道路橋梁不均勻沉降的原因及對(duì)策

陳 濤

（中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300459）

隨著城市化進(jìn)程加快，道路橋梁在推動(dòng)國(guó)內(nèi)城市化進(jìn)程上發(fā)揮了很好的作用。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)加大了對(duì)橋梁的建設(shè)力度，包含橋頭跳車(chē)與不均勻沉降等。這些問(wèn)題不僅會(huì)影響行車(chē)安全，還會(huì)讓群眾對(duì)高速公路的評(píng)價(jià)降低。因此，道路橋梁建設(shè)施工單位務(wù)必將相關(guān)技術(shù)掌握好，最終從整體上提高道路橋梁整體的施工質(zhì)量。

1 道路橋梁路基路面沉降造成的危害

道路橋梁作為交通道路中的重要部分，其沉降必定會(huì)引來(lái)一系列交通危害，影響人們的正常出行和運(yùn)輸業(yè)的順利發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)的數(shù)量只增不減，這無(wú)疑增加道路橋梁路基的壓力，早些年間的道路橋梁可能承受不住這樣的壓力而發(fā)生沉降，這無(wú)疑在考驗(yàn)著我國(guó)公路運(yùn)輸能力以及建設(shè)質(zhì)量。道路橋梁路基路面發(fā)生沉降的危害，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，會(huì)導(dǎo)致路橋發(fā)生結(jié)構(gòu)方面的危害，進(jìn)而使得服務(wù)的整體性下降；其次，會(huì)使行駛過(guò)程之中的舒適感下降，并且還會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)的壽命縮減，易引發(fā)交通事故，危害到駕駛?cè)藛T以及乘坐人員的安全；最后，會(huì)對(duì)日常行車(chē)安全造成影響，特別是橋梁、路面的沉降、橋面拱形結(jié)構(gòu)，均會(huì)加大橋面的壓力，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致橋面發(fā)生斷裂。

2 道路橋梁產(chǎn)生不均勻沉降的主要原因

2.1 設(shè)計(jì)不周詳引起路基沉降

在道路橋梁建設(shè)過(guò)程中，常常會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)不周詳而導(dǎo)致路基沉降，一些設(shè)計(jì)人員只考慮經(jīng)濟(jì)因素，在一些大河面或者大溝壑地區(qū)進(jìn)行施工，從而使橋涵的結(jié)構(gòu)不合理，尺寸偏小、橋頭過(guò)長(zhǎng)、不能正常排水等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)道路橋梁的臺(tái)前、臺(tái)背等方面的防護(hù)工作沒(méi)有做到位。在路堤填料壓力的情況下，出現(xiàn)了水位錯(cuò)移、路基沉降等現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)路橋時(shí)，沒(méi)有將其中的過(guò)渡低端進(jìn)行全面的考慮。如果在實(shí)際施工時(shí)操作不慎，就會(huì)導(dǎo)致道路橋面出現(xiàn)突變或者錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致橋頭跳車(chē)現(xiàn)象發(fā)生，威脅人們的生命健康安全。

2.2 地基引道處理不科學(xué)

根據(jù)現(xiàn)實(shí)統(tǒng)計(jì)可知，之所以出現(xiàn)跳車(chē)現(xiàn)象是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)而帶來(lái)的下沉。在地基施工中，沒(méi)有結(jié)合實(shí)際情況編訂施工方案，或者鉆探深度不夠、地質(zhì)鉆孔較少，沒(méi)有確定軟土層位置，在軟土深度與性質(zhì)分析不足的情況下，在軟土地基的處理上欠科學(xué)。另外，對(duì)軟土地基處理與模擬明顯不足，在設(shè)計(jì)處理與實(shí)際情況不符的情況下，很容易造成軟土路基沉降。外加雨水沖刷，加重了路基沉降，從而影響路基抗剪性與強(qiáng)度，最后造成不均勻沉降。

2.3 對(duì)橋臺(tái)背的路堤進(jìn)行壓實(shí)時(shí)達(dá)不到要求

結(jié)合相關(guān)的公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)橋臺(tái)背進(jìn)行填土壓實(shí)處理，但是該施工工藝非常復(fù)雜，在施工中有很多因素會(huì)影響質(zhì)量，例如：施工中的設(shè)備，選擇的工藝流程，以及使用的材料質(zhì)量等，如果有一方面達(dá)不到要求，就可能出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題。另一方面，公路在投入使用后，每天的通車(chē)量非常大，其承受的載荷也很大，如果超過(guò)一定限度，或者后期保養(yǎng)不到位，就會(huì)導(dǎo)致道路地基的塑形形變。不同地區(qū)的天氣情況不同，也會(huì)對(duì)施工技術(shù)造成影響。因此，整體質(zhì)量控制存在很大困難，施工人員一定要認(rèn)識(shí)清楚。

2.4 橋臺(tái)路基下沉

在地質(zhì)條件復(fù)雜的雙重作用下，在路橋過(guò)渡段不均勻沉降的影響下，公路開(kāi)始出現(xiàn)路基不穩(wěn)，又因?yàn)檐?chē)輛增加而引發(fā)的過(guò)量荷載力的作用下，導(dǎo)致公路表面的填料發(fā)生位移，改變路基性能造成路基沉陷問(wèn)題嚴(yán)重。路基下沉的出現(xiàn)使得大量積水夾雜著混合物滲入路基內(nèi)部，由于雜質(zhì)的混入導(dǎo)致路基表面大小不一，材質(zhì)不同，進(jìn)而引發(fā)路基受力不均勻，出現(xiàn)路基不穩(wěn)，導(dǎo)致路橋結(jié)構(gòu)的失衡，破壞公路的穩(wěn)定性，進(jìn)一步惡化橋梁的安全質(zhì)量。

2.5 早期在路橋過(guò)渡段施工中的潛在問(wèn)題

在早期公路的施工過(guò)程中，由于惡劣天氣原因，會(huì)讓路橋過(guò)渡段發(fā)生損耗，過(guò)渡段不同于其他公路表面，相比較更為特殊，暴雨、暴雪、高溫天氣出現(xiàn)時(shí)，降雨量增加，公路積水嚴(yán)重，再加之早期路橋過(guò)渡段施工中的一些潛在問(wèn)題，導(dǎo)致路橋過(guò)渡段表面不斷滲入雨水，然后在高溫暴曬的作用下，不斷破壞路面結(jié)構(gòu)，破壞公路結(jié)構(gòu)的固性，造成路面沉陷。

2.6 臺(tái)背填料引起路基壓縮變形

道路橋梁施工過(guò)程中，基本會(huì)選擇透水性能好的臺(tái)背填料，但是這些材料的空隙較大，難以準(zhǔn)確把握土方的含水量，土方夯實(shí)無(wú)法滿足相關(guān)的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，填料會(huì)受車(chē)輛重量及橋梁自重的壓縮，降低路堤的承受能力，導(dǎo)致過(guò)渡段的不均勻沉降。

2.7 車(chē)輛荷載的作用

對(duì)于大多數(shù)家庭而言，小轎車(chē)不再屬于奢侈品，所以小轎車(chē)的數(shù)量在逐步的增加。車(chē)輛增長(zhǎng)過(guò)快最直接的表現(xiàn)就是橋梁壓力增加，直接作用在橋梁上導(dǎo)致載荷過(guò)重，出現(xiàn)裂痕。載荷過(guò)重的主要原因是在路橋建筑工程中沒(méi)有準(zhǔn)確預(yù)估載荷承受力，質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告不完善，導(dǎo)致路橋不能承受過(guò)量的壓力，壓力的增加，路基表面容易受到損壞，路橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性被破壞，路橋表面不均勻現(xiàn)象出現(xiàn)，路橋臺(tái)階現(xiàn)象加劇。

3 道路橋梁不均勻沉降的防范對(duì)策

3.1 路基的設(shè)計(jì)

路基結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)該運(yùn)用較小剛度的瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，融合兩者的方式，能夠?qū)^(guò)渡段路基的作用力進(jìn)行合理地控制，從而使路橋過(guò)渡段的沉降現(xiàn)象得到適當(dāng)緩和。通常情況下，應(yīng)該適當(dāng)處理軟土地基。通過(guò)在橋臺(tái)與路基間設(shè)計(jì)50m寬的地帶，使強(qiáng)度得到一定的增加，借助不同的配料填充處理該地帶，使路堤的過(guò)渡段得到一定的保證。這一過(guò)程中，如果運(yùn)用土工合成土堤的形式，就不能呈現(xiàn)出較明顯的地基承載力增強(qiáng)的效果，對(duì)過(guò)渡段沉降的預(yù)防效果也不夠明顯。所以應(yīng)該加強(qiáng)地基的承載力，能夠在填充以及相關(guān)車(chē)輛的重量下，減小沉降的程度，以此使土工合成材料的作用積極發(fā)揮出來(lái)。但是，還要注意將路基的沉降差值控制在5cm以?xún)?nèi)，將沉降坡度控制在0.4%之內(nèi)等。

3.2 做好搭板配置

首先在確定設(shè)置方式時(shí)，需要考慮路面或橋面荷載作用對(duì)于其剛度變化的影響。一般承載不同，剛度和路面厚度都會(huì)受到影響，增加施工難度。搭板可采用平行方式設(shè)置，即搭板與路面頂面平行設(shè)置，保持搭板頂面標(biāo)高的三個(gè)一致——搭板頂面標(biāo)高與橋面層底標(biāo)高一致；與路基頂面標(biāo)高一致；與橋臺(tái)連接處一致。此外，搭板施工標(biāo)高應(yīng)大于設(shè)計(jì)標(biāo)高值。

在橋臺(tái)設(shè)置好搭板，通常使用豎直錨栓與水平拉桿，避免由于搭板縱向滑落而出現(xiàn)凹陷。在選用鋼筋時(shí)，通常使用22號(hào)鋼筋，設(shè)置鋼筋時(shí)，盡量將鋼筋距離控制在0.75～0.8m內(nèi)。為了確保錨栓的豎直性，牛腿與搭板很可能受到破壞。如果錨桿位移和水平拉桿處在水平方向，此時(shí)施工可以達(dá)到最佳效果。

3.3 臺(tái)背填料選擇

一般路基加壓后會(huì)產(chǎn)生瞬間沉降，隨著壓力消散體積縮變產(chǎn)生固結(jié)沉降，在持續(xù)荷載下出現(xiàn)次固結(jié)沉降。固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降對(duì)道路橋梁的影響較大，填筑材料是影響路橋沉降的關(guān)鍵因素。因此，在后臺(tái)填筑過(guò)程中，要注意選擇合適的高質(zhì)量的填筑材料，來(lái)有效的減少沉降問(wèn)題的發(fā)生。EPS輕型材料作為一種環(huán)保型的建筑材料，適用于實(shí)用性和環(huán)保型較強(qiáng)的道路橋梁工程。相較于其他施工技術(shù)，在填筑工程中采用EPS輕型材料，能夠降低技術(shù)成本，保證工程質(zhì)量，緩解道路橋梁過(guò)渡段的沉降問(wèn)題。

3.4 做好臺(tái)背排水

為了保證臺(tái)背能夠進(jìn)行很好的排水，需要從下面幾個(gè)方面做好準(zhǔn)備，首先填料的選擇過(guò)程中，要選擇一些透水性好的材料，這些材料設(shè)置在臺(tái)背的底部位置，為了降低在雨水天氣可能會(huì)對(duì)建設(shè)產(chǎn)生影響，需要在路基的位置設(shè)置上排水溝等設(shè)施，同時(shí)在這些位置上通過(guò)采用一些透水性好的填料應(yīng)用在其中，在進(jìn)行一些表面的排水工作的過(guò)程中，為避免在橋頭位置產(chǎn)生一些積水情況，也需要設(shè)置上一些吸水的設(shè)施，為避免內(nèi)部進(jìn)入水分，需要對(duì)縫隙位置進(jìn)行處理，為避免雨水對(duì)其產(chǎn)生影響，可以設(shè)置一些具備坡度的溝渠，對(duì)水起到一個(gè)引流的作用。

3.5 道路橋梁路基的壓實(shí)技術(shù)

道路橋梁的連接過(guò)程與質(zhì)量問(wèn)題，是保證日后道路橋梁能否作為一個(gè)整體交通基礎(chǔ)設(shè)施投入使用的關(guān)鍵因素。要按照實(shí)際要求挑選科學(xué)有效噸位的壓路機(jī)械，并不可盲目追求壓路機(jī)械的噸位，要按照道路橋梁的使用要求來(lái)挑選有效合理的噸位壓路機(jī)，促進(jìn)路基壓實(shí)工作結(jié)果，保證道路橋梁的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定程度。

3.6 優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)

改進(jìn)與優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，需要提前處理好橋臺(tái)位置等軟土地基路段的施工，適當(dāng)增加預(yù)壓實(shí)踐，以免出現(xiàn)軟土地基沉降等情況。由于橋臺(tái)位置多處于攪拌樁過(guò)渡段設(shè)置之后，要想有效解決變形問(wèn)題，可以將土工織物砂墊層設(shè)置在塑料排水板加密區(qū)與攪拌樁過(guò)渡段末端的交界處。同時(shí)完成橋臺(tái)施工之后，可以開(kāi)展一般填土路堤與過(guò)渡段的施工，加強(qiáng)錐坡預(yù)壓填土與路堤的碾壓及填筑，使其與設(shè)計(jì)的要求相符合。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)沉降段路基路面施工技術(shù)處于不斷改進(jìn)創(chuàng)新的階段。在道路橋梁施工過(guò)程中，不僅需要設(shè)計(jì)單位對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理調(diào)整，保證搭板設(shè)置方式、位置的合理性；同時(shí)，也需要施工單位對(duì)地基、后臺(tái)嚴(yán)格施工，提升施工質(zhì)量，保證我國(guó)城市交通系統(tǒng)的不斷完善。

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