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公路路橋過渡段不均勻沉降的原因與控制措施
摘要：文章分析了路橋過渡段產(chǎn)生不均勻沉降的主要原因，路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施及施工控制進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：過渡段；不均勻沉降；控制措施
1 路橋過渡段產(chǎn)生不均勻沉降的原因
1.1 橋臺(tái)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不滿足要求。所有橋梁、通道和明涵等都要求臺(tái)背填土處治。然而，臺(tái)后填土壓實(shí)度由施工用料、施工順序、施工機(jī)械、施工經(jīng)驗(yàn)、施工作業(yè)面等工程管理因素的影響，施工過程涉及各個(gè)方面。從公路調(diào)查結(jié)果可知，臺(tái)背填土普遍存在壓實(shí)不足的問題，這是造成路橋過渡段不均勻沉降的基本原因之一。
1.2 橋頭引道軟土地基處治問題。軟基路段由于地基沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象仍然存在。分析其原因，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，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)。在橋頭引道，由于存在軟土地基，橋臺(tái)臺(tái)背路堤施工時(shí)填土壓實(shí)不足，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低，這是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。然而，橋臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是按規(guī)范容許沉降值實(shí)施控制設(shè)計(jì)，一般情況下實(shí)際發(fā)生的沉降值較設(shè)計(jì)時(shí)小。因此，路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要在于如何做好軟基路堤沉降防治等路橋順接構(gòu)造物的設(shè)計(jì)。
1.3 橋頭引道過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。橋頭引道過渡段多采用搭板結(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。分析其設(shè)計(jì)原因，有下述情況：①根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度，橋頭設(shè)置搭板長(zhǎng)度劃分為：a.大中橋，搭板長(zhǎng)度為8m；b.小橋、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞，搭板長(zhǎng)度為5m。然而，橋頭引道路堤處于高填方路段，軟基路段橋涵結(jié)構(gòu)與橋頭路堤相對(duì)沉降量大，由于搭板長(zhǎng)度不夠而起不到順接作用，行駛車輛通過時(shí)必然出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。②搭板設(shè)計(jì)根據(jù)支承在彈性地基上的板計(jì)算，未考慮臺(tái)背路堤沉降，雨水沖刷帶走臺(tái)背填土等原因造成搭板與臺(tái)背路堤脫空的不利受力狀態(tài)。結(jié)果形成搭板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，產(chǎn)生斷板，引起橋頭線形突變，誘發(fā)車輛跳車現(xiàn)象。③橋頭搭板處理目前尚沒有定型的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范也沒有明確規(guī)定。④工程實(shí)踐中，橋頭搭板一般不作專項(xiàng)設(shè)計(jì)。但是，從工程實(shí)踐可知，合理地處治軟土地基，實(shí)施臺(tái)后填土壓實(shí)是消除路堤填筑土體沉降的條件，而可靠的搭板設(shè)計(jì)是解決橋頭跳車的重要保證。
1.4 橋頭引道路堤邊坡防護(hù)的問題。從公路橋頭引道路堤設(shè)計(jì)和施工可知，臺(tái)背路堤填土通常采用砂類、滲水性土作為填料，不考慮防水和排水設(shè)施;通常，對(duì)橋臺(tái)處于長(zhǎng)期浸水路段，采用漿砌片石護(hù)坡。而其它橋臺(tái)路段，只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護(hù)坡，臺(tái)背設(shè)置方格網(wǎng)草護(hù)坡或草皮護(hù)坡。然而，從公路續(xù)建、水毀和收尾工程勘查過程中發(fā)現(xiàn)，許多橋頭路堤沉降比較嚴(yán)重的地方，往往伴隨錐坡和護(hù)坡水毀。橋頭引道路堤邊坡防護(hù)措施以及臺(tái)背防水和排水設(shè)施的不適當(dāng)，促使臺(tái)背填土流失，路基強(qiáng)度降低。在行駛車輛長(zhǎng)期反復(fù)作用下，橋頭引道過渡段填土塑性變形，誘發(fā)橋頭路堤不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。
2 路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施
2.1 路橋過渡段的變形控制。①根據(jù)交通部《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》JTJ017-96規(guī)定，路橋連接處最大容許工后沉降為10cm。②從高等級(jí)公路的路況調(diào)查結(jié)果可知，當(dāng)路面局部縱坡達(dá)到0.5%時(shí)，車輛行駛會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)或搖動(dòng)現(xiàn)象。
2.2 合理設(shè)置緩和過渡段。由于不同的結(jié)構(gòu)型式，從橋臺(tái)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)和瀝青砼路面結(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)度過渡段。
2.3 路橋過渡段的地基條件與路基條件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，也不能有效地阻止地基的沉降。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(huì)產(chǎn)生明顯的效果。
2.4 路橋過渡段的結(jié)構(gòu)型式。①橋臺(tái)臺(tái)背路堤加鋪土工格柵在路橋過渡段路基施工中采用土工格柵技術(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)，具有下述三方面功能：a.由于土工格柵使土體的抗剪強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，約束了土體的側(cè)向變形，控制路基填土的側(cè)向位移，增強(qiáng)了路基的整體穩(wěn)定性，從而增大了路基的變形模量。b.由于土工格柵與路基填土的摩擦作用，使上部荷載在路基中重新分配，降低了橋臺(tái)臺(tái)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。c.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，不會(huì)產(chǎn)生或減少變形的累積。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(tái)臺(tái)背回填加鋪土工格柵的結(jié)構(gòu)型式。②合理確定搭板長(zhǎng)度和搭板強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)橋頭路堤與橋臺(tái)相對(duì)沉降量預(yù)計(jì)值以及車輛行駛要求的順適程度，合理地確定搭板長(zhǎng)度。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(zhǎng)度：a.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1/200~1/300范圍內(nèi)變化。b.搭板的長(zhǎng)度能跨越橋臺(tái)臺(tái)背難以壓實(shí)的土體，或跨越按計(jì)劃在臺(tái)背預(yù)留的土方缺口長(zhǎng)度。c.根據(jù)搭板的受力狀態(tài)，用彈性地基或簡(jiǎn)支梁計(jì)算搭板長(zhǎng)度。根據(jù)交通部規(guī)范要求，橋臺(tái)與路堤相鄰近容許工后沉降為10cm，按上述計(jì)算的搭板長(zhǎng)度為30～20m。
3 路橋過渡段的施工控制
3.1 對(duì)路基過渡段進(jìn)行大面積施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)段取得的施工工藝參數(shù)進(jìn)行施工，熟練的掌握一些施工技巧和施工規(guī)范�？刂坪霉に嚵鞒獭⑺射伜穸�、表面平整度、施工含水量、壓實(shí)遍數(shù)、配套機(jī)械、填筑速度、檢測(cè)方法等。
3.2 施工中要嚴(yán)格的按照施工順序進(jìn)行合理的配料，進(jìn)行合適的壓實(shí)工藝。
3.3 為了控制攤鋪厚度，采用方格網(wǎng)控制填料量。施工過程中要消除粗細(xì)集料離析“窩”或“帶”現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，采用人工或機(jī)械進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)摻拌，確保填筑質(zhì)量，控制填筑標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)禁出現(xiàn)彈簧、松散、起皮等現(xiàn)象發(fā)生。
3.4 壓路機(jī)碾壓不到位時(shí)采用人工沖擊夯夯實(shí)，對(duì)于質(zhì)量可疑地段，應(yīng)視情況增加檢驗(yàn)的點(diǎn)數(shù)，采取適當(dāng)?shù)拇胧�，控制好邊角壓�?shí)質(zhì)量。
3.5 施工過程中，要配備足夠的人員來加強(qiáng)驗(yàn)檢測(cè)過程控制，從而來縮短檢測(cè)時(shí)間。在檢測(cè)過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，有條不紊的進(jìn)行。
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