探析道路橋梁沉降段路基路面的施工

馬紅光 楊光

摘要：本文分析了道路橋梁沉降段路基路面沉降的機理，探討了道路橋梁沉降段路基路面施工技術。

關鍵詞：道路橋梁；沉降段；路基路面；施工

中圖分類號：TU74；文獻標識碼：A

道路由路面、路堤和路基共同組成，道路橋梁過渡段的路面和路基沉降是當前最為常見的路橋建設病害之一，并且對交通安全等各個方面危害較大，因此在道路建設中要積極采取合理有效的對策進行綜合防治，以便從根本上防止道路橋梁過渡段的路基產生過度沉降，從而能在一定程度上預防交通事故的發生。

1 道路橋梁沉降段路基路面沉降的機理

高速公路作為交通運輸的基礎設施之一，為人民群眾生活水平的提高、經濟建設的發展與和諧社會的構建，發揮著不可或缺的作用。然而從已投入運營的公路來看，還是存在一些問題，比較常見的問題是：橋梁臺后搭板的斷裂及不均勻的沉降，從而造成橋頭跳車現象的產生。橋頭跳車不僅對車輛有損壞，對于橋梁本身也會造成影響，導致橋梁伸縮縫加速出現、接縫路面破損的程度不斷惡化以及損壞橋臺臺背等不良后果。所以，應該把橋頭跳車作為道路建設中迫切解決的問題。

1.1 臺背地基發生變形的基本機理

橋涵結構地基的變形多發在溝壑地段，這一地段地基具有較大的土壤孔隙比、較低的地基強度、較高的含水量以及較大的壓縮性，使得填筑的路基非常容易出現大幅度的變形。相比一般路段，橋頭段的路堤通常填筑的高度會高出 5～10 cm，對于基底來說，這部分高出的路基就會產生一定的附加應力，進而就會引發地基的沉降。如果填土容重沒有不同，伴隨著增加的填土高度，出現地基沉降變形的可能性也就會越大。

1.2 路堤發生變形的基本機理

在公路施工中，普通黏性土是常用的臺背回填材質，但由于施工現場的地形以及施工具體條件的不同，壓實臺背土方的難度也是非常大，如果土體壓實度和密實度不夠，土方的含水量也達不到最佳狀況，就會為沉降變形埋下隱患。這樣修建的公路投入使用，由于車輛垂直荷載及路堤自重這兩個層面的因素影響，路基密實性會慢慢的提升，即在一定的時期內，會出現路堤填土的現象。土體的彈塑性，加之臺背填土較高和較強的柔性，比較土體與混凝土澆筑的橋臺，兩者的剛性差異很大，在車輛荷載的重壓之下，兩種不同材質構成的橋臺就會產生不同的塑性累積變形。

1.3 橋頭搭板設置導致沉降

在路基上，橋頭搭板會出現彈性支撐，支撐的著落點在牛腿上，路基的部分土體，因為其靠近橋臺處，其承受的應力也就會比較小，從而產生不均勻的受力。在縱向層面，伴隨著汽車荷載的不斷運動，會出現兩個峰值的路基應力，一個峰值在汽車荷載作用的位置，另一個峰值在搭板支承的路基端。伴隨著汽車的不斷移動，在汽車來到搭板末端時，搭板末端處的路基承受的縱向應力就會達到最大，對應的塑性變形程度也是最大的，所以，在搭板末端，就會發生過量沉降現象。另外，由于不能精確的計算路基沉降量，在發生較大的路基沉降變形的情況下，板后路基與搭板間出現的縱向坡度差就會非常的大。

2 道路橋梁沉降段路基路面施工技術

2.1 設置搭板

2.1.1 設置搭板的方法

① 由于車輛負荷，路面的厚度和剛度會慢慢的發生變化，這會為施工作業增加了許多困難，搭板的設置可以讓其與路基面頂面之間保持平行狀態，從而使橋面層底標高與搭板頂面標高相同。

② 將搭板與面層頂面平行，搭板頂面標高可以與橋面面層底標高相同，或與正常路段基層頂面標高相同，這樣，路基和橋梁間的過渡問題可以得到有效解決，克服了方法一的不足。還可以讓搭板和橋臺連接處保持一致標高，比較搭板與路面連接端的標高，在具體工程施工中，應比原設計的標高高，這樣就會出現預留反向坡，依據道路橋梁之間的沉降差確定坡度的大小，但需保證路線縱斷面處于平順狀態，從而確定路基沉降差，使得反向坡度得到預留。

2.1.2 連接橋臺與搭板

① 錨栓: 近臺端( 搭板的) 放置在橋臺上面，在搭板和臺背間布設，通常設水平拉桿和豎直錨栓，以防搭板沿縱向滑移，從而導致的橋頭處出現凹陷。一般使用的材質為22 號鋼筋，鋼筋之間保持 75～80 cm 間距。錨栓豎直的情況下，有時候會破壞搭板或者牛腿; 如果能夠保持限制位移與水平拉桿方向上的一致性，就會取得較好的效果。

② 支座: 鋪設 1～2 cm 厚的油氈墊層在搭板近臺端下方。支座若選取板式橡膠，間距要控制在 80 cm左右，規格多為 150mm ×150mm × (21 ～38) mm。

③ 倒角: 為了不出現因為搭板轉動而損傷道路及路面結構的現象，可以將牛腿上邊緣和近臺端上緣制作成倒角。

④ 填縫材料: 填縫位于搭板與橋臺連接處，在接縫間填入填縫材料，可以避免雨水的滲入。常見的填縫材料有瀝青麻絮、油浸甘蔗板和玻璃纖維類的物質等。先將填縫材料填充進去，而后將較稀的瀝青灌入。

2.1.3 搭板及其頂層的具體施工技術

在設置混凝土搭板過程中，施工標準不但要符合行業的要求，也要符合國際標準。這樣混凝土的平整度和表面坡度才能夠得到有效的保障。在通過壓路機的時候，較薄( 即搭板離基層頂面的距離小) 的基層就比較容易被壓路機壓碎，或者比較容易形成薄層。因此需要基層頂面與搭板混凝土頂面之間保持不到 10 cm 的距離，在底面層鋪瀝青混凝土時，要鑿去已經鋪好的水泥碎石基層，這樣可以有效保證臺背回填的強度。

2.2 不設置搭板時引道的施工

如果不設置搭板，則應對臺后填筑作周密的設計和認真施工，對填料和壓實應有更高的要求，或采用專門的結構措施，如鋪土工格網、填筑聚乙烯塊等。

2.3 處理地基

為了有效的控制橋頭跳車，需處理好橋背軟弱的地基問題。對軟基目前有換土、粉噴樁、超載預壓、減少附加應力、排水固結、深層攬拌和高壓噴射注漿、振動碎石樁等處理方法。在具體的施工中，應該按照實際情況的不同，予以不同的選擇，這樣才能夠提高原有的承載力，改善地基原有性能，將路堤與橋臺之間的沉降差縮小，盡可能減少沉降變形，并且能夠在最大程度上避免錯臺現象。在厚度較大的軟土層地基修筑高路堤時，由于填充材料的填入，軟土地基則會出現側向擠動的現象，進而對基樁的壓力就會變大，造成橋臺轉動或者在水平面上出現位移。這些現象對支座和伸縮縫都會產生很大的損壞，嚴重時可能會損壞橋臺和橋面。為了避免出現非正常位移現象，回填的材料一定要減輕，地基剛性則一定要增強，還可以借助于基樁對地基側向流動來予以抵制。在溝壑地段，土壤的孔隙會比較大，含水量較高，這樣就可以與黏性土層之間換土，因為黏性土層強度較大，富含有機物。換土深度依軟層厚度而定，如果是一般性的黏土，可以挖開后進行翻曬。比如在填土高度低于4 m 的情況下，0.6 m 就是適宜的開挖深度; 如果填土高度非常大，可以開挖 1 m 以上的深度。開挖翻曬黏土達到一定程度，可以回填并密實，留0. 6 m 于回填土上層，使用石灰土進行密實回填。如果是雨季，黏土就不可能被曬干，可以全部使用石灰土進行回填，位于路基下的那層石灰土就成為了一漸變帶，可以避免沉降的突變。此外在橋頭采用樁板法、輕質填料、連接箱式橋臺、支撐連續板等措施也可有效地減少路基的沉降。

參考文獻：

［1］ 肖啟濤，亓建新，孫天生.路橋過渡段施工問題的應對措施[J].中國新技術新產品，2010，(18).

［2］王萬文.路橋過渡段路基沉降控制對策分析[J].科技資訊，2011，(09).

［3］ 劉菀茹.路橋過渡段的差異沉降分析及處理措施[J].中國新技術新產品，2012，(08) .