談公路橋梁段不均勻沉降的原因及處理方法

韋浩成

【摘要】近幾年，我國交通事業(yè)迅猛發(fā)展，對道路橋梁建設(shè)的施工提出了更高要求。然而路基和橋臺無論是在結(jié)構(gòu)上還是在地基條件上都有著明顯差異差異，加上設(shè)計和施工的影響，在公路橋梁段往往會出現(xiàn)不均勻沉降，進而導致路面突變，這對行車速度和行車安全有著不利影響。筆者參與了吳江東西快速干線DXKS-A2標段連續(xù)高架的建設(shè)施工，現(xiàn)結(jié)合工程實例，從公路橋梁段不均勻沉降原因入手對其有效處理方法進行重點闡述。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；不均勻沉降；原因；處理方法

公路橋梁段的不均勻沉降現(xiàn)象是普遍存在的，常常會引起橋頭跳車，這不僅會加速橋梁路面和車輛損壞，還嚴重影響行車安全、速度和舒適度，因此必須徹底解決，促使橋頭跳車現(xiàn)象得到整治。吳江東西快速干線DXKS-A2標段全長2.869km，包括道路工程和橋梁工程，由于施工條件較為復雜，高處作業(yè)面大量廣，交叉施工多相互干擾大，施工組織管理難，稍有不慎，公路橋梁段施工質(zhì)量就會出現(xiàn)問題，引起不均勻沉降?，F(xiàn)筆者從公路橋梁段不均勻沉降原因入手探討其有效處理方法，以期盡量降低本項目公路橋梁段橋頭跳車現(xiàn)象發(fā)生率，并為同類工程建設(shè)提供有益借鑒。

一、公路橋梁段不均勻沉降原因分析

1.地基

本項目自然地面以下85m深度范圍內(nèi)有多個含水層，地下水位較高；道路全區(qū)段分布在第③-1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，層粉質(zhì)黏土呈軟塑-流塑狀，土質(zhì)較軟弱，含水量高，且抗剪強度低，長期受到車輛荷載作用必然會引起沉陷，當?shù)缆放c橋梁之間測沉降存在較大差異，行車安全就會受到威脅，也會導致路橋損壞，比如路橋開裂、滑移等。而且根據(jù)水樣水質(zhì)分析結(jié)果，場地地表水、地下水和土對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋具有弱腐蝕性。

2.臺背材料

一般而言，公路橋梁段施工過程中所選用的臺背材料都是透水性比較好的材料，但是這種材料有著自身缺陷，比如孔隙率大，在施工過程中，很難對其土方含水量進行有效控制，壓實度也難以達到質(zhì)檢要求。隨著時間增長，在道路自重垂直荷載以及車輛振動荷載的長期作用下就會不斷將材料壓縮，進而降低路堤承受能力，導致道路橋梁段出現(xiàn)不均勻沉降。

3.剛度差異

本標段橋梁部分為支架現(xiàn)澆預應力連續(xù)箱梁和現(xiàn)澆預應力簡支板梁，屬于剛性結(jié)構(gòu)物，道路則是柔性路基和剛性路面的組合。當公路與橋梁相融合，在橋梁自重和車輛荷載下，橋梁結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)較大變形，基礎(chǔ)以下部分也不會產(chǎn)生明顯變形，而道路在長時間的外力作用下會出現(xiàn)明顯的壓縮變形，進而使道路與橋梁發(fā)生變形，易產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象。

4.施工

公路橋梁施工中，為滿足施工工序要求，橋涵兩端通常需留出一個暫時的過渡區(qū)域，這個過渡區(qū)域施工面狹窄，填土較多，如果我們不重視該區(qū)域的質(zhì)量只注重施工進度，公路與橋梁的壓實效果很難到位，給不均勻沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)提供條件。

5.設(shè)計

若地質(zhì)鉆探布控過少或是布控深度不足，可能無法準確探明軟基范圍和深度，獲得的軟基數(shù)據(jù)不夠確切，造成在實際操作時軟基處置的理論計算、選用的參數(shù)計算與實際數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，進而導致相關(guān)設(shè)計不能達到規(guī)范要求。

二、不均勻沉降的處理方法

1.設(shè)計措施

首先，嚴格按照交通部規(guī)范要求進行設(shè)計，對公路橋梁過渡段的變形進行有效的控制，使公路和橋梁連接處最大容許工后沉降為<10cm；為避免車輛行駛產(chǎn)生晃動或搖動現(xiàn)象，路面局部縱坡不應>0.5%。其次，結(jié)構(gòu)形式不同，混凝土結(jié)構(gòu)剛度較大的橋臺逐步過渡到柔性填土路基結(jié)構(gòu)和瀝青砼路面結(jié)構(gòu)，且強度不一致，因此，對軟土地基進行處置時，在各段不同強度之間應設(shè)置強度過渡段。第三，進行GRS橋臺設(shè)計，這種橋臺設(shè)計與傳統(tǒng)橋臺設(shè)計不同，其樁基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性質(zhì)為柔性，在操作上比較簡單，可行性強，而且造價低，采用這種設(shè)計能將公路與橋梁的不均勻沉降引起的橋頭磕碰現(xiàn)象消除，需注意的是，應將土工合成加筋土鋪設(shè)在基底，以減小對橋基的沖擊，增強整體路基剛度的增強。第四，在公路橋梁段加鋪土工格柵的結(jié)構(gòu)形式（見圖1），使土工格柵與土同時承擔車輛的荷載作用和土體自身荷載，這個時候土工格柵抗剪強度得以發(fā)揮，很大程度上增強了路基整體穩(wěn)定性，那么路基的變形模量也會隨之增強，此外，土工格柵還能與路基填土產(chǎn)生摩擦作用，有利于增強路基土地承載力，進而減少沉降。第五，合理設(shè)計搭板長度和強度，采取必要的彈性地基或簡支梁的設(shè)計方法，應能促使橋臺臺背難以壓實的土體進行跨越，一般將搭板長度控制在20-30m范圍內(nèi)。

2.施工控制

在施工方面，在施工前務(wù)必要進行試驗，按照試驗取得的施工工藝開展施工，與此同時，對施工流程、施工含水量、壓實次數(shù)等指標進行嚴格控制。合理選擇路堤填料，從經(jīng)濟角度考慮，建議就地取材，可選用干容重較大的砂類土或透水性良好的材料，使材料具備良好的級配水穩(wěn)定性和壓實特性，若采用非滲水性材料，應加入適量外摻擠比如石灰、水泥等。按照設(shè)計寬度使臺背路堤填土與錐坡填土同時進行，一次完成，分層填筑，每層壓實厚度控制在15cm以下。進行碾壓時，若采用振動壓路機，為增加碾壓效果，可對臺背路堤填土和路基土方連接處加以振動，但橋臺附近則應采用不振動靜壓，以免對橋臺造成損傷，對于碾壓機械無法碾壓到的地方，采用人工沖擊夯進行夯實。此外，本標段施工的最主要特點是平面交叉施工，高架系統(tǒng)下面有路基系統(tǒng)，需在有限的作業(yè)空間和規(guī)定的時間內(nèi)逐步完成路基和橋梁施工，為此，必須精心組織施工隊伍，根據(jù)各工序工作量的多少合理編排各工序作業(yè)進度計劃，盡力避免質(zhì)量問題返工、工序銜接紊亂、安全事故延誤等。

三、結(jié)語

總之，公路橋梁段不均勻沉降即橋頭跳車現(xiàn)象已成為公路建設(shè)中最常見的質(zhì)量缺陷之一，不僅會縮短橋梁路面和車輛的使用壽命，還會影響行車安全和舒適度。如今，人們越來越認識到過渡段質(zhì)量的重要性。在吳江東西快速干線建設(shè)中，為預防公路橋梁段出現(xiàn)不均勻沉降，我們深入分析了不均勻沉降產(chǎn)生原因，從設(shè)計到施工，通過采取多種措施以期達到減少或消除公路橋梁段不均勻沉降對線路行車影響的目的，并在保證工程質(zhì)量、延長公路橋梁路面使用壽命的同時確保行車快、行車安全、行車舒適。

參考文獻：

[1]周慶剛.道路與橋梁過渡段不均勻沉降的原因及改進措施探析[J].門窗，2012，07：303+310.

[2]尕瑪才讓.探析道路與橋梁過渡段不均勻沉降的原因及對策[J].科學中國人，2014，18：8.

[3]陳秀娟.不均勻沉降在路橋邊渡段中的成因及解決方案[J].門窗，2013，09：301+304.