郭 義 單 彬

一、前言

南四湖位于江蘇、山東兩省交界處，二級(jí)壩樞紐工程將南四湖分為上、下級(jí)湖。樞紐工程屬大（1）型工程，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，其主要建筑物攔湖土壩、穿壩建筑物等為1 級(jí)建筑物。二級(jí)壩水利樞紐工程橫跨昭陽(yáng)湖腰最窄處，該工程?hào)|起常口老運(yùn)河西堤（湖東堤）、西至順堤河?xùn)|堤，全長(zhǎng)7360m，主要建筑物包括攔湖土壩、溢流壩、一閘、二閘、三閘、四閘、微山一線船閘、微山二線船閘和南水北調(diào)二級(jí)壩泵站，其中4 座水閘總長(zhǎng)2140.31m，共312 孔。在實(shí)施南四湖二級(jí)壩除險(xiǎn)加固工程時(shí)，設(shè)計(jì)新建瀝青混凝土壩頂?shù)缆?，公路等?jí)標(biāo)準(zhǔn)為二等公路。因獨(dú)特的地理位置環(huán)境影響，二級(jí)壩壩頂瀝青混凝土道路從西到東劃分為八段，為了滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)并改善現(xiàn)場(chǎng)通行條件，避免水工建筑物連接段發(fā)生“跳車(chē)”，每段道路與水工建筑物連接段施工質(zhì)量控制尤為重要。

二、連接段錯(cuò)臺(tái)的原因

瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是平整性好并且可以降低行車(chē)的噪聲，路面養(yǎng)護(hù)方便、維修快捷，并且瀝青混凝土施工速度快，基本可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械化施工，近幾年水利工程壩頂?shù)缆吩O(shè)計(jì)通常采用瀝青混凝土結(jié)構(gòu)。瀝青混凝土路面主要由底層路基和中部路面基層承受上部車(chē)輛、行人荷載，水泥穩(wěn)定碎石是路面基層優(yōu)先選用的結(jié)構(gòu)材料，材料力學(xué)性能為半剛性結(jié)構(gòu)，路面瀝青混凝土面層為柔性結(jié)構(gòu)。綜上所述，絕大多數(shù)瀝青混凝土路面具有回彈模量較小、變形較大的顯著特點(diǎn)。

水工建筑物為了實(shí)現(xiàn)交通功能一般都設(shè)計(jì)有交通橋部分，交通橋兩側(cè)設(shè)有搭板作為連接結(jié)構(gòu)，常規(guī)搭板為純剛性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土路面具有強(qiáng)度高、整體性和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，但作為純剛性結(jié)構(gòu)，材料彈性模量較大、變形較小。結(jié)合南四湖二級(jí)壩除險(xiǎn)加固工程，現(xiàn)場(chǎng)水工建筑物均完建運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，交通橋兩側(cè)連接段基礎(chǔ)均已沉降穩(wěn)定，所以兩側(cè)混凝土連接段受荷載作用幾乎不會(huì)發(fā)生應(yīng)力沉降變形。因此，受車(chē)輛運(yùn)行荷載作用柔性結(jié)構(gòu)和剛性結(jié)構(gòu)彈性變形量相對(duì)差異更大，極易出現(xiàn)裂縫錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，導(dǎo)致行車(chē)時(shí)會(huì)發(fā)生“跳車(chē)”現(xiàn)象，影響行車(chē)安全性和舒適度。

三、連接段錯(cuò)臺(tái)通病的危害

（1）當(dāng)車(chē)輛行駛至道路與水工建筑物連接段錯(cuò)臺(tái)時(shí)，為了防止車(chē)輛猛烈跳動(dòng)，駕駛員不得不減速行駛，從而降低了道路的通行能力；（2）當(dāng)車(chē)輛通過(guò)連接段錯(cuò)臺(tái)時(shí)，車(chē)輛顛簸不僅會(huì)降低車(chē)輛的使用壽命，還會(huì)對(duì)駕駛員產(chǎn)生向上的反作用力使駕駛員或者乘客彈離座位，產(chǎn)生不利的心理影響，影響行車(chē)安全甚至造成行車(chē)事故；（3）由于車(chē)輛通過(guò)連接段錯(cuò)臺(tái)時(shí)“跳車(chē)”產(chǎn)生沖擊荷載，主作用力會(huì)對(duì)水工建筑物產(chǎn)生沖擊荷載，而反作用力則會(huì)作用于道路一側(cè)使道路向反方向位移，導(dǎo)致裂縫和錯(cuò)臺(tái)越來(lái)越嚴(yán)重，加速了水工建筑物橋臺(tái)和支座等部位的損壞，影響水工建筑物的使用壽命。

四、連接段錯(cuò)臺(tái)的處理措施

國(guó)內(nèi)道路沉降變形的計(jì)算理論主要有分層總和法和彈性理論法，分層總和法是建立在一維變形假定上的一種計(jì)算沉降量的常用方法，此方法不考慮側(cè)向變形。針對(duì)南四湖二級(jí)壩壩頂瀝青混凝土道路連接段沉降變形應(yīng)用分層總和法分析受力時(shí)，變形主要有路基沉降變形和路面瀝青混凝土柔性結(jié)構(gòu)壓縮變形兩種變形。而彈性理論法是建立在三維沉降的一種計(jì)算方式，針對(duì)連接段瀝青混凝土路面，受上部荷載作用路面會(huì)發(fā)生側(cè)向變形，從而會(huì)引起道路頂面發(fā)生沉降變形，下面從這三種因素分析解決連接段錯(cuò)臺(tái)的處理措施。

（一）提高連接段道路路基強(qiáng)度

提高連接段瀝青混凝土道路路基強(qiáng)度的方法主要有：

1.加強(qiáng)道路原狀土基承載力。施工中最常用的方法是對(duì)連接段原狀路基進(jìn)行預(yù)壓處理，待路基提升到一定強(qiáng)度后再施工上層路面基層，這種預(yù)壓或超載預(yù)壓的方法是處理軟弱基礎(chǔ)最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法?？紤]到水利工程土壩長(zhǎng)期作為擋水建筑物，壩體土料含水量一般較大，單一的預(yù)壓有時(shí)無(wú)法達(dá)到理想的路基強(qiáng)度，為了達(dá)到路基強(qiáng)度指標(biāo)還可以采取水泥攪拌樁基礎(chǔ)或砂樁固基等方法，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件合理選用。

2.選擇優(yōu)質(zhì)路面基層填料，優(yōu)化填料顆粒級(jí)配，保證填料的密實(shí)。填料選擇強(qiáng)度高、壓實(shí)快、透水性強(qiáng)的材料，拌和時(shí)適當(dāng)增加膠凝材料的含量以提高路基填料的強(qiáng)度。

（二）通過(guò)設(shè)置過(guò)渡段合理減少路面面層瀝青混凝土厚度

在瀝青混凝土道路結(jié)構(gòu)層中，瀝青混凝土面層是結(jié)構(gòu)層中彈性模量最小、變形量最大的結(jié)構(gòu)層，一般瀝青混凝土面層變形量與厚度成正比關(guān)系，瀝青混凝土厚度越大則后期變形量越大。因此，在道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)置3～5m 過(guò)渡段，在滿足行車(chē)需要的前提下合理降低瀝青混凝土面層的厚度，從而減少瀝青混凝土面層變形量。

（三）在連接段瀝青混凝土路面兩側(cè)設(shè)置剛性擋墻

彈性理論計(jì)算方法由我國(guó)著名教授黃文熙提出，該理論是三維沉降計(jì)算方法，考慮了道路側(cè)向變形對(duì)豎向變形的影響。當(dāng)瀝青混凝土路面在長(zhǎng)期運(yùn)行荷載作用下，結(jié)構(gòu)層會(huì)受上部荷載作用會(huì)發(fā)生向兩側(cè)擴(kuò)散的側(cè)向變形。在處理瀝青混凝土道路與水工建筑物接頭沉降問(wèn)題中，為了減少上部沉降量，可以在連接段道路兩側(cè)增設(shè)剛性擋墻，從而減少側(cè)向變形引起路面結(jié)構(gòu)豎向沉降產(chǎn)生的錯(cuò)臺(tái)，保證連接段平順銜接。

五、結(jié)束語(yǔ)

在水利工程土壩壩頂?shù)缆放c已建水工建筑物連接段施工中，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件提前預(yù)判，制定相應(yīng)的處理措施增強(qiáng)連接段道路強(qiáng)度，減輕和避免路面沉降，才能使連接段錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題得到控制與解決■