牛濟民

（遼寧省交通工程有限公司，遼寧沈陽 110000）

現(xiàn)階段道路橋梁工程建設(shè)面積不斷擴大，在實際建設(shè)與運營期間存在的各類問題更加顯著。為降低沉降路段路基路面病害問題發(fā)生概率，需要結(jié)合工程實際建設(shè)要求，不斷優(yōu)化設(shè)計方案內(nèi)容，切實保障工程實際效果，增強道路橋梁工程沉降段路基路面各項力學(xué)性能，保證道路橋梁工程穩(wěn)定、可靠地運營。

1 路橋過渡段結(jié)構(gòu)力學(xué)特點

過渡段屬于道路、橋梁二者連接部分，因此分析此結(jié)構(gòu)力學(xué)特點對于道路橋梁設(shè)計工作具有指導(dǎo)作用。設(shè)計人員應(yīng)該明確過渡段力學(xué)特征，對于道路橋梁的結(jié)構(gòu)展開合理設(shè)計。整體分析，道路工程通常是在巖土上方完成路基、路面等修建工作，進而建設(shè)完整的交通平臺。橋梁也是在巖土上方修建，對于路橋過渡段，橋梁、道路的剛度存在明顯差異。路橋工程穩(wěn)定性是保證施工質(zhì)量的重要前提，決定著路橋施工安全。設(shè)計人員通常為保證橋梁施工安全，對于過渡段合理設(shè)計，控制此結(jié)構(gòu)路基和路面的沉降量，并明確結(jié)構(gòu)剛度要求、允許沉降量指標(biāo)等。路橋沉降段使用期間會受到自身壓縮性、車輛荷載等因素影響，導(dǎo)致道路使用期間長期處于變形狀態(tài)，特別是當(dāng)過渡段沉降差增大時，就會導(dǎo)致車輛晃動或者跳車等問題出現(xiàn)，不但對行車安全產(chǎn)生影響，而且還會影響道路耐久性。所以，需要設(shè)計人員對于過渡段力學(xué)特點有明確掌握，進而對于路基、路面等結(jié)構(gòu)展開標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。[1]

2 路橋過渡段位置路基路面發(fā)生沉降原因分析

2.1 設(shè)計要素

在高速公路路橋及過渡段，造成橋梁路基及橋臺路面嚴(yán)重沉降的主要原因除以上具體論述外，還包括橋梁路基及橋臺的設(shè)計、壓實橋梁的施工與維護、過渡段橋梁搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計等。橋梁施工中，根據(jù)實際施工情況，應(yīng)盡量優(yōu)先選擇適當(dāng)?shù)匿佒r間和施工地點，人工鋪筑整個過渡段的主橋臺面，若不能完全壓實，將對整個過渡段的搭板壓實和施工效果產(chǎn)生極為不利的影響。所以，在建筑橋臺基層鋪筑板的施工設(shè)計過程中，盡可能做到橋臺搭板在壓實前已全部鋪筑完畢。另外，在我們進行建筑施工的過程中，排水系統(tǒng)也是一個直接影響工程質(zhì)量的重要因素，完全不能忽視。如果某些填料在施工過程中總體含水率變得過高，或施工水平和配料的設(shè)計不完全符合要求，那么也會在很大程度上降低建筑土的承載力，使建筑土產(chǎn)生不同程度的膨脹沉降。[2]

2.2 剛度差異因素

由于道路、橋梁二者之間存在高度差異，可能導(dǎo)致路橋過渡段路面、路基等發(fā)生沉降。因為橋梁屬于剛性結(jié)構(gòu)，道路由路基、路面共同組合而成，屬于柔性結(jié)構(gòu)，二者無論是在荷載能力方面，還是結(jié)構(gòu)剛度上都存在較大差異。車輛在上方行駛時，橋梁可能出現(xiàn)的變形問題相對較少，而路基和路面可能受到自重影響出現(xiàn)不同程度形變量，因此導(dǎo)致路橋過渡段形變程度不同，可能增加交通安全風(fēng)險。[3]

2.3 橋梁橋頭設(shè)計不合理

在道路橋梁工程中，橋頭結(jié)構(gòu)需要承受最大的行車荷載。如橋頭結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會嚴(yán)重影響工程實際建設(shè)期間的總體質(zhì)量。在實際設(shè)計過程中，設(shè)計部門沒有結(jié)合施工現(xiàn)場地質(zhì)勘查文件，導(dǎo)致設(shè)計出的施工方案與施工現(xiàn)場實際情況存在一定差異，嚴(yán)重影響橋梁工程整體建設(shè)水平，出現(xiàn)路基路面不均勻沉降問題。

3 道路路基設(shè)計要點

3.1 道路路基設(shè)計原則

在道路橋梁工程實際施工與運營期間，填筑環(huán)節(jié)、施工機械設(shè)備及行車荷載均會對路面路基結(jié)構(gòu)造成不同程度的破壞，導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與其他附屬設(shè)施相繼發(fā)生變形損壞，如橋臺、擋土墻等。因此為從根本上提升道路橋梁工程路基結(jié)構(gòu)各項力學(xué)性能，還需要著重關(guān)注路基穩(wěn)定性設(shè)計工作。針對存在于道路橋梁工程中的路基沉降問題，需要做好軟土路基的填筑工作，路基沉降后再進行其他構(gòu)筑物的施工，避免路基沉降問題會使道路橋梁工程中的、擋土墻或橋臺等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形問題。[4]

3.2 道路路基設(shè)計高度

在道路橋梁工程路基結(jié)構(gòu)高度設(shè)計過程中，需要重點關(guān)注高度設(shè)計工作對工程整體建設(shè)質(zhì)量帶來的直接影響。要求高度設(shè)計工作應(yīng)當(dāng)著重考慮工程實際施工效率、施工成本及施工難度。最大限度提升工程對土地資源的利用率，切實保障工程建設(shè)全過程的綜合效益。

4 沉降段路基路面設(shè)計的內(nèi)容

4.1 地基和路基的設(shè)計

通常而言，橋臺結(jié)構(gòu)利用混凝土材料制作而成，結(jié)構(gòu)剛度大，路基剛度小，所以設(shè)計地基、路基等結(jié)構(gòu)時，如果不能對橋臺、路基存在的剛度差異進行妥善處理，就有可能出現(xiàn)路面沉降問題，會導(dǎo)致橋頭跳車這一現(xiàn)象的發(fā)生。因此，設(shè)計階段應(yīng)該按照科學(xué)方法，盡量控制橋臺、路基存在的剛度差異，保證過渡段路基和路面在施工過程的質(zhì)量。具體而言，設(shè)計階段可使用增強過渡段強度的方法指導(dǎo)施工。在路堤、橋臺二者中間設(shè)置寬度50m 漸變帶，并在其中填充級配材料，為過渡段強度提供保障。與此同時，還可填筑引道位置的路基，如果路堤屬于合成加筋材料，應(yīng)該采取有效措施提高其承載能力，在過渡段的路基處及時填土，保證路堤基礎(chǔ)承載力，以免其使用過程出現(xiàn)沉降。除此之外，還需注意道路橋梁工程若屬于高等級路面，應(yīng)該確保路橋過渡段沉降量處于5cm 內(nèi)，控制坡度差低于0.4%，若超出此指標(biāo)，就會為施工質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。[5]

4.2 科學(xué)合理設(shè)計沉降結(jié)構(gòu)

我國道路橋梁建設(shè)規(guī)劃缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，直接導(dǎo)致規(guī)劃實施過程中各施工團隊缺乏相關(guān)依據(jù)。具體施工過程中，施工單位通常會結(jié)合以往施工經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果進行設(shè)計和施工。施工過程中，要高度重視帶材長度和強度的設(shè)計，以避免占用。例如，提高土壤抗剪強度可以有效避免沉降，因此需要考慮沉降、沉降物和邊坡開口。地網(wǎng)的合理應(yīng)用可以滿足有效提高路基穩(wěn)定性、減少人行道沉降以及通過置換地面質(zhì)量避免地面路基位移現(xiàn)象的要求。規(guī)劃沉降段時，路基各段施工強度可能不同，強度不同的混凝土可以完成合理過渡，達到合理區(qū)域內(nèi)各路基間沉降值。一般來說，沉降路基與橋梁的梯度差異大于51 厘米，沉降差異控制在5 厘米以內(nèi)。

4.3 特殊路基設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)，本工程主要采用軟土地基，充分考慮工程整體質(zhì)量和效益的要求，分析軟土的特點，應(yīng)遵循以下原則：（1）沙袋+預(yù)壓處理應(yīng)適用于一般軟土路段的施工；（2）水泥攪拌樁+等荷載預(yù)應(yīng)力處理應(yīng)在目前的坡道附近，在橋梁施工的整體支護區(qū)域附近進行；（3）對于反鏟后面30 米內(nèi)的軟土部分，采用CFG 樁+sack 砂孔+預(yù)壓處理；（4）對智谷b 區(qū)南部地下室開挖施工，采用水泥攪拌樁+預(yù)拌體預(yù)應(yīng)力；（5）道路段不能達到高壓線路的凈高度時，高壓噴射灌漿樁+預(yù)應(yīng)力等于荷載。

4.4 后臺填筑施工技術(shù)方面的要點

施工過程中，項目負(fù)責(zé)人應(yīng)更加重視自己的責(zé)任，選擇合理、符合規(guī)范的施工技術(shù)和材料進行施工。道路和橋梁施工現(xiàn)場，工人應(yīng)使用輕質(zhì)背景填充材料，將其完全壓實，以減少沉降的可能性。在此基礎(chǔ)上，施工采用了背景混合模式，也可以更好地減輕人行道填土的負(fù)擔(dān)。應(yīng)當(dāng)注意的是，在實際施工過程中，工程機械和運輸車輛都可能影響路基填筑，因此很有必要提高路基填筑的穩(wěn)定性。[6]

4.5 路橋路基路面沉降段施工過程控制

（1）搭板的設(shè)置。為了避免道路和橋梁路基中路面的沉降，可以設(shè)置導(dǎo)板。混凝土設(shè)置可以使Parallel 板的頂面平行于路面，橋的底板與頂面匹配。還可以形成與正常路段頂部平行的板塊頂面，達到平穩(wěn)過渡到下沉橋梁的目的。具體調(diào)整過程中應(yīng)考慮車輛載荷的影響。此外，還應(yīng)考慮為施工選擇的材料、橋臺后部填充體的強度等；（2）基坑軟基施工。爆破方法、塑料排水板等方法在公路橋梁垃圾堆放場軟基施工中較為常見，主要原因是加固效果較好、施工時間較短、沉降量較大。但是費用高，施工時間長，這要求我們在具體設(shè)計中充分考慮實際情況，合理選擇施工方法，并在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡可能降低工程造價；（3）人行道填實關(guān)鍵點。合理填筑道路和橋梁人行道可以有效提高人行道的強度，從而防止人行道脫落。一般來說，專業(yè)人員填土?xí)r，有必要對當(dāng)?shù)赝寥肋M行取樣分析，然后根據(jù)分析結(jié)果選擇最佳填料。一般來說，填料的含水量較低，可以有效地防止路面因水的大量蒸發(fā)而脫落。通常，沙子或石頭被選作填充物；（4）優(yōu)化邊坡填充。為了確保選擇合適的邊坡材質(zhì)，需要依賴試驗并根據(jù)試驗條件選擇最佳填料。結(jié)合實踐，優(yōu)選砂等含水量低、透氣性好的材料，但不推薦土等材料；（5）后臺充填。實踐表明，輕質(zhì)充填材料具有較強的抗壓強度和良好的土壤阻嚇效果。因此，在實際選擇背景填充材料時，應(yīng)選擇橋臺和路基材料剛度控制之間的剛度，以提高緊湊性和透水性；（6）嚴(yán)格控制排水施工質(zhì)量。對于降水較多的地方，擅長排水是防止公路橋梁地下沉降的重要。修建排水管道可以防止沉降段雨水積聚，防止雨水浸沒對路面的影響，同時還需要考慮地下水的位置并確定地下水位。

5 結(jié)語

總而言之，道路橋梁工程建設(shè)水平可直接影響地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展速率，為切實保障道路橋梁工程建設(shè)效果，還需要重點分析引發(fā)各結(jié)構(gòu)病害問題的原因，不斷優(yōu)化實際設(shè)計方案。嚴(yán)格管控路基路面沉降問題，選擇適宜的工程施工材料，選擇適當(dāng)?shù)墓こ淌┕ぜ夹g(shù)，增強路基路面結(jié)構(gòu)各項力學(xué)性能，切實延長道路橋梁工程全生命周期。