谈公路桥梁过渡段不均匀下沉的治理措施
摘要： 随着社会的进步与发展，重视路桥过渡段的技术具有重要的意义。本文主要针对施工过渡段产生的问题，简单探讨路桥的施工措施。
关键词： 路桥,施工,技术,分析,沉降
引言
随着我国经济的高速发展, 桥梁在我国公路的工程当中所占的比重极大的增加, 公路对于路面对平整度的要求越来越高, 公路行驶的车辆在行车过程中的安全性以及舒适性的问题也日益凸显。所以, 在路桥的过渡段之上, 路面合理的结构形式与高质量材料以及先进施工的工艺等等问题都会引起工程界的广泛关注。
1.路桥过渡段产生不均匀沉降问题的分析
1.1桥头搭板设计欠妥
桥头过渡段多采用搭板结构，而设置搭板后的桥头跳车现象依然存在，分析其原因有两方面：第一，根据桥梁的长度，桥头设置搭板长度分为：大中桥搭板长度为8 m，小桥及涵洞搭板长度为5 m，而在施工中桥头路堤处于高填方，路桥间相对沉降量大，而搭板长度不足以起到顺接作用，车辆行驶时往往出现桥头跳车现象;第二，搭板强度不够，产生断板引起桥头线形突变，出现桥头跳车。
1.2桥头地基处治不利
在桥头，有些存在软土地基，由于地基沉降引起的桥头跳车现象依然存在，分析原因主要有两方面：一方面是施工图的设计方面，对地基的探测和物理力学性质研究不全面，造成桥头路基处治遗漏或采取的处治方法不当。间或采用的软土地基处治理论计算方法和软土地基的实际情况有差距，使软土处治不能达到预期效果，不能满足《道路软土地基路堤设计和施工技术规范》的技术要求。另一方面是桥台台背路堤施工时填土压实度不足，雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低，这是路堤沉降的主要原因。
1.3桥头路堤边坡防护措施不妥
从道路桥头路堤的施工可知，台背路堤填土常采用砂类、渗水性土作为填料，不考虑防水和排水设施，通常，对桥台处于长期浸水路段，采用浆砌片石护坡，而其他桥台路段，只在锥坡范围设置浆砌片石护坡，台背设置防格网草护坡或草皮护坡，但是，从道路改建、水毁和收尾工程侦查过程发现，许多桥头路堤沉降较严重的地方，长伴随锥坡和护坡水毁，分析其原因，雨水对路堤的冲刷和侵蚀防格网草防护等路堤边坡防护措施未能起到保护路基免受雨水侵害的作用，所以桥头路堤边坡防护措施及台背防水和排水设施的不适当，促使台背填土流失，路基强度降低，在行驶车辆长期作用下，过渡段填土塑性变形，诱发桥头路堤不均匀沉降，出现桥头跳车现象。
1.4桥台台背路堤压实度不满足要求
从城市道路工程建设可知，几乎所有的桥梁、通道和明涵都要求台背填土处治，而台后填土压实度受施工用料、机械设备、施工顺序、施工经验、施工作业面等工程管理因素的影响。施工过程涉及各个方面：
1)从道路施工调查结果可知，台背填土普遍存在压实不足的问题，这是造成路桥过渡段不均匀沉降的基本原因之一。
2)另外，在道路营运过程中，路基在车辆荷载以及自然因素作用下，会形成土基塑性变形的积累导致路桥之间的差异沉降，从而影响高等级道路路面的平顺程度。
2. 路桥过渡段路基路面施工问题解决措施
2.1设置桥头搭板
为了防止桥头跳车而采用桥头搭板是目前针对于路桥过渡段桥头跳车现象的一种比较常见的处治方法。为了达到消除沉降差的目的，避免产生行车的不舒适感，普遍认为，最有效的桥台搭板长度为足以保持其坡度的千分之三到千分之六以下，且能承受全部行车荷载的搭板。假设工后沉降为10厘米，坡度按千分之五计，那么板的长度要在20米以上，这对于高速公路中的大部分中小桥来说，是十分不经济的。因为实际施工中搭板长度都较短，所以，设置桥头搭板对于较大差异沉降仍然是无能为力的。已建高速公路的大量调查资料显示，桥头搭板对于过渡较小的沉降差效果虽然明显，但是较多的情况又增加了一些新的病害：在路堤桥台衔接处尽管没有明显跳车，但沉降差从桥台处转移到路基和搭板之间或者在枕梁处发生局部下沉而引起二次跳车现象;重交通荷载作用下的搭板由于脱空而发生折断，不但不能消除跳车现象，还会导致路面开裂，雨水下渗使土基受到破坏;搭板在和桥台的衔接端拱起也会使路面破坏。
2.2软弱地基处理
导致桥台和路堤沉降差的主要因素是桥头软弱地基在路堤填上荷载作用下产生的较大工后沉降。通过多年的工程实践与总结，现在高速公路的软基处理中比较常用的有两类：一是复合地基法，二是排水固结法。复合地基法包括水泥搅拌桩、粉喷桩和钢渣桩等;排水固结法包括袋装砂井、塑料排水板、超载预压和真空堆载预压等。搅拌桩复合地基在大大减小地基总沉降量的同时，还能使之在较短时间内趋于稳定，但是它的工程造价较高，并且施工质量不能得到完全保证;排水固结法工程造价相对很低，但是预压工期较长，工后沉降较大。实践证明，软土地基沉降引起的桥头跳车在大多数高速公路上并没有得到很好地解决。究其原因，一是工程造价太高和施工工艺难度太大，桥头地基处治，没有打穿软土层，导致软弱下卧层产生较大的工后沉降;二是软土地基路基堆载时间不充分。
2.3土工格网加筋
利用土工加筋处治桥头跳车，国外自二十世纪八十年代就开始研究，并进行了大量的室内外试验，取得了良好的效果。近几年，通过土工合成材料加筋来处理桥头跳车的方法倍受人们关注。土工格网作为一种平面结构，它对路基高度的提高有限，但是它对填料的要求却很高。由于土工网的锚固作用只能阻止桥头较短距离内路堤填土的沉降，而对桥头路堤其它区域只能减小部分的路基压缩变形，不能消化由于地基沉降所产生的变化量，而地基沉降在大多数桥头跳车中起着主要作用。所以，士工网对于减小由于桥头压实度偏低造成的附加变形比较有效，它适用于地基条件较好情况下的桥头跳车处理。
2.4采用挤密桩复合地基
采用挤密复合地基的方法来处理路基填土，是利用在填筑完毕的路基上成孔，通过挤密作用，使路基土密实度提高，然后在孔内填入材料并振动压实成桩。随着路基向桥台的靠近，可通过减小桩间距或者桩变长的方式，使路桥过渡段刚柔得到过渡。因为桩的挤密与置换作用，路堤填土的密实度提高，应力减小，路堤整体刚度增大，进而减小了路堤的压缩变形。
2.5设置柔性桥台
柔性桥台从作用机理上来看基本等同于加筋土挡墙。采用柔性桥台结构来降低桥台的刚度，缩小桥台与路堤的刚度差，使它的衔接处的行车荷载压缩变形与填土圃结沉降均匀过渡，达到消除路面纵坡突变，防止产生桥头跳车。
2.6采用轻质填料
轻质填料采用粉煤灰和泡沫聚苯乙烯EPS材料，粉煤灰与一般细粒相比，具有强度高、自重轻、透水性能良好和压缩性小等优点，用它填筑路堤，可以有效地减小桥头路堤的总沉降。EPS用于填筑路堤能够十分显著地减小地基的附加应力，进而减小地基的沉降量，并且具有足够的承载力，在满足上部路面结构层与行车荷载作用的强度要求的同时，还符合刚度要求。
2.7台背换填
根据“刚柔过渡”原理选用半刚性材料进行台背回填，回填尺寸为：底长最短为2m，对于台背填土和路基原状土采用1比1坡度相接，对于路基土为回填土部分采用1比1.5相接，并从设计、施工和监理等方面给出了经验参考。台背一定范围内采用模量比较大，易压实、排水性能好的材料进行换填，例如级配碎石与砂粒等是一一种应用比较广泛的台背填筑方法。从作用机理上看，它属于刚柔过渡原理的一种。这些填料经压路机压实后，压缩模量较大，且水稳定性好，能够减小路基的压缩变形。在很多地区特别是两部地区，因为缺乏换填材料，进而导致造价过高而不便应用。因为路堤的沉降由地基沉降和路基沉降构成，通过台背回填可以使路基自身的变形减小，但它不能消化地基所产生的沉降，所以台背回填方法应与其它处治方法相结合，才能较好地过渡路堤和桥台的沉降差。
3 预防路桥过渡段沉降不均的防治措施
防治措施主要是针对路基与桥台刚度的差异，通过加强路基强度、刚度来减少路基沉降，进而达到路桥间平顺的目的。具体处理方法如下：
①“水撼砂”法：即选择强度高、稳定性强、透水性好的低压缩性材料- 天然砂砾做为后台填筑材料，分层填筑，分层注水，分层压实。为保证“水撼砂”密实，须采用插入式振捣器梅花式振捣，并设置水孔排除渗水。
②加筋土法：在过渡段路堤填土中埋设一定数量的拉筋形成加筋土路基结构。加筋土既能增加路基强度，也能大幅度提高路基刚度，从而达到减小路基变形的目的。
③粗粒级配材料填筑法：这种方法是使用强度高、变形小的优质材料进行过渡段填筑。该方法设计意图明确，材料的性质可靠、易控制，其刚度与变形能均匀过渡。
④土工格栅法：即在台背沿路基方向分层布设土工格栅，并锚固于台背。格栅长度自下而上由短变长，间距由宽变窄。各层土工格栅间分层填土并夯实。
⑤注浆法：注浆法是以渗透注浆为主，利用注浆泵将配置好的水泥浆液通过注浆管注入台背填料，浆液在压力作用下渗入填土孔隙，与土粒骨架产生固化反应，提高台背填土密实度。
⑥缓膨胀材料填筑法。缓膨胀材料一般选用生石灰砂袋。将烧透的膨胀量大的生石灰粉碎成一定粒径的自然级配的颗粒，掺入一定比例的砂、石屑等矿料并混合均匀，装入用一定密度的编织布缝制的袋中捣实扎牢，制成砂袋。砂袋在台后横路基方向分层摆放，摆放数量自下层至上层、自近台端至远台端逐渐减少，各层间分层填土并夯实。
结束语
路桥过渡段是目前道路病害的多发地段，其直观表现形式为桥头跳车。随着高等级公路的大量建设，管理单位与工程设计人员开始对桥头跳车的危害有了比较清晰的认识和足够的重视。针对于桥头跳车，虽然在具体的工程设计中采取了不少处治措施，也取得了一些成功的实例。可从实际情况来看，桥头跳车的现象不仅在旧的桥头路堤存在，同时也存在于许多新建的高等级公路。
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