對橋梁與路基不均勻沉降的控制研究

袁濤（蘭州市政建設集團有限責任公司，甘肅　蘭州　730030）

對橋梁與路基不均勻沉降的控制研究

袁濤
（蘭州市政建設集團有限責任公司，甘肅蘭州730030）

在既有高等級公路及市政橋梁中，橋梁與路基不均勻沉降問題是一個典型病害。橋梁與路基之間出現不同步沉降，對道路工程造成不良影響。分析了橋梁路基出現不均勻沉降現象的原因，并提出了針對性處理方案，希望有所指導和幫助。

橋梁；路基；不均勻沉降；控制策略

在現階段高等級公路及市政橋梁中，橋梁與路基之間出現不均勻沉降現象是一個普遍性問題，其往往導致橋頭跳車，對行車速度、安全性以及舒適度造成嚴重影響，同時也導致車輛使用壽命降低、損傷汽車結構及零部件，甚至釀成交通事故。而車輛在橋頭跳車瞬間也會對橋臺本身產生較大沖擊力，損傷橋梁結構，對其正常工作性能造成影響。所以在當前道路養護中，分析橋梁路基出現不均勻沉降現象的原因并采取有效處理方案是一項重要工作。

1　橋頭與路基之間不均勻沉降的影響因素分析

導致橋梁和路基之間出現不均勻沉降的因素相對較多，其根源在于橋頭路基采用軟土路基、未采取適當處理。除此之外，未充分壓實填料也同樣會造成不均勻沉降?，F就常見的幾類不均勻沉降因素作簡單介紹。

1.1未合理處置軟土路基

地基土質不良在很大程度上影響了橋頭部分的沉降。一般情況下橋梁處于溝壑區域，該地段土基在水中長期浸泡，所以含水量較高，天然空隙比相對較大，具有較小的滲透系數、較高的壓縮性以及較低的抗剪強度。選擇此類軟土層修筑路基很容易出現沉降。此外橋頭路基一般具有較大的填筑高度，基底部分承受附加應力也隨之增大，在車輛移動荷載作用影響下有較大幾率出現地基深陷，這一過程持續時間也相對較長。值得注意的是，施工圖設計也有可能導致后續問題，例如探測地基時或研究地基物理力學性質時不夠精確，而未采取妥善的處治方法。

1.2未充分壓實臺背填料

路基沉降現象也會受到選取臺背填料不當或者未壓實臺背填料等因素影響。在選取臺背填料時，倘若材料摩擦角過小或者材料強度不足，則會導致路基抗剪切能力以及承載力相對較低，進而受到外界載荷以及自身重量影響而出現沉降。臺背屬于較為特殊的位置，路基施工過程中臺背填料難以被機械充分碾壓，填料顆粒彼此間空隙也就難以完全消除，土基壓實度難以超過95%，所以在車輛垂直荷載、路面自重、車輛運行振動作用影響下，路基填料會在一定時間內逐步壓縮，同時密實度也不斷提高，路基沉降現象隨之出現。

1.3橋頭搭板設計不合理

在橋頭過渡區域，搭板結構是一種較為常見的設計，設置搭板若不夠合理也有較大幾率導致橋頭沉降現象，其原因主要包括如下：⑴搭板強度過低，一旦載荷過大則會導致搭板斷裂，進而造成橋頭出現線形突變，引發局部沉降；⑵一般情況下結合橋梁長度來設置搭板長度，小橋均設置為5m，而中型以及大型橋梁則設置為8m，這與施工過程中路橋填土高度并未保持一致，因此所產生的相對沉降量較大，搭板長度過短而難以發揮順接作用。

1.4路面與橋梁間的剛柔突變造成深陷

不同的路面剛度意味著跳車處造成的振動效果存在明顯差異，由于剛性材料吸收能量的能力相對較差，柔性材料能量吸收能力明顯優于剛性材料。在路基與橋梁間，橋臺結構物材質為鋼筋混凝土，具有極高的整體剛度，可視為剛性材料，與橋梁相互連接的道路則為土質，具有較小的剛度，可視為具有良好柔性的塑性體。橋臺與道路之間的剛度差相對較大，剛度突變以及塑形形變存在明顯差異，從而造成明顯沉降現象。

2　橋頭與路基之間不均勻沉降的控制策略

2.1強化橋頭地基加固措施

在橋頭臺背部分施工中，應采取先進填土施工工藝，重視地基性能的改善工作，同時應妥善清理表層，填土前應充分碾壓以便于強化地基承載力，合理控制差異沉降現象。對于常規地基而言，其加固處理方法主要是加入石灰土以及水泥土等；而加固濕陷性黃土、河流沖積物、洪積物、軟土以及解凍土等各類特殊地基時，則應結合此類特殊地基的特點，根據施工區域實際情況來選擇地基加固處理方案，例如固結、粉噴、換填砂礫以及拋石擠淤等等，以便于提高地基承載能力，盡量控制和緩解過后沉降。

2.2設置橋頭過渡區域

應取特定長度搭板設置于橋頭，并在搭板下方充填穩定土作為半剛性基層，厚度通常應超過0.5m，同時還應設置相應的枕梁，以分散地基承載面積，提高承載力。

2.3在選擇臺背填料時應保證針對性

設計與施工作業均應從區域環境出發，優先選擇現場用土，符合區域條件。

橋涵兩端路堤應取粗顆粒填料加以填筑，或者通過土方回填構筑穩定土結構層，以便于降低回填沉降。同時還應重視臺背填方碾壓環節，加大橋頭路基填充物的壓實度。應盡量在施工過程中擴充場地面積，為大型填方壓實機械提供作業環境，充分發揮其應有的作用。保障臺背填方碾壓工作高質量進行，充分壓實填充物。此外為了更好地應用大型壓實機械，在場地受限的情況下可以通過橫向碾壓法開展壓實作業，壓路機在此種情況下能夠與臺背盡量貼近，壓實效果較好。倘若壓路機體積過大而無法與臺背相靠近，則可通過人工夯實輔助小型壓路機實施碾壓。應注意的是，碾壓層厚度一般控制在15～20cm，盡可能地提高壓實度，確保壓實度符合設計需求。若機械難以碾壓則應通過人工夯實加以處理。

2.4重視橋頭路基排水工作

在填方作業中，排水措施是一個不容忽視的影響因素，與構造背后相鄰近的施工填料往往在施工過程中以及施工結束后發生積水下陷。所以在橋梁路基設計以及施工過程中應設計合理的排水坡度，并視具體情況構筑地下排水設施。同時還可在填方路段以及橋臺結合部、過渡區域路面下方修筑墊層，避免路面下部積水滲入填方體。若填方體兩側填料為土質、中間填料為砂礫石，則應在地基與填方體連接區域敷設橫向排水管以及縱向集水管，確保地基加固部分與填方體之間積水及時排凈。

2.5做好工程驗收

應嚴格檢查和驗收臺背填土所選填料、壓路機具以及填土厚度，檢查排水情況并按照既定嚴格驗收各道工序。應制訂并完善監理細則，對監理程序以及技術規范予以明確，全方位監督臺背回填施工過程。嚴格施工質量管理，對于不合格的工序應限時整改，整改復核合格后方可準予下道工序施工。

橋梁與路基之間的過渡部分施工是路橋施工中的重要環節，其中柔性道路與剛性的橋臺結構之間存在強度漸變段，進而誘發不均勻沉降，導致橋頭頻現跳車問題，這在既有公路工程中備受管理部門的關注。我們應從工程地質條件出發，妥善處治過渡區域地基，合理設計結構，做好過渡部分各環節施工質量控制，制定可行、科學且合理的管理程序，提高工程質量以及工作質量，有效控制道路不均勻沉降現象，盡量減少跳車現象，增強路橋使用性能，延長其使用壽命。

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