會(huì)產(chǎn)生明顯的效果。根據(jù)交通部《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD30-2004規(guī)定，路橋連接處最大容許工后沉降為10cm。只有要求根據(jù)沉降曲線換算的工后沉降量小于容許工后沉降值，并且要求連續(xù)2-3個(gè)月觀測(cè)的沉降量每月不超過6mm，才能進(jìn)行路面施工。

2.3 橋臺(tái)臺(tái)背排水處治設(shè)計(jì)

從以往經(jīng)驗(yàn)來看，排水不暢也是造成橋臺(tái)臺(tái)背路基下沉的主要因素，因此要著重臺(tái)背排水設(shè)計(jì)方面的處理。道路橋頭路堤的施工可知，臺(tái)背路堤填土常采用砂類、滲水性土作為填料，不考慮防水和排水設(shè)施，通常對(duì)橋臺(tái)處于長(zhǎng)期浸水路段，采用漿砌片石護(hù)坡，而其他橋臺(tái)路段，只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護(hù)坡，臺(tái)背設(shè)置防格網(wǎng)草護(hù)坡或草皮護(hù)坡，但是，從道路改建、水毀和收尾工程偵查過程發(fā)現(xiàn)，許多橋頭路堤沉降較嚴(yán)重的地方，長(zhǎng)伴隨錐坡和護(hù)坡水毀，分析其原因。雨水對(duì)路堤的沖刷和侵蝕，防格網(wǎng)草防護(hù)等路堤邊坡防護(hù)措施未能起到保護(hù)路基免受雨水侵害的作用，所以橋頭路堤邊坡防護(hù)措施及臺(tái)背防水和排水設(shè)施的不適當(dāng)，促使臺(tái)背填土流失，路基強(qiáng)度降低，在行駛車輛長(zhǎng)期作用下，過渡段填土塑性變形，誘發(fā)橋頭路堤不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。在橋路過渡段如果路面排水處理不當(dāng)，會(huì)造成水沿臺(tái)背下滲，影響路基路面穩(wěn)定性，因此，應(yīng)根據(jù)臺(tái)背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水力式，以疏干臺(tái)后下滲的水分。

一種較成功的做法是在基底作必要的處理后，填筑橫坡為3%～4%的夯實(shí)粘土土拱，在土拱上挖一條成雙向坡的地溝，地溝尺寸一般寬為40—60cm，深為30—50cm。然后在臺(tái)背后全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料（可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈）。在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管，塑管直徑一般不小于10cm，其上小孔孔徑為5mm，布成梅花形，間距控制在100m以內(nèi)。塑料泄水管的出口應(yīng)伸出路基外或橋頭錐坡外。然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料，再分層填筑臺(tái)后透水性材料，直到路基頂面。橫向盲溝的設(shè)置與上相仿，即取消泄水管，以滲透系數(shù)較大的透水性材料如大粒徑碎石填筑地溝。用土工布包裹盲溝出口處，并對(duì)其作必要的處理。地下水位豐富時(shí)可在臺(tái)后填方中設(shè)透水層。透水層的厚度以1-2m為宜，并要高于原地面不少于0.5m，使地基沉陷后，原地面和地下水位不高于透水層。透水層以上的承載層一般用普遍土或石灰土填筑，高度至路槽底約10cm左右時(shí)用整體性和水穩(wěn)性好的材料加以封閉，并在靠橋臺(tái)邊做50cmx50cra斷面的泄水盲溝（周邊做厚10cm的反濾層），以便將橋面滲水引人橋涵進(jìn)出口排泄。橋臺(tái)背面應(yīng)設(shè)置防水涂層以避免滲水對(duì)結(jié)構(gòu)物的侵蝕。

2.4 橋臺(tái)軟土地基其他處理辦法

橋臺(tái)軟基的處治辦法，除了上述本工程的兩種方法外，還有其他處治方法。如超載預(yù)壓法可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載，方便施工，但該方法工期長(zhǎng)，剩余沉降量大；塑料排水板法加固工期較超載法短，較粉噴樁法長(zhǎng)。此外，還有強(qiáng)夯法和爆破法等軟土地基處治方法。各種方法的機(jī)理及適應(yīng)性各有特點(diǎn)，施工過程中要根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)際情況加以選擇采用。為了保證軟基排水固結(jié)的施工質(zhì)量，消除軟基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必須盡可能地提前軟土地基路段的施工時(shí)間，尤其是橋臺(tái)地段的施工時(shí)間，爭(zhēng)取更長(zhǎng)的預(yù)壓時(shí)間，以減少軟基路堤工后沉降;根據(jù)軟土的地質(zhì)條件、土層性質(zhì)和路堤填筑高度，一般路堤采用袋裝砂井或塑料排水板處理，其間距在鄰近橋頭路段附近應(yīng)加密；在橋臺(tái)處設(shè)置攪拌樁過渡段，并在攪拌樁過渡段末端與袋裝砂井或塑料排水板加密區(qū)交接處設(shè)置土工織物砂墊層，以協(xié)調(diào)變形。

結(jié)語

道路橋梁過渡段軟基路基路面產(chǎn)生不均勻沉降,出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象已成為道路建設(shè)工程的一個(gè)突出問題。因此,我們必須根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件,同時(shí)根據(jù)已建成的道路的施工和運(yùn)營情況，從地質(zhì)研究開始加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)與施工兩方面入手研究和分析,加強(qiáng)過渡段軟基路基路面各個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,以減少和避免道路橋梁過渡段軟基路基路面的不均勻沉降,從而減輕或避免橋頭跳車現(xiàn)象,提高道路營運(yùn)的使用性能和使用壽命,為人們的行車交通的安全性與舒適性提供保障。

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