論結構物臺背不均勻沉降問題及其解決策略

陳冬冬

【摘? 要】由于公路構造物臺背不均勻沉降形成的錯臺嚴重影響了行車安全與舒適?？v觀形成的錯臺成因復雜，本文對此原因作一淺析，并提出針對性措施，旨在將工程病害降低到最低程度。

【關鍵詞】臺背;不均勻沉降;原因;策略

前言

隨著公路等級的提高，橋梁涵洞等公路構造物所占比重越來越大。雖然設計與施工中，橋頭設計與施工中，橋頭設置了搭板，但仍不能從根本上解決問題。輕則使車輛通過時產生跳動和顛簸不適，重則使通過的車輛大幅度減速，甚至造成行車事故，從而影響了公路的正常運營，因此，研究如何防治橋頭不均勻沉降就顯得十分必要。

1構造物與兩端路堤行車產生明顯的顛簸跳動成因

在橋涵、通道等構造物與兩端路堤聯接的路橋過渡段，路基、橋涵常因不均勻沉降而出現臺階，當此臺階達到一定數值，會使行車產生明顯的顛簸和不適。由于車輛荷載的作用，一般的臺階呈現中間低兩邊略高的形態。公路等級越高，所設置的結構物也越多，因此形成許多高低不一的橋頭臺階。出現橋臺與引道錯臺、橋臺路基下沉、路面裂縫、不平、甚至積水等病害。使車輛的行駛速度受到不同程度的影響，出現車輛顛簸、振動、跳車、產生噪音等現象。

2結構物臺后填土不均勻沉降原因分析

2.1地基的差異，易產生臺階

橋臺和臺后填土是兩個不同性質的結構體，雖然橋臺作用在地基上的壓力大于臺后填方，但由于橋臺地基一般都進行了加固處理，所以它一般不發生豎向沉降變形。而臺后填方一般不進行加固處理，其豎向沉降變形都遠大于橋臺下的沉降變形，地基的這種差異變形，反映到上部路面，就出現了臺階。

2.2易產生侵蝕和軟化，降低強度

橋臺一般由漿砌片石和鋼筋混凝土砌筑，在橋臺和臺后填方之間或者錐坡部位，降水易沿路面或錐坡體下滲，下滲水對橋臺一般不發生破壞作用，但是對土類填料易產生侵蝕和軟化，特別是對于填方土體壓實度不夠，更易產生侵蝕和軟化，降低強度，從而導致填方體變形。

2.3填方土體不易達到設計要求的壓實度

靠近橋臺填方處的壓實度很難達到設計規范要求，在設計和施工中主要采用強夯、人工夯實、填筑砂料等方法和措施。對于輕型橋臺，重型壓路機靠近橋臺進行壓實，振動壓路機可能破壞橋臺的結構。而對于“U”型橋臺，重型壓路機難以靠近，從而使靠近橋臺部位的填方土體不易達到設計要求的壓實度，造成橋臺填方差異沉降變形。

2.4施工措施不當，壓實度達不到要求

當前一些施工單位盲目追求高速度，沒有嚴格按施工規程作業。臺后填土速度過快，對地基造成擾動和破壞，沒有充分時間固結，對臺背擋土墻等構造物擠壓力大;施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工;用料沒有把好質量關;這些都使得壓實度難以達到設計要求。

2.5設計考慮不周，對填料及排水等要求不嚴

設計人員有時對施工過程如何便于碾壓考慮不周，對于填料的要求不嚴格，臺背排水考慮欠佳等也是導致橋頭產生跳車的重要因素之一。

3解決不均勻沉降常用方法

3.1地基加固處理

針對現場具體情況，采取可能措施提供支承以上填料自重和附加荷載（活載）的穩定地基。目前較常用的地基加固方法有強夯換填、粉噴樁等。

3.2臺背填料選擇及填筑方法

在臺背填料選擇上，采用粗顆粒材料填筑橋涵兩端路堤，或者設置一定厚度的穩定土結構層。在高填方的拱涵及側墻的相接部位，應盡量使用內磨擦角大垢填料進行填筑。在臺背填料的填筑方法上，對于涵洞、箱通，其上填土包括路面厚度小于2m者可填至涵頂。蘇北地區一般河道較寬，有相當一部分橋梁為壓縮河床的橋梁，位于河灘內的引道路堤，若橋位附近有河卵石土，其回填范圍應延長至河灘內路堤全長。填挖交界處距回填處理的末端較近時，亦應考慮全部處理，并保證結合緊密。

3.3設計橋頭搭板防治橋頭跳車

一是合理確定搭板長度和搭板強度。要求搭板隨路堤沉降后傾角在1/200至1/300范圍內變化，搭板的長度能跨越橋臺臺背難以壓實的土體，或跨越按計劃在臺背預留的土方缺口長度，并用彈性地基或簡支梁計算搭板長度。搭板強度的設計，應根據搭板與臺背填土可能脫空的最不利狀態處理，同時考慮搭板節段的劃分以及枕梁位置對搭板強度的設計影響。二是合理確定搭板埋置深度。埋置深度主要根據路面結構來選擇，剛性路面可選用高置式，柔性路機面宜采用中置式或低置式。由于中置式施工便利，故采用較普遍。三是合理確定搭板與橋臺的連接方式。搭板的近臺端置于橋臺上，常采用小跨徑簡支板的方式。搭板的遠臺端擱置在土基上，路基沉降后搭板會產生縱向滑移，必須設置錨栓。

3.4土工格柵處理臺后跳車的設計

當土工格柵與土一起承受車輛荷載和土體自身荷載的同時，土工格柵能使土體的抗剪強度得到充分發揮，約束土體的側向變形，控制路基填土的側向位移，增強路基的整體穩定性，從而增大了路基的變形模量;由于土工格柵與路基填土的摩擦作用，使上部荷載可以在路基中重新分配，降低了橋臺臺背局部范圍土中的垂直應力，使路基土體承載力得到提高，從而減少沉降;由于水平攤鋪的土工格柵具有彈性，在車輛荷載的反復作用下，會減少或不會產生變形的累積。

3.5臺后排水

臺背滲水會降低回填土的穩定性。如果排水不當，也會在某些地方產生水的通道，其結果是回填材料順此通道流失，導致路面沉落。如果用滲透性好的砂作回填材料，則不必采取特別的措施。通常在緊靠橋臺后面設置水平的和豎直的兩個方向的排水管，把水引離橋臺。水平向排水管和橋臺平行，設在剛好比橋臺基腳高一些的標高處，或設在和橋臺前方地面相平的標高處。這些排水管必須伸到路堤的低處之外。

結束語

總之，筆者認為，要防治結構物臺背不均勻沉降引起跳車問題，必須堅持預防為主的方針，在“防”字上狠下功夫，針對橋頭引道所存在的薄弱環節，采取多種措施，綜合治理。

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