公路橋梁臺后路基沉陷處治

王紅霞付清華王玉金

（1甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000 ；2 甘肅省交通規(guī)劃勘測設(shè)計院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

公路橋梁臺后路基沉陷處治

王紅霞1付清華1王玉金2

（1甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000 ；2 甘肅省交通規(guī)劃勘測設(shè)計院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

公路橋臺臺后路基沉陷病害，導(dǎo)致臺背與構(gòu)造物連接處的路面出現(xiàn)臺階，嚴(yán)重影響公路的使用功能。通過對G310線牛背至北道公路橋臺臺后路基沉陷病害的實地調(diào)查及處治效果的追蹤，分析橋頭路基填土高度、填料及壓實質(zhì)量、構(gòu)造特點、排水功能、汽車荷載等因素對臺背路基沉陷的影響，總結(jié)砂礫換填、高壓注漿及橋頭搭板技術(shù)的實施及控制方法。

橋梁；臺背；路基沉陷；處治

1 引 言

G310線牛背至北道公路，主要穿越黃土地區(qū)，是甘肅省通往陜西省及中東部地區(qū)一條主要路線，大部分路段沿渭河南岸布設(shè)，全線有大中橋17座，橋長計1328.75m,小橋28座，橋長共計591.16m。橋梁結(jié)構(gòu)主要采用鋼筋混凝土簡支T型梁、鋼筋混凝土簡支工型組合梁，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺、重力式橋臺，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、擴大基礎(chǔ)。小橋上部構(gòu)造主要為混凝土預(yù)制塊拱、鋼筋混凝土簡支矩形板、鋼筋混凝土簡支工型組合梁，下部結(jié)構(gòu)主要采用輕型橋臺、U型橋臺，大部分基礎(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)。依據(jù)牛背公路鋼筋混凝土梁橋技術(shù)狀況的病害調(diào)查，發(fā)現(xiàn)橋臺臺后路基沉陷病害普遍存在[1 3]，嚴(yán)重程度不均。實地調(diào)查分析臺背路基沉陷原因，總結(jié)適宜的處理方案及實施細(xì)則。

2 病害調(diào)查及分析

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

橋臺臺背路基沉陷，其共同特點是橋頭路基填土較高，部分橋臺位于填挖結(jié)合部，路基整體下沉或局部沉降10-50cm，路面縱橫向開裂，路基邊坡滑塌，錐坡護坡砂漿剝落、起皮。個別路段橋頭引道路基整體沉陷，路面破壞，橋頭跳車嚴(yán)重，影響行車安全性、舒適性。比 如 K234+590、K263+990、K280+210、K306+625、K329+095、K335+800都在不同程度上出現(xiàn)了路基的不均勻沉降，裂縫寬度不等，沉降在5cm-50cm，圖1。

圖1 橋臺臺后路基沉陷

2.2 原因分析

引起橋臺臺后路基沉陷的原因通過調(diào)查分析有：

1）原地基下陷。原地基在路堤填筑前未經(jīng)換填或很好壓實，導(dǎo)致填筑完成后原地面產(chǎn)生壓縮下沉或擠壓位移。

2）橋頭路基及錐坡填土壓實不足。橋梁施工中的一般施工順序是：先澆筑橋臺，再填筑橋頭路基及錐坡填土。路基壓實時，受地形的限制以及橋臺的影響，橋頭路基及錐坡內(nèi)填土壓實度不足而致堤身下沉。

3）路基填料不規(guī)范。施工中對路基填料的要求不夠嚴(yán)格、規(guī)范，對填料砂礫及黃土的選用不夠明確，有砂礫填砂礫，無砂礫則填黃土。遇到暴雨季節(jié)，養(yǎng)護不及時，雨水沿路面裂縫進入路基，用黃土填筑的路基具有濕陷性，引起路基內(nèi)黃土濕陷變形、局部脫空。

4）排水系統(tǒng)不完善。因排水系統(tǒng)不夠完善，地表水、地下水的影響導(dǎo)致路基沉陷，有些路段雖在后期養(yǎng)護中經(jīng)過多次補填處理，仍然沒有明顯的改善效果。

5）臺后沒有設(shè)置搭板或搭板長度不夠。臺后未設(shè)置搭板或搭板長度不夠使剛性體的橋梁到彈性體的路基之間的過渡缺乏良好的變形過度致使沉降差明顯。

6）汽車超載的影響。由于牛北路是甘肅省通往東部地區(qū)的一條捷徑路線，又是連接甘肅省天水市與陜西省寶雞市之間的主通道。近年來交通量增長較快，重載車、超載車比重大。

3 處治措施

3.1 開挖換填或高壓注漿處理

1）對于臺背填土較低、沉陷較小的橋梁，采用開挖換填的方法處理臺背路基沉陷。將原路基出現(xiàn)病害部分填料挖除，清理干凈浮土，整平碾壓達到壓實度要求后，回填天然砂礫。換填時將挖補面積適當(dāng)擴大，且每層挖成臺階狀，由下往上逐層整平碾壓，壓實度高出原路基壓實度2個百分點。

2）對于臺背填土較高、沉陷較小的橋梁，采用高壓注漿法處理臺背路基沉陷。注漿法利用液壓、氣壓將水泥、黃土、水玻璃漿注入路基，在粘性土路基內(nèi)發(fā)生徑向劈裂，漿液沿裂隙流入土體，并將土體切割成不規(guī)則的塊體，在塊體之間形成互相穿插的膠狀水泥結(jié)石，粘性土又受到充填漿液時的壓縮，形成一種復(fù)合型巖土，防止或減弱路基的再下沉；在用碎石土、砂礫土填筑的路基內(nèi)，漿液以滲流或紊流的方式滲入路基土的孔隙，從而提高了路基的強度和剛度。開挖至路面底基層底，再鉆孔注漿，通過注漿形成的水泥樁柱體做為半剛性基層的樁基礎(chǔ)，有效地支撐路面結(jié)構(gòu)層。

高壓注漿法在處理牛北路路基沉陷病害中多次使用，且使用效果良好。注漿材料配比：水泥：黃土：水玻璃=1：9：0.05（重量比），漿液水料比為1：1。注漿用水泥采用425號普通硅酸鹽水泥，水玻璃模數(shù)2.9-3.1,波美度為45度。注漿施工工藝：上行式帷幕注漿，段高1m,隔孔注漿。注漿壓力0.2-1.0Mpa，注漿孔孔徑為5cm。注漿壓力由小到大依次施加，避免一開始就采用大注漿壓力。注漿完成后先用粘土封頂，再鋪筑路面結(jié)構(gòu)。由于每段路基病害的成因、類型、范圍、嚴(yán)重程度及地域地質(zhì)水文、路基填料的類型和施工時填料厚度、壓實度、含水量等的不同，因而設(shè)計參數(shù)必須在施工過程中不斷總結(jié)，隨時進行調(diào)整，以確保工程質(zhì)量。

3.2 增設(shè)搭板，完善排水系統(tǒng)

對于臺背填土較高、沉陷較大的橋梁，采用增設(shè)搭板的方法處理臺背路基沉陷。由于鋼筋混凝土與橋頭路基彈性模量相差很大，在承受重荷載、地表水及地下水的影響、路基自身固結(jié)沉降等因素引起橋頭路基的沉陷[4]。在橋臺臺背處增設(shè)鋼筋混凝土搭板，能夠有效地解決“剛?cè)徇^渡”的問題，將車輪作用下的點荷載轉(zhuǎn)化成為面荷載，使其平均分布在橋頭搭板下的水泥穩(wěn)定砂礫換填層上，從而從根本上治理了臺背沉陷[56]。將原路基開挖至路面基層以下1m處，長度為搭板長度以外2m,按1：1的邊坡開挖土質(zhì)臺階至與路面基層底面交會處。清理干凈表層浮土，整平碾壓達到壓實度要求后，換填水泥穩(wěn)定砂礫。水泥穩(wěn)定砂礫應(yīng)該分層鋪筑、分層壓實，每層松鋪厚度不大于20cm。處治施工中密切注意緊接橋臺處的壓實工作，即要保證壓實不留死角，也要注意任何壓實不能對結(jié)構(gòu)物造成損害。待水泥穩(wěn)定砂礫沉降趨于穩(wěn)定后，再進行搭板、枕梁的施工。搭板、枕梁混凝土強度達到設(shè)計強度后，才能進行路面的施工。病害處治中注重完善排水系統(tǒng)，增設(shè)、接長必要的截水溝及排水溝，防止地基濕陷下沉。

4 結(jié) 語

公路橋臺臺后路基沉陷病害，在黃土地區(qū)公路橋梁較為多見。導(dǎo)致臺背與構(gòu)造物連接處的路面出現(xiàn)臺階，嚴(yán)重影響公路的使用功能。受橋頭路基填土高度、填料及壓實質(zhì)量、構(gòu)造特點、排水功能、汽車荷載等因素的影響，嚴(yán)重程度不均。牛背公路橋臺臺后路基沉陷處治經(jīng)過5年的運營，效果穩(wěn)定。主要處治方案為：

1）填土低、沉陷較小的橋梁，用天然砂礫適當(dāng)擴大換填面積臺階狀回填，壓實度較原路基提高2個百分點。

2）臺背填土較高、沉陷較小的橋梁，采用高壓注水泥、黃土、水玻璃漿法處理，并在施工工程中不斷總結(jié)，調(diào)整設(shè)計參數(shù)。

3）臺背填土較高、沉陷較大的橋梁，采用增設(shè)或加長鋼筋混凝土搭板，減緩橋梁與臺后路基的沉降差。

[1]王進思，程海潛.路基路面病害處治[M].人民交通出版社,2016年2月

[2]王紅霞,付清華,任小艷.路基施工技術(shù)[M].人民交通出版社,2013

[3]任忠章，徐亮.甘肅省公路職工崗位培訓(xùn)專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)教材[M].蘭州大學(xué)出版社,2014年6月

[4]中華人民共和國交通運輸部.公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG/TH21-2011）[S].2015 年 6 月

[5]張志清,呂寧,韓柳.GZ25寧夏段黃土路基縱向開裂成因及防治方法研究[J].公路交通科技.2007(9):24-27

[6]張志清,孟俊.黃土地區(qū)道路排水構(gòu)造物水毀防治技術(shù)研究[J].鐵道建筑.2007(10):63-66

Subgrade settlement treatment of highway bridge abutment

The disease of roadbed settlement after the abutment of highway bridge,which leads to the emergence of the road surface between the abutment and the structure,seriously affects the use of the highway.Through field investigation and treatment effect of G310 line cattle back to North Road abutment roadbed cave disease tracking, analysis of the impact of bridge embankment fill height,filling and compaction quality,structure characteristics,drainage function,vehicle load and other factors on the back roadbed subsidence,implement and control method of gravel filling,high pressure. Grouting and slab technology.

bridge；abutment；Subgrade Settlement；Treatment

U416

：B

：1003-8965(2017)02-0123-02