路橋過渡段沉降成因分析與設(shè)計(jì)施工控制

1、<p>　　路橋過渡段沉降成因分析與設(shè)計(jì)施工控制</p><p>　　摘要：路橋工程實(shí)踐證明，在橋頭引道處，剛性橋臺和柔性路堤之間的強(qiáng)度漸變段易產(chǎn)生不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，成為公路工程建設(shè)的一個(gè)重要而又突出的問題。但是，根據(jù)工程地質(zhì)條件，做好路橋過渡段地基處治，設(shè)計(jì)恰當(dāng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)過渡段結(jié)構(gòu)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，從客觀上制定一套科學(xué)的管理程序，保證每道工序的工程質(zhì)量和工作質(zhì)量，就能防止或減少路橋過渡段

2、的不均勻沉降，從而減輕甚至避免公路橋頭跳車現(xiàn)象，提高公路使用性能和使用壽命。從而提高交通營運(yùn)舒適性，安全性以及可靠性。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：路橋過渡段 沉降 分析設(shè)計(jì) 施工控制 </p><p>　　中圖分類號：U24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　1路橋過渡段軟基路基不均勻沉降的原因分析 </p><p>　　

3、1.1橋頭引道軟土地基處治不標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　通過公路調(diào)查結(jié)果表明，軟基路段由于地基沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象主要是施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，地質(zhì)鉆探布孔過少，鉆探深度不夠，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟基存在，或者未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度以及軟土的物理力學(xué)性質(zhì)等等，導(dǎo)致橋頭路堤軟土地基處治遺漏，或采取的處治方法不恰當(dāng)。此外，采用的軟基處治理論計(jì)算方法和選用的計(jì)算參數(shù)與軟基實(shí)際情況存在一定差距，導(dǎo)致軟基處治設(shè)計(jì)未能達(dá)到預(yù)期效果和技術(shù)

4、要求。另外，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低，也是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。 </p><p>　　1.2橋臺臺背路堤壓實(shí)度不標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　公路建設(shè)中幾乎所有橋梁、通道和明涵等都要求臺背填土處治。然而，臺背填土壓實(shí)度受施工的用料、順序、機(jī)械、經(jīng)驗(yàn)和施工作業(yè)面等工程管理因素的影響，普遍存在臺背填土壓實(shí)度未能滿足設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象，這是路橋過渡段路基路面產(chǎn)生不均勻沉降的基本

5、原因之一。此外，在公路營運(yùn)過程中，路基路面在車輛荷載以及自然因素的長期作用下，會形成土基塑性變形的積累，導(dǎo)致路橋間的差異沉降，從而影響公路路面的平順程度。 </p><p>　　1.3橋頭引道過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不周密 </p><p>　　橋頭引道路基工程中，常用的過渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過渡板(即搭板)和加筋土法等。這些處理措施的主要目的是通過提高路基的整體強(qiáng)度，從而降低

6、路橋間的剛度變化以及沉降差異，以減少路橋間的不平順，從而防治或避免橋頭跳車現(xiàn)象。從公路工程建設(shè)可知，橋頭引道過渡段常采用搭板結(jié)構(gòu)。然而，設(shè)置搭板以后的橋頭跳車現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，橋頭搭板斷板現(xiàn)象較為普遍。 </p><p>　　2路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　2.1路橋過渡段的變形控制 </p><p>　　從路橋過渡段的路基路面工程實(shí)踐分析可知，路橋過渡段

7、的變形控制必須解決兩個(gè)問題:即嚴(yán)格控制過渡段內(nèi)路基的工后沉降量;將路橋交界處的錯落式沉降變成連續(xù)的斜坡式沉降。因此，其變形控制主要是控制路基工后沉降和路橋間差異沉降。 </p><p>　　2.2合理設(shè)置緩和過渡段 </p><p>　　由于不同的結(jié)構(gòu)型式，從橋臺剛度大的混凝土結(jié)構(gòu)逐步過渡到柔性的填土路基結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度不一致。因此，軟土地基處治時(shí)，各段不同強(qiáng)度之間需設(shè)置強(qiáng)

8、度過渡段。同樣地面上的路堤亦需要設(shè)置強(qiáng)度過渡段。世界銀行貸款項(xiàng)目要求在剛性橋臺和柔性路堤之間設(shè)置50m的強(qiáng)度漸變段，使用不同的級配填料，確保路堤強(qiáng)度過渡。如果設(shè)置50m漸變段有困難，建議漸變段長度不得小于30m。如果橋頭引道不存在軟土地基，若路橋過渡段的差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為5cm，沉降坡差按0.4%控制，則強(qiáng)度漸變段長度應(yīng)大于13m。 </p><p>　　2.3路橋過渡段的地基條件與路基條件 </p>

9、<p>　　在橋頭引道路堤填筑過程中，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承載力，也不能有效阻止地基沉降。只有當(dāng)?shù)鼗哂凶銐虻某休d力，在路堤填土自重荷載與車輛荷載的聯(lián)合作用下不致破壞而產(chǎn)生較大的沉降時(shí)，土工合成材料的加筋才會產(chǎn)生明顯效果。因此，公路路橋過渡段的地基條件應(yīng)保證路基的工后沉降≤10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差≤0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)，路基條件應(yīng)滿足規(guī)范要求。 </p><p>　　2.

10、4路橋過渡段的結(jié)構(gòu)型式 </p><p>　　2.4.1橋臺臺背路堤加鋪土工格柵 </p><p>　　在路橋過渡段路基施工設(shè)計(jì)中，必須采用土工格柵技術(shù)。當(dāng)土工格柵與土一起承受車輛荷載和土體自身荷載的同時(shí)，土工格柵能使土體的抗剪強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，約束土體的側(cè)向變形，控制路基填土的側(cè)向位移，增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性，從而增大了路基的變形模量;由于土工格柵與路基填土的摩擦作用，使上部荷載可以在路基

11、中重新分配，降低了橋臺臺背局部范圍土中的垂直應(yīng)力，使路基土體承載力得到提高，從而減少沉降;由于水平攤鋪的土工格柵具有彈性，在車輛荷載的反復(fù)作用下，會減少或不會產(chǎn)生變形的累積。由于在路橋過渡段鋪設(shè)土工格柵具有明顯的工程效果，因此在路橋過渡段高填方路堤可采用橋臺臺背回填加鋪土工格柵的結(jié)構(gòu)型式。土工格柵的設(shè)置間距和長度應(yīng)滿足規(guī)范要求，通過計(jì)算確定。 </p><p>　　2.4.2合理確定搭板長度和搭板強(qiáng)度 </

12、p><p>　　到目前為止，搭板的設(shè)計(jì)未有統(tǒng)一模式，一般按照下述原則確定其長度: </p><p>　?。?）路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，由于道路下沉引起路面縱坡變化，要求搭板隨路堤沉降后傾角在1/200至1/300范圍內(nèi)變化; </p><p>　?。?）搭板的長度能跨越橋臺臺背難以壓實(shí)的土體，或跨越按計(jì)劃在臺背預(yù)留的土方缺口長度; </p><p>

13、　　（3）根據(jù)搭板的受力狀態(tài)，用彈性地基或簡支梁計(jì)算搭板長度。根據(jù)規(guī)范要求，按上述方法計(jì)算的搭板長度為30～20m?？蓞⒖即擞?jì)算方法，結(jié)合工程具體情況，合理確定搭板長度。搭板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)搭板與臺背填土可能脫空的最不利狀態(tài)處理，同時(shí)考慮搭板節(jié)段的劃分以及枕梁位置對搭板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)影響。 </p><p>　　3路橋過渡段軟基路基路面的施工研究 </p><p>　　3.1橋臺軟基的處治施

14、工 </p><p>　　從公路工程施工分析可知，水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯，施工工期短，但工程造價(jià)高;超載預(yù)壓可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載，方便施工，工期長，剩余沉降量大;塑料排水板法加固工期較超載法短，較粉噴樁法長。此外，還有強(qiáng)夯法和爆破法等軟土地基處治方法。各種方法的機(jī)理及適應(yīng)性各有特點(diǎn)，施工過程中要根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)際情況加以選擇采用。為了保證軟基排水固結(jié)的施工質(zhì)量，消除軟基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必

15、須盡可能地提前軟土地基路段的施工時(shí)間，尤其是橋臺地段的施工時(shí)間，爭取更長的預(yù)壓時(shí)間，以減少軟基路堤工后沉降;根據(jù)軟土的地質(zhì)條件、土層性質(zhì)和路堤填筑高度，一般路堤采用袋裝砂井或塑料排水板處理，其間距在鄰近橋頭路段附近應(yīng)加密;在橋臺處設(shè)置攪拌樁過渡段，并在攪拌樁過渡段末端與袋裝砂井或塑料排水板加密區(qū)交接處設(shè)置土工織物砂墊層，以協(xié)調(diào)變形。 </p><p>　　3.2路橋過渡段的施工組織 </p><

16、;p>　　在橋臺結(jié)構(gòu)完成后，盡快安排過渡段路堤與一般填土路堤的施工，并使用具有同等壓實(shí)度能量的壓實(shí)機(jī)械將過渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進(jìn)行填筑碾壓。在路堤與橋臺連接部位，路堤與錐坡預(yù)壓填土應(yīng)同步填筑與碾壓，使用大型機(jī)械碾壓困難時(shí)可改用小型振動壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行充分壓實(shí)。此外，對一些路基工后沉降可能大的工點(diǎn)，如深層軟土地基和橋頭高路堤，除了采用一切必要的地基處治措施外，必須優(yōu)先安排施工，進(jìn)行靜置預(yù)壓直至符合規(guī)范要求為止。 &

17、lt;/p><p>　　3.3路橋過渡段路堤填料的選擇 </p><p>　　實(shí)施路橋過渡段路堤填筑之前，要有目的地選擇施工路段的填料，采用各種土壤作對比試驗(yàn)。其試驗(yàn)項(xiàng)目包括:土壤的液限和塑限聯(lián)合測定，實(shí)施篩分和擊實(shí)試驗(yàn);各種土壤在相同壓實(shí)機(jī)具下達(dá)到同等壓實(shí)度時(shí)的壓實(shí)遍數(shù)與松鋪厚度的關(guān)系。從試驗(yàn)結(jié)果中，比較各種土壤的技術(shù)指標(biāo)，從中選出最適宜的土壤作為過渡段路堤的填料。填料的選擇原則應(yīng)選用干容重

18、較大的砂類土或滲水性較好的材料。這樣的材料具有良好的級配水穩(wěn)定性和壓實(shí)特性。當(dāng)采用非滲水性土?xí)r，應(yīng)在土中增加外摻劑，如石灰、水泥等。嚴(yán)禁使用淤泥、沼澤土以及含草皮、樹根、生活垃圾、雜物和含水量過大的土作為填料。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　[1] 劉巍, 王英杰, 賈玉鈞. 路橋過渡段沉降成因分析與設(shè)計(jì)、施工控制研究[J].