路橋過渡段軟基施工技術(shù)應(yīng)用分析

陳娜

摘 要：路橋過渡段的軟基路基路面施工涉及到很多環(huán)節(jié)，并且每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)工程施工質(zhì)量的影響也不一樣，所以要綜合各方面因素對(duì)該路段施工質(zhì)量加強(qiáng)重視，以防止或者減少路橋過渡發(fā)生不均勻沉降，進(jìn)而達(dá)到徹底根治橋頭跳車問題的目的，使得整個(gè)公路路橋的使用性能及使用壽命得以可靠保證。

關(guān)鍵詞：過渡段；軟基；壽命

1 前言

隨著高等級(jí)公路的大量建設(shè)，雖然管理單位和工程設(shè)計(jì)人員對(duì)橋頭跳車的危害己經(jīng)有了比較清晰的認(rèn)識(shí)和足夠的重視，在具體的工程設(shè)計(jì)中也采取了不少處治措施，取得了一些成功的實(shí)例。但從實(shí)際情況看，橋頭跳車現(xiàn)象不僅在舊的橋頭路堤存在，在許多新建的高等級(jí)公路上也較普遍。究其原因，主要有：對(duì)橋頭路堤缺乏比較詳盡的地質(zhì)和水文調(diào)查，沒有針對(duì)引起橋頭跳車的主要原因而對(duì)癥下藥；只注重于橋頭跳車處治方法的工程實(shí)踐，較少進(jìn)行系統(tǒng)的研究；路橋過渡段作為一個(gè)復(fù)雜體系，橋頭跳車的處治應(yīng)突出“綜合處治”的思想。

軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當(dāng)，就會(huì)造成地基失穩(wěn)，使道路沉降過大或不均勻沉降，對(duì)道路成不同程的的然害，本文主要探討了路橋過渡段軟基施工技術(shù)，以期改善該路段的交通狀況。

2 路橋過渡段軟基路基不均勻沉降的原因分析

1、橋頭引道軟土地基處治不標(biāo)準(zhǔn)

通過公路調(diào)查結(jié)果表明，軟基路段由于地基沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象主要是施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，地質(zhì)鉆探布孔過少，鉆探深度不夠，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟基存在，或者未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度以及軟土的物理力學(xué)性質(zhì)等等，導(dǎo)致橋頭路堤軟土地基處治遺漏，或采取的處治方法不恰當(dāng)。此外，采用的軟基處治理論計(jì)算方法和選用的計(jì)算參數(shù)與軟基實(shí)際情況存在一定差距，導(dǎo)致軟基處治設(shè)計(jì)未能達(dá)到預(yù)期效果和技術(shù)要求。另外，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低，也是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。

2、橋臺(tái)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不標(biāo)準(zhǔn)

公路建設(shè)中幾乎所有橋梁、通道和明涵等都要求臺(tái)背填土處治。然而，臺(tái)背填土壓實(shí)度受施工的用料、順序、機(jī)械、經(jīng)驗(yàn)和施工作業(yè)面等工程管理因素的影響，普遍存在臺(tái)背填土壓實(shí)度未能滿足設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象，這是路橋過渡段路基路面產(chǎn)生不均勻沉降的基本原因之一。此外，在公路營(yíng)運(yùn)過程中，路基路面在車輛荷載以及自然因素的長(zhǎng)期作用下，會(huì)形成土基塑性變形的積累，導(dǎo)致路橋間的差異沉降，從而影響公路路面的平順程度。

3、橋頭引道過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不周密

橋頭引道路基工程中，常用的過渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過渡板（即搭板）和加筋土法等。這些處理措施的主要目的是通過提高路基的整體強(qiáng)度，從而降低路橋間的剛度變化以及沉降差異，以減少路橋間的不平順，從而防治或避免橋頭跳車現(xiàn)象。從公路工程建設(shè)可知，橋頭引道過渡段常采用搭板結(jié)構(gòu)。然而，設(shè)置搭板以后的橋頭跳車現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，橋頭搭板斷板現(xiàn)象較為普遍。

3 路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、路橋過渡段的變形控制

從路橋過渡段的路基路面工程實(shí)踐分析可知，路橋過渡段的變形控制必須解決兩個(gè)問題：即嚴(yán)格控制過渡段內(nèi)路基的工后沉降量；將路橋交界處的錯(cuò)落式沉降變成連續(xù)的斜坡式沉降。

2、合理設(shè)置緩和過渡段

由于不同的結(jié)構(gòu)型式，從橋臺(tái)剛度大的混凝土結(jié)構(gòu)逐步過渡到柔性的填土路基結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度不一致。因此，軟土地基處治時(shí)，各段不同強(qiáng)度之間需設(shè)置強(qiáng)度過渡段。同樣地面上的路堤亦需要設(shè)置強(qiáng)度過渡段。世界銀行貸款項(xiàng)目要求在剛性橋臺(tái)和柔性路堤之間設(shè)置50m的強(qiáng)度漸變段，使用不同的級(jí)配填料，確保路堤強(qiáng)度過渡。如果設(shè)置50m漸變段有困難，建議漸變段長(zhǎng)度不得小于30m。如果橋頭引道不存在軟土地基，若路橋過渡段的差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為5cm，沉降坡差按0.4%控制，則強(qiáng)度漸變段長(zhǎng)度應(yīng)大于13m。

3、路橋過渡段的地基條件與路基條件

在橋頭引道路堤填筑過程中，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承載力，也不能有效阻止地基沉降。只有當(dāng)?shù)鼗哂凶銐虻某休d力，在路堤填土自重荷載與車輛荷載的聯(lián)合作用下不致破壞而產(chǎn)生較大的沉降時(shí)，土工合成材料的加筋才會(huì)產(chǎn)生明顯效果。因此，公路路橋過渡段的地基條件應(yīng)保證路基的工后沉降≤10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差≤0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)，路基條件應(yīng)滿足規(guī)范要求。

4、路橋過渡段的結(jié)構(gòu)型式

（1）橋臺(tái)臺(tái)背路堤加鋪土工格柵

在路橋過渡段路基施工設(shè)計(jì)中，必須采用土工格柵技術(shù)。當(dāng)土工格柵與土一起承受車輛荷載和土體自身荷載的同時(shí)，土工格柵能使土體的抗剪強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，約束土體的側(cè)向變形，控制路基填土的側(cè)向位移，增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)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(tái)臺(tái)背局部范圍土中的垂直應(yīng)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(fù)作用下，會(huì)減少或不會(huì)產(chǎn)生變形的累積。由于在路橋過渡段鋪設(shè)土工格柵具有明顯的工程效果，因此在路橋過渡段高填方路堤可采用橋臺(tái)臺(tái)背回填加鋪土工格柵的結(jié)構(gòu)型式。土工格柵的設(shè)置間距和長(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范要求，通過計(jì)算確定。

（2）合理確定搭板長(zhǎng)度和搭板強(qiáng)度

到目前為止，搭板的設(shè)計(jì)未有統(tǒng)一模式，一般按照下述原則確定其長(zhǎng)度：路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，由于道路下沉引起路面縱坡變化，要求搭板隨路堤沉降后傾角在1/200至1/300范圍內(nèi)變化；搭板的長(zhǎng)度能跨越橋臺(tái)臺(tái)背難以壓實(shí)的土體，或跨越按計(jì)劃在臺(tái)背預(yù)留的土方缺口長(zhǎng)度；根據(jù)搭板的受力狀態(tài)，用彈性地基或簡(jiǎn)支梁計(jì)算搭板長(zhǎng)度。根據(jù)規(guī)范要求，按上述方法計(jì)算的搭板長(zhǎng)度為30～20m。可參考此計(jì)算方法，結(jié)合工程具體情況，合理確定搭板長(zhǎng)度。搭板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)搭板與臺(tái)背填土可能脫空的最不利狀態(tài)處理，同時(shí)考慮搭板節(jié)段的劃分以及枕梁位置對(duì)搭板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)影響。

控制路基工后沉降和路橋間差異沉降。

4 路橋過渡段軟基路基路面的施工研究

1、橋臺(tái)軟基的處治施工

從公路工程施工分析可知，水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯，施工工期短，但工程造價(jià)高；超載預(yù)壓可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載，方便施工，工期長(zhǎng)，剩余沉降量大；塑料排水板法加固工期較超載法短，較粉噴樁法長(zhǎng)。此外，還有強(qiáng)夯法和爆破法等軟土地基處治方法。各種方法的機(jī)理及適應(yīng)性各有特點(diǎn)，施工過程中要根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)際情況加以選擇采用。為了保證軟基排水固結(jié)的施工質(zhì)量，消除軟基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必須盡可能地提前軟土地基路段的施工時(shí)間，尤其是橋臺(tái)地段的施工時(shí)間，爭(zhēng)取更長(zhǎng)的預(yù)壓時(shí)間，以減少軟基路堤工后沉降；根據(jù)軟土的地質(zhì)條件、土層性質(zhì)和路堤填筑高度，一般路堤采用袋裝砂井或塑料排水板處理，其間距在鄰近橋頭路段附近應(yīng)加密；在橋臺(tái)處設(shè)置攪拌樁過渡段，并在攪拌樁過渡段末端與袋裝砂井或塑料排水板加密區(qū)交接處設(shè)置土工織物砂墊層，以協(xié)調(diào)變形。

2、路橋過渡段的施工組織

在橋臺(tái)結(jié)構(gòu)完成后，盡快安排過渡段路堤與一般填土路堤的施工，并使用具有同等壓實(shí)度能量的壓實(shí)機(jī)械將過渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進(jìn)行填筑碾壓。在路堤與橋臺(tái)連接部位，路堤與錐坡預(yù)壓填土應(yīng)同步填筑與碾壓，使用大型機(jī)械碾壓困難時(shí)可改用小型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行充分壓實(shí)。此外，對(duì)一些路基工后沉降可能大的工點(diǎn)，如深層軟土地基和橋頭高路堤，除了采用一切必要的地基處治措施外，必須優(yōu)先安排施工，進(jìn)行靜置預(yù)壓直至符合規(guī)范要求為止。

3、路橋過渡段路堤填料的選擇

實(shí)施路橋過渡段路堤填筑之前，要有目的地選擇施工路段的填料，采用各種土壤作對(duì)比試驗(yàn)。其試驗(yàn)項(xiàng)目包括：土壤的液限和塑限聯(lián)合測(cè)定，實(shí)施篩分和擊實(shí)試驗(yàn)；各種土壤在相同壓實(shí)機(jī)具下達(dá)到同等壓實(shí)度時(shí)的壓實(shí)遍數(shù)與松鋪厚度的關(guān)系。從試驗(yàn)結(jié)果中，比較各種土壤的技術(shù)指標(biāo)，從中選出最適宜的土壤作為過渡段路堤的填料。填料的選擇原則應(yīng)選用干容重較大的砂類土或滲水性較好的材料。這樣的材料具有良好的級(jí)配水穩(wěn)定性和壓實(shí)特性。當(dāng)采用非滲水性土?xí)r，應(yīng)在土中增加外摻劑，如石灰、水泥等。嚴(yán)禁使用淤泥、沼澤土以及含草皮、樹根、生活垃圾、雜物和含水量過大的土作為填料。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，諸多路橋工程實(shí)踐案例表明，在橋頭引道位置，剛性橋臺(tái)與柔性路堤之間屬于強(qiáng)度漸變段，很容易出現(xiàn)不均勻沉降，最終導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，這也是當(dāng)前公路工程建設(shè)過程中迫切需要解決的問題。然而就工程項(xiàng)目所處區(qū)域地質(zhì)條件來看，在對(duì)路橋過渡段施工前，需要合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)過渡段每個(gè)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量的控制；客觀上還要采取一套科學(xué)合理的管理程序，確保每道工序的施工質(zhì)量能夠合格，進(jìn)而防止路橋過渡段出現(xiàn)不均勻沉降問題，從源頭上防止或者減輕路橋跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，將交通營(yíng)運(yùn)舒適性、安全性與可靠性提高。

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