道路橋梁沉降段路基路面施工技術分析

摘要：文章分析了道路橋梁沉降段的成因及處理方法，研究了沉降段的路基路面施工技術，并從路面結構設計、搭板施工、土工格柵施工及橋臺填筑施工等方面提出了施工建議，以供同行參考。

關鍵詞：道路橋梁;沉降;施工技術;探討

0 引言

近年來，隨著經濟的高速發(fā)展，我國的公路總里程數(shù)已躍居全球第一。隨著大量道路橋梁投入使用，路橋過渡段沉降引起的相關問題越來越多。研究分析表明，造成路基沉降的原因較多，如軟土路基處理不當，路基壓實度不足等。

路基沉降的問題不僅對道路橋梁建成后的工程質量和行車安全造成影響，在路面施工時對施工也有顯著影響。關于路基沉降，目前國內外的研究大多關注沉降的原因和沉降的處理方法，而關于沉降段的路面施工工藝卻很少展開系統(tǒng)性的研究和討論。因此，本文對道路橋梁路基沉降段的路基路面施工工藝展開研究和分析，就如何提高道路橋梁的施工質量進行探討。

1 道路橋梁過渡段路基路面沉降起因、危害及處理方法分析

道路橋梁的路基路面沉降具有多方面的影響因素，如軟土路基處理不當，路基壓實度不足等。道路橋梁的路基路面沉降具有較大的危害，輕則會造成道路駕駛安全性降低，重則會引發(fā)嚴重的工程質量問題，造成嚴重的人員和財產損失。

1.1 道路橋梁過渡段路基路面沉降產生原因分析

造成道路橋梁工程路基路面沉降的原因是多方面的。如橋臺附近材料不一致、因剛度與強度差異而導致的不均勻沉降、壓實度不足及雨水滲漏浸泡導致路基軟化等。同時對于路基沉降的類型也有多種分類。一般而言，路基路面的沉降是由于路基處于軟弱的飽和軟土層，軟土層處于地下水位線以下時就會發(fā)生滲透固結和次固結沉降。這兩種類型的沉降發(fā)生在一個較長的周期內的緩慢過程中，在飽水軟土層的處理方面，如果在施工過程中沒有對路基進行強化排水或者長時間的超載預壓處理，就會造成道路投入使用后在車輛荷載及自身固結反應的作用下產生自然而緩慢的沉降。這主要是由于對飽和軟土層而言，一般的壓實方法其荷載都會被軟土層中的飽和孔隙水吸收和消散，外部荷載并未使得軟土路基因壓實而固結。對于軟土路基的判別如表1所示。

另外，通過大量的工程實例調查發(fā)現(xiàn)，在橋臺和路面接觸地帶也經常容易發(fā)生路基路面沉降的問題。研究表明，這類路基路面的沉降大多是因為壓實度不足造成的。進一步分析成因，主要是由于在路面和橋臺接頭處的路面結構設計與實際施工不匹配問題。施工單位在進行施工時，壓實機械設備沒有達到設計的壓實標準，進而通車之后使橋臺處長期處在車輛沖擊荷載的作用下便會產生不均勻沉降。

1.2 道路橋梁過渡段路基、路面沉降的危害

關于道路橋梁路基路面沉降的危害在生活中經?？梢姡顬槌Ｒ姷木褪锹坊牟痪鶆虺两禃斐陕访娴拈_裂、塌陷以及隆起等現(xiàn)象。這些問題輕則會對道路的使用功能和車輛的駕駛體驗產生影響，嚴重時會危及路經車輛和行人的生命和財產安全。而橋臺和路基搭接處的沉降則會造成嚴重的跳車問題，對橋梁的主體結構產生較大的沖擊荷載，久而久之使得橋梁產生次生裂縫甚至危及主體結構安全。

1.3 道路橋梁過渡段路基沉降的常用處理方法

目前我國的道路橋梁工程中關于路基沉降的處理方法也有很多，最為常用的方法有：軟土置換法、強夯法、水泥攪拌樁法、碎石樁法以及反壓護道法等。通過不同的方法處理之后，路基的承載力和沉降參考值歸納如表2所示。

關于橋頭路基施工方法目前最為常用的方法有：注漿加固法、換填法、搭板路基施工等。這些處理方法的主要原理就是通過提高橋頭路基的整體剛度，防止在橋頭出現(xiàn)由于兩邊剛度不同而發(fā)生沉降。在這些方法當中搭板法是常見的使用方法。

2 道路橋梁沉降段路基路面施工的建議

根據(jù)對道路橋梁路基路面的沉降原因和沉降類型進行分析的結果，結合國內外的研究成果及個人的從業(yè)經驗就如何進行道路橋梁沉降段路基路面施工提出以下四點建議。

2.1 合理優(yōu)化道路橋梁路基路面的結構設計形式

只有結構形式科學合理才能夠保證道路橋梁在沉降段的結構強度及耐久性滿足規(guī)范要求。對于道路橋梁沉降段的路基路面，宜優(yōu)先在設計階段對路基路面的結構形式進行優(yōu)化。若在施工階段發(fā)現(xiàn)路基沉降和設計文件不相符時可提出設計變更要求。在設計階段需要根據(jù)沉降分析結果進行相應的設計優(yōu)化，保證結構的整體合理性。針對這類路基沉降的問題需要對接頭處的路面結構進行重新設計，使得橋臺和路基具有相同的結構強度，如圖1所示。

2.2 搭板施工

對道路橋梁沉降段的路基路面施工采用搭板施工也是常用的方法之一。對于搭板的長度并沒有規(guī)范進行明確的規(guī)定和說明，在目前的沉降段路基路面施工當中大多采用的是經驗法，即根據(jù)施工單位和工人的經驗以及實際的工程情況進行搭板施工。對于搭板施工方法而言，目前最為常用的方法為過渡搭板法和平行過渡搭板法。

2.2.1 過渡搭板法

過渡搭板法是在過渡段路堤填料上澆筑鋼筋混凝土厚板，并使一端支撐在剛性基礎（橋臺）上，利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度起到支撐過渡作用。如圖2所示，在橋臺背后建造一個小橋臺（亦可不設），并在大、小橋臺之間設過渡搭板的方式形成過渡。

2.2.2 平行過渡搭板法

平行過渡搭板法是將搭板與面層頂面平行，搭板頂面標高可以與橋面面層底標高相同，或與正常路段基層頂面標高相同。

2.3 土工格柵施工

土工格柵技術大多被運用在路堤沉降段的施工當中。在路堤當中設置土工格柵可以提高路基的抗剪強度，進而提升路堤的整體穩(wěn)定性，防止路基沉降繼續(xù)擴大。

2.4 加強橋臺填筑施工管理

目前，橋臺處軟土路基的沉降處理未能引起足夠的重視，而通過上文的分析可以發(fā)現(xiàn)造成道路橋梁路基路面沉降的原因是多方面的。對橋臺的軟土路基沉降的處理方法目前較為常用的有：水泥粉噴樁地基法、臺背回填法、深層攪拌法等。在工程施工當中需要根據(jù)實際工程情況，并結合工程經濟情況選擇合適的加固處理方法。

對于道路和橋臺接頭處的路基沉降，除軟土路基沉降這一原因之外，其根本原因在于受到沉降段路面路基固結沉降與次固結沉降的影響。當橋臺沉降無法采取傳統(tǒng)的施工方法進行加固時，還可以采用新型的具有壓縮性的輕型泡沫混凝土進行填充加固。

采用新型的填充材料對道路橋梁的路基進行填充加固，可以均勻分散路面的車輛荷載，有效控制路基的沉降。同時，這種材料由于具有質量輕的優(yōu)點，對橋臺的影響也較小，是較為理想的填充加固材料。在施工時需要注意對這種路基路面填筑材料物理性能指標的控制和選擇，只有選擇和道路橋梁路基路面結構形式相同的材料進行填筑，才能夠確保形成有機的整體，防止跳車情況的發(fā)生。

3 結語

公路工程中每年因道路橋梁沉降段都產生大量的維護費用，更有甚者，因此類問題造成一些人員和財產的損失。本文研究發(fā)現(xiàn)造成路基路面沉降的原因是多種多樣的，對于道路橋梁沉降段路基路面的施工和處理需要根據(jù)沉降的類型和方法進行針對性的處理。本文根據(jù)對沉降產生和分類的分析結果，提出了合理設計道路橋梁路基路面結構形式、搭板施工、土工格柵施工以及加強橋臺填筑施工等建議，以供參考。

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作者簡介：劉宏昌（1985—），工程師，從事高速公路建設管理工作。