高速公路路基與橋涵過渡段的施工技術探討

海晟平

(中鐵建貴州建設有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 工程概述

紫望高速公路為貴州省紫云至望漠的高速公路，主線全長73.936 km，打易互通各匝道和打易連接線也包含在該項目工程內，長度分別為2.32 km、8.934 km。該高速公路主線為雙向四車道標準，設計行車車速為80 km/h，全長均為分離式路基，路基寬度為2×12.25 m；橋梁設計荷載等級為-I級。打易互通匝道設單匝道路基寬度和雙車道路路基寬度分別為9.5、12.0 m，設計行車速度40 km/h。土質挖方邊坡高度以及巖質挖方邊坡高度均超過了20 m和30 m，均可視為高邊坡。

2 公路路基與橋涵過渡段施工的重要性

路基和橋涵過渡段的施工質量與公路完成建設后的通行安全和質量之間有著十分緊密的聯系，同時過渡段的施工質量也直接影響著公路橋梁的耐久性。路基結構和橋臺結構之間的沉降差異如果過大，可能導致公路路面產生一定的凹凸不平現象，嚴重時甚至會出現臺階，導致縱向坡度發生顯著的變化，車輛經過時就會導致跳車。這種現象的產生對于行車車速的控制十分不利，同時也是最為主要的交通安全隱患之一。另外，如果路橋過渡段的施工質量監管不夠到位，會導致后續的維護成本增加，為了避免橋頭跳車現象的產生，必須采取有效措施對過渡段進行處理，進一步提高過渡段的平穩性。

3 高速公路路基與橋涵過渡段施工技術要點

3.1 路基填筑

1)路基基礎處理。在處理高速公路路基的過程中，需要做好全面的現場勘查工作，根據具體的水文地質情況采取最合理的處理措施，進一步提高地基的穩定性和安全性，同時需要做好路堤基底的壓實工作。在實際施工過程中，如果路堤地面坡度超過1∶5時，應開挖地面成為寬度超過1 m的臺階，然后繼續施工。

2)填料的選擇。選擇性能較高的填筑材料進行填筑施工，進一步保證填筑和壓實質量[1]。嚴格按照國家的要求選擇填料，保證填料的密實度和含水量均符合具體的施工要求。在具體施工時需要控制填料的最大粒徑，必須保證填料的最大粒徑不能超過層厚的2/3，并且嚴格控制強度超過15 MPa。

3)試驗段施工。選擇科學的試驗段位置開展填筑試驗，保證試驗路段的各項條件更具代表性。完成施工試驗后，需要根據試驗路段的施工材料、施工設備以及各項施工參數開展正式的公路施工。

3.2 施工工藝流程

路基與橋涵過渡段施工工藝流程如圖1所示。

圖1 路基與橋涵過渡段施工工藝流程

4 路基橋涵過渡段施工

4.1 搭板施工

在開展橋涵過渡段施工的過程中，當前的施工工藝主要有兩個弊端：橋頭跳車和路基沉降，為了提高路面和橋臺施工質量，在實際施工過程中，施工技術人員必須根據項目實際情況選擇最合理的施工技術，其中搭板技術最為常用，該技術的具體情況如圖2所示。搭板技術的工作原理是：假如橋臺和路面之間的距離為D，那么只有盡可能地縮小D值，才能最大程度地避免路基沉降和橋頭跳車現象的發生。

圖2 搭板技術(單位：cm)

和其他搭板技術施工方法相比，預留方向坡度施工方法最具優勢，在應用其施工的過程中，應該根據路橋沉降的坡度數據確定橋涵過渡段參數，再根據具體的施工情況調整路面和橋頭之間的坡度。另外，需要根據搭板的承重力分析路面受橋頭作用力的影響。經過實踐分析發現，搭板的應力和搭板的使用壽命之間呈負相關關系。

所以，在實際施工過程中，應預估路面和橋頭的作用力，以此為基礎，合理地處理搭板應力，旨在提升搭板的使用壽命。同時，施工人員必須重視搭板長度以及路堤高度的控制，考慮路基壓實度和橋頭沉降之間的差異。其中，搭板的長度不僅會影響路橋完成建設后投入使用的使用壽命，而且會影響整個過渡段的施工質量?？梢哉f，雙段搭板技術的應用可以極大程度地避免高速公路路基沉降和橋頭跳車現象的發生。

4.2 臺背排水技術

在對橋涵過渡段進行處理的過程中，為了提高公路路面結構的穩定性，必須做好過渡段排水系統的有效處理，最大程度地降低錯臺和跳車現象的發生[2]。施工技術人員需要綜合考慮當地實際的降雨和滲水情況以及臺背填料的類型，以此選擇和確定最為合理的排水方式，防止雨水滲入到路基，從而導致橋臺路基發生損害，需合理設置盲溝和泄水管。在開展路基填筑施工的過程中，需合理控制填筑的坡度，通常來說應將其控制在3%左右。

另外，為了更加有效地排除地下水，需要在地基土拱的上方設置地溝。為了更好地使填料干燥，將具有一定隔水功能的蓋油氈鋪放在臺背的后面。施工人員需將塑料管鋪設在地溝的四周，通常選擇的塑料管規格為：直徑d≥10 mm、孔直徑a=5 mm，鋪設塑料管的過程中注意按照梅花形鋪設，嚴格控制塑料管道的間隔距離，控制在10 cm為最佳。為了避免地下水滲入地下導致地基結構受到破壞，施工人員需要在橋臺的背面設置防水涂層。在開展回填施工的過程中，如果已經發生了較大程度的滲水，而且回填范圍較大，為了避免地基結構受到破壞，應在回填區底部設置橫向水平滲水溝，為了保證排水效果，相鄰滲水溝之間的距離一般控制在1～2 cm，保證排水管直徑處于10～15 cm。

5 橋頭搭板常見病害特征及處理方法

5.1 病害特征

1)路基與橋臺間出現錯臺。在進行橋臺臺背填土時，由于出現不均勻沉降致使其后基整體或局部下降，造成路基與橋臺間產生錯臺的情況。

2)搭板斷裂。在設置橋臺搭板時，如果路基局部出現一定程度的不均勻沉降，就會導致搭板局部出現底部脫空的情況。而如果此時所設置的搭板厚度不足，無法更好地承受荷載，將會導致搭板斷裂。

3)路堤與搭板出現相對縱坡。在設置橋頭搭板時，如果橋臺搭板長度較短、臺背填土沉降過大，那么路堤與搭板之間就會形成比較明顯的相對縱坡，而其銜接處理也會出現相對轉角，當車輛行駛至此處時會讓人出現類似橋頭跳車的感覺。

4)搭板末端出現沉降差異的情況。由于橋頭過渡段存在著較為明顯的橋頭跳車情況，一般在對其設計、施工的過程中都會采取相應的措施，但假如只是對其搭板進行設置，而并未對搭板外的路基進行壓實及處理，那么在一段實踐運營之后，該位置同樣會出現新的跳車問題。

5.2 處理方法

5.2.1 沉降的漸變過渡

1)橋頭搭板設置。此方法主要是對路堤與過渡橋臺間的縱向差異沉降進行控制，讓其變化的坡度控制在相應的范圍之內。利用錨筋將橋臺與搭板相連，并控制其厚度在0.25 m以上，長度>0.5 m。為了降低二次跳車的情況出現，需在搭板尾部設置相應的淺埋變厚式埋板。

2)柔性橋臺設置。為了控制橋臺及路堤的剛度差，并且保證橋臺自身剛度不受影響，讓其過渡段的荷載壓縮變形沉降及土體固結得到均勻的過渡，以實現降低過渡路面縱向坡度，避免橋頭跳車，可以設置相應的柔性橋臺，但其并不能滿足所有的橋梁結構形式，并且在施工時難度較大。

3)漸變樁設置。在利用擠密樁完成地基加固的過程中，可以采用漸變樁設置的方式處理，其目的是通過縱向的沉降實現漸變。橋臺的過渡段上，可以在路基至橋臺的方向上利用減小間距、增加樁長等形式過渡其剛度，讓小搭板兩邊的沉降問題得到控制，避免沉降過度。

5.2.2 降低地基沉降

1)輕質填料的應用。粉煤灰有著透水性好、強度高、壓縮性小、自重輕等優勢，在路堤填筑時采用粉煤灰能讓橋頭路堤沉降得到降低[3]。在對粉煤灰進行壓實處理之后，通常會呈現出無塑性的情況，必須保證其有一定的含水量才能實現壓實成型；粉煤灰有著較大的毛細水作用，如果在內部滲流、雨水等作用下容易出現流失的情況，必須配合相應的工藝條件，才能讓其強度達到設計所需。所以，在設計時可以加入適量的水泥、石灰，以降低不利影響。泡沫聚苯乙烯(EPS)是輕質填料中重量較輕的材料之一，其容重大概在0.3 kN/m3，是一般填土的1%～2%。此材料還有著變形模量較大、穩定性好等特點。將EPS材料優點充分發揮出來，能降低汽車荷載、路堤等對地基產生的附加應力，讓橋臺臺背及地基沉降差異得到降低，減少橋臺側壓力。

2)對橋頭軟弱地基進行針對性的處理。導致橋臺與路堤出現沉降差問題最重要的原因是橋頭軟基受到荷載作用，然后出現較大的工后沉降情況。目前對軟基進行處理主要有復合地基加固、排水固結、拋石擠淤、換土墊層法等。對軟基淺層處理時一般會選擇拋石擠淤及換土墊層的方式，而其處理深度通常不高于3 m。而在處理有機黏土、飽和軟黏土地基時通常會采用排水固結法，其包含了真空堆載預壓、超載預壓、塑料排水板、袋裝砂井等方式。復合地基加固法的原理是將軟土地基局部范圍的某一深度、某一直徑內的軟土用固化材料予以改良、加固，而加固樁的方式包含了噴樁、水泥攪拌樁、砂樁、碎石樁等。橋頭過渡段由于體系較為復雜，所以在治理時必須遵循“綜合治理”的原則，根據施工過程中的實際情況，通過減小過渡沉降、提高地基及路基剛度等措施降低橋頭跳車情況出現的概率。

6 結束語

在開展高速公路施工建設的過程中，路基和橋涵過渡段的施工是重點，只有保證和提高路基和橋涵路段的施工質量，才能進一步提升整個高速公路項目的施工質量。相關部門應該建立和完善相應的法律法規，進一步加強路基和橋涵施工的監管工作，施工技術人員應該積極主動地學習，提高自身專業技能水平，為保證國內交通安全貢獻力量。

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