李春山

中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

1 前言

道路橋梁為我國的交通運(yùn)輸提供了巨大的幫助，隨著社會(huì)的發(fā)展以及人們的生活水平不斷提高，現(xiàn)在不僅僅是交通運(yùn)輸方面，平時(shí)的機(jī)動(dòng)車出行的數(shù)量也隨之增加，道路橋梁的問題在生活中愈發(fā)愈重要，在當(dāng)今，在道路工程的建設(shè)過程以及橋梁工程的項(xiàng)目建設(shè)過程中，如果忽視了施工中重要的技術(shù)和管理，就極易使得工程的結(jié)果出現(xiàn)質(zhì)量問題，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)塌方、斷裂等問題，極大方面上使道路橋梁在社會(huì)中的價(jià)值大打折扣，并且還對(duì)日常來來往往的人群或是交通工具造成生命危險(xiǎn)與損壞。也因此，每一個(gè)施工部門務(wù)必著重于道路與橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工的技術(shù)層次與管理層次，把握住每一個(gè)施工的要點(diǎn)，最小化或是消除道路橋梁建設(shè)過程中的種種問題。

2 路橋過渡段路基路面沉降的主要原因

2.1 路橋過渡段施工和設(shè)計(jì)方案不合理的問題

有些企業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)路橋過渡段的工作時(shí)，由于企業(yè)內(nèi)有關(guān)的設(shè)計(jì)單位并沒有按照實(shí)際的情況對(duì)過渡的路面進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，而只是在設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單的做處理，沒有按照規(guī)定的設(shè)計(jì)方案來進(jìn)行設(shè)計(jì)作業(yè)，這都致使了在結(jié)構(gòu)之間的不均勻沉降以及跳車情況的出現(xiàn)。對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，各施工方應(yīng)該在橋梁兩側(cè)的路基開始填筑工作之前就完成，但在實(shí)際施工時(shí)，施工人員并沒有配合好在施工時(shí)的分工，甚至分工情況與在合同中的情況相異，使得施工毫無順序，現(xiàn)場(chǎng)處于一個(gè)混亂的情況。此外，橋梁施工完成之后，在工作面相對(duì)于狹窄的路基進(jìn)行填筑工作時(shí)，會(huì)致使路基的不均勻壓實(shí)，并且在建完橋梁之后還會(huì)出現(xiàn)輕微的沉降，這些在路基施工的后期總?cè)菀妆皇┕し剿雎?。這一系列在施工方案上的選擇都會(huì)很大程度的影響路橋過渡段的最終質(zhì)量，若處理的不得當(dāng)，就會(huì)危害到道路橋梁的使用[1]。

2.2 路橋的結(jié)構(gòu)沉降量差異

通過對(duì)于道路橋梁工程方面的大量研究，我們分析出橋梁路基的沉降主要是因?yàn)槁访娴某两?、路基和地基的沉降所?dǎo)致的。在日常的風(fēng)吹雨打暴曬等自然因素以及來往車輛重力的壓迫下，就會(huì)導(dǎo)致路基發(fā)生對(duì)相應(yīng)的壓縮變形，然后地基發(fā)生沉降。此外，道路和橋梁間的剛度差異也是致使路橋過渡段發(fā)生沉降的主要原因之一，這是因?yàn)槁访嬖诮Y(jié)構(gòu)上屬柔性的結(jié)構(gòu)，而橋梁是承載能力比道路要高的剛性結(jié)構(gòu)。在有車輛行駛經(jīng)過時(shí)，橋梁不會(huì)產(chǎn)生形變，但是路面受壓力的影響會(huì)發(fā)生形變，導(dǎo)致了不同程度的路面沉降（表1）。

表1

2.3 臺(tái)背填料

平臺(tái)背材料在路橋工程中也是主要的工程材料之一，這種材料往往由滲透性好并且具有大空隙的材料制作而成。但是，在經(jīng)過來往行駛車輛的反復(fù)碾壓會(huì)降低其間的空隙率，使得內(nèi)部填充材料被擠壓，從而導(dǎo)致了路面路基產(chǎn)生沉降。

2.4 伸縮縫控制不當(dāng)

為確保道路橋梁的質(zhì)量，位于橋臺(tái)處的路面一般是利用伸縮縫來設(shè)置。但由于在有雨天的公路使用過程中，一些雨水會(huì)沿著滲透縫滲進(jìn)橋臺(tái)后方的路基里面去，長(zhǎng)久以來這會(huì)腐蝕路基的填料，又或是導(dǎo)致填料出現(xiàn)流失的情況，致使路基的含水量大大增加，此來降低了路基的強(qiáng)度，引發(fā)了路面路基的沉降。

2.5 設(shè)計(jì)因素

設(shè)計(jì)因素也是致使路橋過渡段路面路基產(chǎn)生沉降的主要原因。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，絕大部分的施工方會(huì)運(yùn)用板式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方法雖可以提升地基整體的強(qiáng)度，但跳車的現(xiàn)象仍會(huì)發(fā)生。其主要來源是由于橋梁懸挑長(zhǎng)度不合理，懸挑沒有被視為一種特殊的橋梁形式來進(jìn)行設(shè)計(jì)工作[2]。

3 橋梁過渡段路基路面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 科學(xué)合理設(shè)計(jì)路基路面結(jié)構(gòu)

道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，將會(huì)產(chǎn)生道路后期的沉降直接的影響。以瀝青路面為例，實(shí)際設(shè)計(jì)中瀝青路面的結(jié)構(gòu)群設(shè)計(jì)主要是滿足結(jié)構(gòu)的整體剛度，控制各層的疲勞開裂，然后，前者要求控制各層結(jié)構(gòu)的變形值，以防止整體剛度降低引起路基路面的沉降和其他損壞。在進(jìn)行計(jì)算工作時(shí)，往往要求設(shè)計(jì)的彎沉值要大于實(shí)測(cè)的彎沉值。中國的道路建設(shè)已經(jīng)廣泛開展，相關(guān)設(shè)計(jì)單位經(jīng)驗(yàn)豐富，在這一點(diǎn)上一般都很熟練使用。但是需要注意的是，彎沉值要根據(jù)公路等級(jí)和材料類型來計(jì)算選擇公路等級(jí)系數(shù)、面層類型系數(shù)和基層類型系數(shù)。此外，還要考慮在一些出現(xiàn)有季節(jié)性凍土或地下水位高、排水不暢的地段，還應(yīng)該增加對(duì)應(yīng)的功能層。

3.2 地基與路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

剛性較強(qiáng)的混凝土結(jié)構(gòu)通常用于路橋工程的橋臺(tái)，但由于路基剛度不高，所以設(shè)計(jì)地基和路基時(shí)，應(yīng)注意處理并且把控好橋臺(tái)和路基間的剛度差，以避免出現(xiàn)沉降的情況，提升工程總質(zhì)量。在進(jìn)行地基與路基設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)度為50m左右的坡度帶位于路堤和橋臺(tái)之間，之后還需要填充相應(yīng)的緩解材料在其內(nèi)，使得車輛在過渡段行駛時(shí)更加平穩(wěn)。其次，采用碎石的級(jí)配范圍符合規(guī)定的級(jí)配碎石填充過渡段路基。最后，為了使得填料壓縮性被降低，需要再加入適量的水泥，從而使得不均勻沉降的情況發(fā)生的更少[3]。

3.3 過渡段設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)過渡段時(shí)，應(yīng)選用能充分發(fā)揮其抗剪強(qiáng)度的土工格柵使其與周圍的土壤相結(jié)合（圖1）。除此之外，其還能使得土地承載力得到提高以防止變形，大大的使路基的穩(wěn)定性被提升。設(shè)置該方案應(yīng)采用橫向布局，選擇合適的施工方案，使施工的質(zhì)量能夠有所提高。當(dāng)過渡段差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為5cm 時(shí)，過渡段的長(zhǎng)度應(yīng)該不小于12.5cm，之后再使用連續(xù)坡面沉降的方法。為了讓過渡段沉沉這段種落差是線性變化的，可以用加固樁的方法來處理路基，依照填土高度和沉降速率采用不同的樁長(zhǎng)和樁間距。在橋頭位置，具有樁長(zhǎng)較長(zhǎng)以及樁間間距短的特點(diǎn)，過渡到一般道路位置時(shí)的樁長(zhǎng)較短的樁間距較大。除此之外，中間樁的長(zhǎng)度與樁間距呈線性關(guān)系，使得過渡期能夠順利進(jìn)行。

圖1 設(shè)置土工格柵的路橋過渡段結(jié)構(gòu)形式

3.4 搭板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

首先，在使用道路橋梁工程的過程中，為了有效把控沉降率，避免因?yàn)槌两刀l(fā)出現(xiàn)縱向坡度，過渡板的傾角應(yīng)當(dāng)控制在2.1%～0.3%之間。其次，應(yīng)合理控制板的長(zhǎng)度，以便板的長(zhǎng)度可以到達(dá)平臺(tái)背面的另一側(cè)，并且可以通過泥土來進(jìn)行壓縮工作。最后，應(yīng)該依照平臺(tái)以及彈性地基實(shí)際受力的情況來科學(xué)合理的計(jì)算出搭板的長(zhǎng)度，使搭板盡量保持在1m 左右的長(zhǎng)度。在設(shè)計(jì)搭板強(qiáng)度的過程中，還需要被充分考慮的是在填料和搭板間的空隙。

4 沉降處理措施

4.1 地基沉降處理

路橋工程要求過渡段路基、路面的沉降指標(biāo)不得超過10cm，以此來有效地避免有變形以及跳橋的現(xiàn)象在過渡段發(fā)生，提高道路質(zhì)量延長(zhǎng)了使用壽命。為符合相關(guān)規(guī)定和要求，必須控制過渡段的變形，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。在處理地基沉降的問題時(shí)，可以運(yùn)用到輕質(zhì)材料置換法、土工格柵加固法和水泥攪拌樁法。輕質(zhì)材料替代法的具體方法是通過使用一些類似于膨脹性聚苯乙烯、泡沫混凝土等的物質(zhì)當(dāng)作填料，為減少地基的沉降。過渡段沉降的線性坡度可以通過改變置換充填法的厚度來實(shí)現(xiàn)，樁的間距和長(zhǎng)度可以通過水泥攪拌樁加固土樁來實(shí)現(xiàn)。土工格柵加固是由高密度聚乙烯或聚丙烯制成的加固方法新型土工合成材料主要由擠壓和拉伸制成，起到加固作用。其在抗應(yīng)力的能力上比較突出，可以防止土壤變形，和土壤的形成有機(jī)整體，防止沉降。不僅如此，其還可以使得土壤的抗剪能力被得到提高，更容易地嵌入土壤之中，大大地改善了地基基礎(chǔ)的性能。

4.2 路基填料的壓實(shí)

橋臺(tái)背面的材料往往具有高厚度的特點(diǎn)。為了可以大幅度的降低過渡段會(huì)出現(xiàn)工后沉降的問題，往往是運(yùn)用提高填料的密度并且降低填料壓縮性的方法。通常情況下都是運(yùn)用民用復(fù)合材料加筋路堤來作為橋梁路堤的填筑材料。在地基具有較強(qiáng)承載力的情況下其能夠充分地發(fā)揮作用，在減少不均勻沉降的工作上做出極大的貢獻(xiàn)。首先，要選擇更好地填料，粗粒料可以作為填料，以提高壓實(shí)性能和強(qiáng)度，使得土壤內(nèi)的水分更好地被吸收，從而使得地基的穩(wěn)定性得到了提高。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層的過程中，其可以將礫石、砂礫等來作為填充用的材料。此外，為了壓實(shí)方案能夠得到優(yōu)化，有必要采用分層壓實(shí)的方法，分層壓實(shí)的厚度要具備小于20cm的條件。同時(shí)，必須通過測(cè)試來確定出最佳壓實(shí)含水量，還需要挑選出最佳碾壓輥組來進(jìn)行碾壓。在實(shí)際的施工過程中，還應(yīng)該依照施工區(qū)域內(nèi)的地基基礎(chǔ)情況，使用加固和排水等科學(xué)合理的填充方法來使過渡段的承載能力提高，最終提高了過渡段的質(zhì)量[4]。

4.3 路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在進(jìn)行處理路面的過程中，通過設(shè)置橋端過渡板進(jìn)行整體的優(yōu)化是必要的工作。首先，需要在橋臺(tái)與搭接板之間的連接處預(yù)留有一個(gè)接縫，伸縮縫的兩側(cè)可通過搭接板以及橋臺(tái)來構(gòu)成，并且在搭接板與橋臺(tái)之間安置垂直的錨栓，如此一來可以很有效地防止路面有沉降的情況發(fā)生。此外，在路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，通常會(huì)設(shè)置一個(gè)鋼筋混凝土的過渡板位于橋梁搭板和一般路段的中間，這樣做的目的是為了提升路面的剛度，使得路面平滑的過渡，大大延長(zhǎng)了路面使用的年限。

5 結(jié)束語

總而言之，致使路橋過渡段路面路基發(fā)生沉降的因素有很多。這些因素每一個(gè)都對(duì)之后的正常使用和施工質(zhì)量產(chǎn)生了不利的影響。所以為了改善路橋過渡段路基路面的質(zhì)量，使過渡段的沉降率有所降低，使路基變形能夠以線性過渡的方式呈現(xiàn)出來，需要根據(jù)工程實(shí)際來制定出合理的路基路面處理方案。在后來的設(shè)計(jì)以及施工中，為防止并且處理跳橋情況的出現(xiàn)，處理路基的沉降工作務(wù)必要做好，對(duì)于填料以及路面機(jī)構(gòu)也需要好的優(yōu)化處理。以此來為路橋過渡段的施工打好基礎(chǔ)，好讓我國在交通行業(yè)的發(fā)展上能夠更加的迅速。