高速公路橋頭搭板沉陷的原因分析及防治策略

劉濤

隨著人們生活水平的不斷提升和高速公路建設力度的不斷加大，對高速公路的路面平整度、行車舒適度的要求也不斷提升，因此高速公路的后期養護質量要求也不斷提高。在目前的高速公路養護管理中，橋頭搭板的沉陷問題屬于一類較常見的病害，嚴重影響了高速公路的行車安全。本文將通過對高速公路橋頭搭板沉陷的原因進行分析，并提出具體的防治策略，從而保證高速公路的通行安全。

一、高速公路橋頭搭板沉陷的主要原因

1.路基土質不良容易引起沉陷

路基土質不良是引起高速公路橋頭搭板沉陷的主要原因。由于橋梁所處地形較為特殊，土壤含水量和空隙較大，整體松軟，滲透的能力比較小，土質較松軟，抗壓和承重的能力較差，本身容易發生沉陷。再加上高速公路的行車負荷較大，路基承受著橋梁傳遞的壓力和重力，兩者共同作用容易使得高速公路的路基發生沉陷。而且隨著高速公路通行時間增長，沉陷的程度也會越來越嚴重。

2.臺背填料取材不當

臺背回填填充材料的主要材質一般為砂礫、灰土或者石渣等等。如果填充材料的強度太小，用于臺背回填就會導致路基整體的抗壓性不夠，壓力不足再加上外界的負荷或者超載過大就會引起路基的下沉。此外，在高速公路路基具體的施工過程中，臺背這個位置很特殊，機械碾壓不易到邊，導致填充材料壓實度不夠，土基松軟的現象。隨著高速公路建成并投入使用后，在外界壓力的共同作用下，土基填料逐漸被壓實，就會產生沉降。

3.橋頭搭板施工缺陷

橋頭搭板施工質量問題，也會引起橋頭的沉陷。主要表現為兩個方面：其一，搭板本身的強度不夠，這就容易在壓力或者承受的重力過大時，搭板發生斷裂，導致搭板的變形彎曲，從而引起了沉陷。其二，施工方偷工減料，不按設計長度施工，造成橋頭搭板實際長度變短，未能達到設計的抗壓強度，導致路基承壓過大，從而引起了沉陷。

4.材料的剛柔突變造成的橋頭沉陷

在高速公路的結構設計和用材方面，由于所承受的壓力和所發揮的作用不同，因而所選擇的材料也不同。橋頭搭板一般采用的是鋼筋混凝土結構，屬于剛性結構，而路基填料主要采用土、砂、石等材料，其剛性較小，彈塑性較大。在長期行車荷載作用下，路基易產生較大的彈塑性變形和永久變形，致使橋頭搭板下方路基的不均勻沉陷，導致板梯脫空，從而引起處于橋梁和路基連接過渡段的橋頭搭板斷裂、破碎或沉陷。

二、高速公路橋頭搭板沉陷的防治措施

1.加強軟土路基的堅固性和壓實性

由于軟土路基的松散和含水性較大，會引起橋頭搭板的沉陷，因此為了預防和治理高速公路橋頭搭板的沉陷現象造成的高速公路的施工和運行的不安全性，必須加強軟土路基的堅固性和壓實性。主要常見的方法有：

（1）表層處理法

表層處理法主要表現在三個方面：第一，表層的排水法，為了排除地表水通常在地基表層開挖0.5*0.5水溝，回填透水性好的砂礫。第二，砂墊層法，主要是根據路堤的坡度和軟土的厚度確定軟土地基頂面鋪設0.6～1.0m的砂墊層，作為軟土層的上部排水層加速沉降和縮短固結時間的有效途徑。第三，穩固劑表層處治法，主要是用生石灰、熟石灰水泥基土壤離子穩固劑等穩定材料，在表層地基土中拌和，以達到改善地基的壓縮性和強度特性。

（2）強夯法

該種方法主要使用于處理碎石土、沙土、粉土等地基，判定地基是否適合用強夯法的三個重要條件是：土的粒徑、土層特性和含水量。軟土主要的強夯效果與自身的性質有一定的關系，一般來說，孔隙比大于1.5，含水量大于60%，超過30%的粒徑小于0.005mm的軟土不適合采取該方法。在強夯的同時要配合排水，兩者的共同作用才能做好軟土路基的處理工作。

（3）換填法

當軟土路基的土厚度小于3m時，應直接將軟土挖出，換成透水性良好、力學性能好的碎石土。該種方法一般適用于淺層軟土的處理，一般小于3m，如果土層較厚，則換填的成本過高，工程量太大。

2.選取合適的填充材料

臺背填充材料的選取是否合適，對于路基的沉降有著明顯的影響和作用。如果選擇普通的土作為填充材料，則由于土自身的材質比較疏松，壓實性較差，在路基受到外界的承重力較大的情況下，就會使得路基發生沉陷現象。因此，必須選擇壓實性能和抗壓能力較強的填充材料，用砂礫、灰土和石渣等強度較大的材料來代替土，這樣通過使用這些填充材料，能夠很好地增強強度和壓實性，從而提高路基的耐壓能力。而且為了減輕和緩解路基的負荷力，還可以采用一些其他的輕質材料例如粉煤灰等，從而有效地避免高速公路橋頭搭板的沉陷。再者，加強填充材料的壓實性也是防治沉陷的重要舉措。通過檢測填充材料的含水量，選擇最佳時機進行壓實，只有提高了填充材料的壓實性能，才能從實質上提高路基的抗壓能力，防治路基的沉陷。

3.優化橋頭搭板的設計

橋頭搭板是高速公路之間的不可缺少的東西，因此搭板的設計和質量是非常關鍵的。必須不斷提高橋頭搭板自身的強度，并且在具體的高速公路施工過程中不斷調整填充材料的高度，使得橋頭搭板的長度能夠合適，根據橋梁的長度，通常設置的搭板長度為大中橋8m，小橋及涵洞5m，避免較大的相對差。通過橋頭搭板的優化，達到防止高速公路橋頭搭板沉陷的重要目的。

4.提高整體的承載力和抗壓能力

為了避免材料剛柔突變引起的沉陷，必須加強高速公路橋頭和道路面整體的承載力和抗壓能力。常見的有效做法是在路基中間增加土工格柵變成加筋土，從而約束土體的變形，使之受力均勻，避免多度受力造成的部分或者整體沉陷。在施工土工格柵時應該注意：在溫度20℃以下時，其抗拉強度應該滿足橫向≥5KN/m,縱向≥6KN/m，拉伸模量不小于100 KN/m；格柵層的填土1.5m內間距為40cm，1.5m以外間距逐漸加大，下面稀疏上面稠密，長度按照1∶1的坡率進行增加。在鋪設的過程中用膨脹的螺釘將一端錨固在臺背上，另一端由帶溝橫梁將土工格柵拉緊，產生一定的拉伸長度后用U型釘子進行定位。格柵之間的間距不小于20cm，并用尼龍繩綁成一體。

三、結語

總之，隨著高速公路的大力發展和應用越來越廣，人們對于高速公路的安全和質量要求、以及在行駛速度和舒適度上的要求也越來越高，因此，必須大力提高高速公路的安全和穩定。通過對高速公路中橋頭搭板沉陷原因的分析并提出具體科學合理的防治措施，可以有效地解決高速公路目前存在的質量問題，為高速公路的應用和發展提供技術的支持和保障。