1、關(guān)于高級(jí)公路路橋過渡段問題的施工探討    摘要：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，公路在建設(shè)中超到非常重要的交通樞紐作用。本文根據(jù)筆者的多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合公路的施工和運(yùn)營(yíng)情況，分析了路橋過渡段產(chǎn)生不均勻沉降的原因，提出路橋過渡段的施工研究方案，以減少路橋間的不平順，從而防止或避免橋頭跳車現(xiàn)象，增加車輛運(yùn)行的舒適性。 關(guān)鍵詞：公路；過渡段沉降；施工方案 一、路橋過渡段產(chǎn)生不均勻沉降原因的分析 1、橋頭引道軟土地基處治不佳 從公路調(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)

2、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)。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,不能滿足交通部公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范的技術(shù)要求。 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)

3、。 2、橋臺(tái)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不滿足要求 從公路工程建設(shè)可知,幾乎所有橋梁、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。此外,在公路營(yíng)運(yùn)過程中,路基在車輛荷載以及自然因素作用下,會(huì)形成土基塑性變形的積累,導(dǎo)致路橋間的差異沉降,從而影響高等級(jí)公路路面的平順程度。 3、橋頭路堤邊坡防護(hù)措施不妥 從公路橋頭路堤的施工可知,臺(tái)背路堤填土常采用砂類、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

4、水路段,采用漿砌片石護(hù)坡,而其他橋臺(tái)路段,只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護(hù)坡,臺(tái)背設(shè)置防格網(wǎng)草護(hù)坡或草皮護(hù)坡,但是,從公路改建、水毀和收尾工程偵查過程發(fā)現(xiàn),許多橋頭路堤沉降較嚴(yán)重的地方,長(zhǎng)伴隨錐坡和護(hù)坡水毀,分析其原因,雨水對(duì)路堤的沖刷和侵蝕防格網(wǎng)草防護(hù)等路堤邊坡防護(hù)措施未能起到保護(hù)路基免受雨水侵害的作用,所以橋頭路堤邊坡防護(hù)措施及臺(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)期作用下,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。 4、橋頭引道過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)欠周到 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

5、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:大中橋,搭板長(zhǎng)度為8m;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

6、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。 二，路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1路橋過渡段的變形控制 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

7、處的錯(cuò)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。 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)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(tái)和柔性路堤之間設(shè)置50m的強(qiáng)度漸變段，使用不同的級(jí)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(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)大于13

8、m。 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(huì)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。 4路橋過渡段的結(jié)構(gòu)型式 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

9、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;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(huì)減少或不會(huì)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(tái)臺(tái)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(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范要求，通過計(jì)算確定。 三、路橋過渡段施工采取的措施 1、加強(qiáng)路橋過渡段的施工組織設(shè)計(jì) 如果施工方案和施工組織設(shè)計(jì)的質(zhì)量不高,就難以保證在預(yù)定的成本范圍內(nèi),按期交工和

10、確保工程質(zhì)量。因此,對(duì)于施工方案和施工組織設(shè)計(jì)必須達(dá)到以下要求:(1)要講究科學(xué)的編制程序和方法;(2)編制時(shí)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較,做到設(shè)計(jì)優(yōu)化,除了在施工方案和施工組織設(shè)計(jì)的質(zhì)量保證,還要做好檢查施工準(zhǔn)備工作的質(zhì)量,做好施工人員的技術(shù)交底工作,材料的質(zhì)量控制和機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量保證。過渡段的施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于減少路橋間的沉降差,在橋臺(tái)結(jié)構(gòu)完成后盡快安排過渡段陸地與一般填土路堤的施工,使用同樣壓實(shí)能量的壓實(shí)機(jī)械把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,分層填筑時(shí),每層松鋪厚度必須控制在15cm內(nèi),并在臺(tái)背墻上劃上記號(hào),以保證厚度的均勻性,方便施工人員檢查。在路堤和橋臺(tái)連接部

11、位,路堤與錐坡預(yù)壓填土應(yīng)同步填筑碾壓,使用大型機(jī)械碾壓困難時(shí)可改用小型振動(dòng)機(jī)充分壓實(shí)。 2、選擇有利于減少路橋過渡段工后沉降的橋臺(tái)結(jié)構(gòu) 在型式多樣的橋臺(tái)結(jié)構(gòu)中,樁接臺(tái)帽的橋臺(tái)結(jié)構(gòu)施工過程是:填筑路堤,鉆孔樁基施工,臺(tái)帽和耳背墻施工。從其施工步驟可知,其過渡段路堤在橋臺(tái)結(jié)構(gòu)施工前填筑,不受施工作業(yè)面的限制,有利于大型機(jī)械碾壓,不遺留施工死角,壓實(shí)均勻,壓實(shí)度易達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí),橋臺(tái)結(jié)構(gòu)施工時(shí),又為過渡段軟土地基和路堤填土留有一定的沉降期,有助于減少過渡段路堤工后沉降。因此,在橋梁設(shè)計(jì)時(shí),宜首先選用樁接臺(tái)帽式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)。 3、加強(qiáng)路堤填料的選擇 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

12、填料,采用各種土壤作對(duì)比試驗(yàn)。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,以就地取材為主。就地取材不僅經(jīng)濟(jì),而且或滲水性較好的材料。這樣的材料具有良好的級(jí)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。 4、加強(qiáng)壓實(shí)要求 臺(tái)背路堤填土應(yīng)與錐坡填土同時(shí)進(jìn)行,并按設(shè)計(jì)寬度一次填土,分層填筑過程,每層的壓實(shí)厚度不超過15cm,其施工順序?yàn)槠囆锻痢⑼仆翙C(jī)平整、灑水或涼曬、人工平整、壓路機(jī)碾壓、壓實(shí)度檢測(cè),壓路機(jī)碾壓過程中,既要保證壓實(shí)度,同時(shí)又要注意不損傷臺(tái)身,具體要求為: (1)檢查填土松鋪厚度、平整度和含水量,符合要求后進(jìn)行碾壓; (2)根據(jù)壓實(shí)試驗(yàn)提供的松鋪厚度和控制壓實(shí)遍數(shù)進(jìn)行壓實(shí); (3)采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓時(shí),除對(duì)臺(tái)背路堤