公路橋梁過渡段軟基路基的施工技術探究

詹海強

【摘 要】臺州等沿海地區(qū)，由于地下淤泥質(zhì)土層厚度達30m左右，常規(guī)的軟基處理方式塑料排水板、管樁、水泥攪拌樁、等載超載預壓等方式對于此類地形進行處理，由于交通流量大、超載車輛多，工后沉降量仍較大，多造成橋頭跳車現(xiàn)行出現(xiàn)，影響公路使用功能并給交通安全帶來隱患。本文就臨海市杜橋至段83省道采用橋頭管樁+超載預壓+輕質(zhì)材料換填的綜合處理橋頭過渡段軟基的施工技術進行討論。

【關鍵詞】管樁；超載預壓；輕質(zhì)材料換填；橋頭過渡段；技術

引言

臺州等沿海地區(qū)，一般為海岸沉積形成，沉積顆粒細微，表層有較薄的硬殼層，其下有較厚的硬殼層，以臺州臨海市頭門港新區(qū)為例，該地緊鄰東海，地勢平坦，水網(wǎng)發(fā)育，地表為農(nóng)田，地面標高2～6m，表層為1～2m的硬殼層，下伏淤泥質(zhì)軟土，厚度可達30m左右。新區(qū)場地填筑，設計預壓期沉降量1.5m，工后3年的總沉降量累計達0.8m左右。公路施工受工期及完工通車等因素影響，無法采用長時間的預壓沉降，如果軟基處理不利，特別是橋頭過渡段的軟基處理不利，工后通車過程中橋頭沉降引起跳車現(xiàn)象，將會影響公路的使用功能、使用壽命并給通行安全造成隱患。

因此，我們必須強化公路橋頭過渡段軟基處理的施工技術和控制，確保所有工序的工程質(zhì)量和工作質(zhì)量，減少工后沉降，提升公路的使用壽命及性能，增強它的舒適性、安全性和可靠性。

一、橋頭跳車危害分析

由于橋頭過渡段軟基工后沉降量大于結(jié)構(gòu)物沉降量，過渡段路面平整度遭到破壞，致使橋頭過渡段與橋梁之間產(chǎn)生錯臺，造成橋頭跳車。給交通安全帶來隱患并嚴重影響公路使用壽命，其危害性如下：

（一）影響公路的使用壽命

過渡區(qū)嚴重沉降后路面結(jié)構(gòu)遭到破壞，加上雨水與重載車輛影響，路面加劇損壞，嚴重影響公路的使用壽命。

（二）影響公路行車安全

車輛高速使出橋梁時，在不均勻沉降的橋頭過渡段會產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，跳車時的失重感會引起駕駛?cè)藛T的心理不良反應，嚴重時則會影響其對車輛的正常操作，造成車輛失控.引起行車事故。

（三）對行使車輛造成不良影響

車輛通過過渡段向橋梁方向行駛時，由于沉降引起的錯臺會對汽車的輪胎造成沖擊，震動會傳及整個車輛，速度越快對車輛的沖擊越嚴重。

二、橋頭過渡段軟基病害原因分析

文獻[1]中定義軟土為濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土，天然含水量≧35%，天然孔隙比≧1.0，十字板剪切強度<35Pka或靜力觸探總貫入阻力小于75kPa。

文獻[2]中將軟土定義為天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細粒土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭土等，其壓縮系數(shù)大于0.5MPa-1，不排水強度小于30kPa。

橋梁本身屬于剛性結(jié)構(gòu)，且沉降量小，臺后路基本身屬于柔性結(jié)構(gòu)，路基本身具備一定的沉降量，加之臺后過渡段基礎為軟土，天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低，較薄的硬殼層極易受荷載作用而破壞。

施工期間，通過攪拌樁、管樁等形成復合地基承載力，且受路基填筑材料的荷載作用，軟基部分被壓縮擠密，與路基填筑層形成新的平衡，使路基處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

但完工后開放交通的過程期間，由于通行重載車輛的反復碾壓，加上環(huán)境影響基礎軟基部分失水保水問題的存在，使路基填筑期間形成平衡遭到破壞而引起沉降。

由于橋頭過渡段路基與橋梁之間沉降量的差異，使過渡段路基遭到破壞。

三、橋頭過渡段軟基施工技術要點

（一）合理安排施工時間

公路工程開工進場后及時并優(yōu)先安排橋頭過渡段軟土路基施工，為了保證軟土固結(jié)的施工質(zhì)量，消除過渡段軟土地基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必須盡可能提前施工時間，特別是應力集中區(qū)的施工時間，保證預壓時間，以減少軟土路堤后工程沉降。橋臺盡量安排在過渡段路基預壓完成后進行施工。

（二）復合地基處理

采用管樁、攪拌樁的形式對過渡段軟土路基進行深層處理，形成復合地基，增加過渡段路基的承載能力。鋼筋混凝土預應力管樁目前由于具有較強承載力，投資省，質(zhì)量有保證，施工速度快還具有抗水閘水壓力產(chǎn)生水平荷載，達到水平穩(wěn)定作用等特點，得到普遍運用，如83省道臨海杜橋至白沙段設計就采用了預應力鋼筋混凝土管樁對橋梁過渡段軟土地基進行處理。

（三）確保路基填筑的材料質(zhì)量、壓實度及均勻性

盡可能的采用密度大、內(nèi)摩擦角高、透水性好、相對穩(wěn)定的清宕渣作為的路基填筑及預壓材料，清宕渣一般密度為2500Kg/m3左右，具備良好的穩(wěn)定性。施工期間嚴格控制填料粒徑和壓實密度，使地基在均勻的荷載作用下被擠密固結(jié)。

（四）確保預壓時間

83省道臨海杜橋至白沙段橋梁過渡段軟基采用超載預壓，其他段落采用等載預壓，超載預壓時間6個月，等載預壓時間12個月。預壓期加強監(jiān)控量測，及時補充預壓荷載并對沉降數(shù)據(jù)進行整理分析，預壓時間到期后沉降量曲線與設計進行對比是否達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)，滿足設計要求后在進行其他施工。

（五）換填輕質(zhì)材料

橋梁過渡段預壓到期，橋臺施工完成后，對過渡段填筑材料進行換填，換填相對的輕質(zhì)材料，減小路基填筑材料對軟土基礎的荷載作用，83省道臨海杜橋至白沙段橋梁過渡后期換填材料為泡沫混凝土，設計泡沫混凝土頂面以下0-80cm濕容重650Kg/m3，80cm以下濕容重600Kg/m3，不足預壓期填筑材料的1/3，使地基原平衡狀態(tài)下的承載能力又有了近2/3的提高。對減小路基工后沉降起到了良好的作用。

四、結(jié)束語

采用復合地基處理+超（等）載預壓+換填輕質(zhì)材料等方式對橋頭過渡段軟基進行處理取得了良好的效果，控制好路基填筑施工，換填輕質(zhì)材料挖除后可用于其他良好段落的路基填筑，僅增加相對的機械費用，總體上較為經(jīng)濟，對后期減小工后沉降效果明顯。

總之，公路施工應加強公路橋梁過渡段軟基質(zhì)量的控制，從而減少橋頭跳車的情況發(fā)生。保證公路的使用壽命，提高人們的駕駛安全性和駕駛舒適性，確保中國的交通運輸行業(yè)的經(jīng)濟和社會穩(wěn)定。

參考文獻：

[1] 中國建筑科學研究院.《建筑地基基礎設計規(guī)范》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002

[2] 《工程地質(zhì)手冊》編寫委員會.工程地質(zhì)手冊（第三版）[M」，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992

[3]鐵道第一勘察設計院.《鐵路工程地質(zhì)手冊》[M].北京：中國鐵道出版社，1999

[4] 劉松玉，公路地基處理.南京：東南大學出版社，2001

[5] 劉玉卓，公路工程軟基處理. 北京：人民交通出版社，2003

[6]陳英峰.公路橋梁過渡段軟基路基施工注意事項分析[J].施工技術，2017，44（S1）：420-421.

[7]趙云.公路橋梁過渡段軟基路基的施工基礎技術[J].交通世界，2016（30）：40-41.

[8]莊榮輝.公路橋梁過渡段軟基路基施工技術方案分析與闡釋[J].江西建材，2017（02）：191+195.