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浅谈公路桥梁沉降段路基路面的施工技术一、公路桥梁沉降段的常见质量问题及沉降原因分析（一）质量问题通过对一些公路桥梁的沉降段进行调查分析后发现，在这些位置经常会发生以下问题：1.不均匀沉降是公路桥梁沉降段最为常见的质量问题之一，造成这一问题的具体原因如下：一方面是坡度处理不当；另一方面是过渡段细节的处理方法选择不正确。通常轻微的不均匀沉降对路面行车不会造成严重的影响。但是，当公路桥梁出现台阶状的沉降时，则会导致路面行车出现颠簸，从而使得行车舒适性和安全性受到影响。2.若是路基结构本身的强度不足，则会导致位于其上的路面承载力不够。同时，由于部分车辆经常超载运行，致使路面需要长时间承受较大的荷载，由此便会造成路面结构变形，最终会使路面形成中部低两边高的现象。如果这种情况未能获得及时有效的解决处理，久而久之便会出现行车困难的情况，严重影响了公路桥梁自身功能的发挥。3.路面沉陷与变形也是路面沉降段较为常见的质量问题之一，同时，桥台下沉还可能引起路面大量积水，若是这些积水从路面的裂缝位置处深入到基层当中之后，则会对路基结构的整体稳定性造成影响，而且还会威胁到行车安全。（二）公路桥梁沉降的原因分析1.公路桥梁结构地基变形一般发生在沟壑地段，该地段具备土壤孔隙比大、含水量高、压缩性大、地基强度低的特点，从而易导致填筑的路基出现大幅度变形。与一般路段相比，沟壑地段的桥头段路堤填筑高度应高出5-10cm，但是对于基底而言，因这部分高出的路基会产生额外的附加应力，所以，会造成地基沉降问题的出现。在填土容重一样的情况下，地基沉降会随着填土高度的增加而随之产生越大的变形量。2.在公路施工中，常用的台背回填材质是普通黏性土，因施工现场地形和施工具体条件的不同，使得台背土方的压实难度增大，若土体被压实的密实度不足，就会造成土方含水量无法达到最佳状态，进而易引发地基沉降变形。一旦这样的公路投入使用，在路堤自重和车辆垂直荷载的共同作用下，路基的密实度会随之缓慢提高，在公路长期使用的情况下会出现路堤填土现象。由于台背填土具备较高的弹塑性和柔性，与混凝土浇筑的桥台形成明显的刚性差异，所以在车辆垂直荷载的作用下，桥台中两种不同的材质就会产生不同的塑性积累变形。3.在路基上，桥头搭板会出现弹性支撑，支撑的着落点位于牛腿处，由于靠近桥台处的部分路基土体的承受应力较小，从而会使公路桥梁路基承受不均匀作用力。从纵向层面上来看，路基应力会随着汽车荷载的运动而出现两个峰值，一个是在汽车荷载作用的垂直位置，另一个是在搭板支撑的路基端位置。当汽车行驶到搭板末端时，路基承受的纵向应力达到最大值，此时产生的塑性变形程度也会随之达到最大化，进而导致在搭板末端出现沉降问题。此外，在路基沉降量计算不精确的影响下，若发生较大路基沉降变形，就会大幅度增加板后路基与搭板间出现的纵向坡度差。二、公路桥梁沉降段路基路面关键施工技术（一）工程概况某段公路为双向四车道高速公路，行车速度为80km/h；整体式路基宽为24.5m，分离式路基宽为12.25m，荷载等级为一级。本段公路地质结构复杂，属于控制工期工程，也是本标段内的重要工程。此路段最大累积沉降量为177mm，经过分析可知，发生沉降的主要原因就是桥梁引道地段相邻水管先后发生两次断裂，导致此段地基承受了较大的水压，进而出现了地基下沉现象。（二）沉降段结构优化设计为了进一步提高公路桥梁沉降段的施工质量，应当针对沉降段进行合理的结构设计。在实际设计过程中，搭板长度的确定与强度设计是关键环节，由于国内目前尚无统一的搭板设计标准，所以，在工程设计时，只能够按照桥有路堤与桥台的沉降量以及行车舒适度等条件，确定最佳的搭板长度。为确保沉降段路基的施工质量，应当采取土工格栅技术，该技术的优势如下：土工格栅与土体形成整体之后，可以共同撑到来自于路面车辆的荷载，不仅有利于土体抗剪强度的充分发挥，而且还能有效降低土体侧向变形的发生几率，从而避免路基填土出现侧向位移的现象，这有助于增强路基结构的稳定性。同时，格栅与填土之间的相互摩擦作用能够促使荷载在路基当中重新分配，这样一来，便可以显著降低桥台背部的受力，从而提高路基土体的承载能力，进而减少沉降问题的发生。此外，采取水平的方式对土工格栅进行摊铺，可以使格栅本身具有较高的弹性，由此能够减少变形的累积。（三）沉降段路基路面施工技术要点1.首先精确放出路基边坡线，为了保证路基宽度，每侧各加宽0.5m，把晾晒好的基底土进行整平后用25T振动压路机静压两遍，再用50T震压四遍，不平整的地方人工配合整平。之后在平整压实的场地上，安装铺设的格栅其主要受力方向（纵向）应垂直于路堤轴线方向，铺设要平整，无皱折，尽量张紧。用插钉及土石压重固定，铺设的格栅主要受力方向最好是通长无接头，幅与幅之间的连接可以人工绑扎搭接，搭接宽度不小于10cm。如设置的格栅在两层以上，层与层之间应错缝。大面积铺设后，要整体调整其平直度。当填盖一层土后，未碾压前，应再次用人工或机具张紧格栅，力度要均匀，使格栅在土中为绷直受力状态。图1土工格栅铺设2.公路桥梁的沉降段路堤与一般填土路堤要在完成桥台结构后尽快施工。在碾压沉降段路堤和一般填土路堤时，要使用具备同等压实度能量的压实机械，使沉降段路堤和一般填土路堤碾压到相同的高度。此外，还要同时填筑与碾压在桥台与路堤连接部位的路堤、锥坡。当遇到预压填土困难时，应将大型压实机械改为小型振动压实机械。在对桥头高路堤和深层软土地基等特殊施工点进行施工之前，必须做好施工安排，确保静置预压符合规范要求。3.在公路桥梁沉降段路堤填筑之前，要优选填料。施工单位可选取不同的土壤进行对比实验，通过实验结果分析，选取效果最好的土壤作为沉降段路基的填料。同时，填料的选取应当满足以下条件：选用具备较大干容重的砂类土壤，以及较好渗水性的土壤，杜绝使用淤泥、沼泽泥，或含有大量水分和杂物的土壤作为填料。通常情况下，公路桥梁引道的路堤沉降形式主要有以下两种，一种是地基沉降，另一种是路基与路面结构压缩变形。相关理论与实践表明，路面结构上的压缩变形对路堤沉降的影响相对较小，基本可以忽略不计。而路堤沉降大体上可分为以下三种类型：瞬时沉降、固结沉降以及次固结沉降，后两种沉降类型是导致桥头跳车的主要原因，在施工中必须加以注意。实践证明，除冻结土、沼泽土、生活垃圾、白垩土、硅藻土外均可用做填料。但砾类土和砂类土力学性能稳定，受含水量影响很小，宜优先选用。填料粒径不得大于15cm，并注意控制填料级配，以保证压实重量。为此，在台背填料的选择上，要尽可能选用高质量的材料，并遵循以下原则：其一，沉降段为刚性与柔性过渡段，填料的刚度应当介乎于路基与桥台材料两者的刚度之间；其二，要尽可能选择容易压实的填料，由于台背对压实度的要求较高，但在实际施工中，受到各方面条件的限制，台背位置处的压实较为困难。所以，应当选择容易压实的填料，以此来确保压实质量；其三，所选择的填料必须具备良好的透水性，这是非常重要的一点，在施工中必须加以注意。4.做好沉降监测工作，及时掌握软基路堤的沉降情况。在对沉降段路基进行测量时，可以采用沉降板法，该方法是将沉降板埋设在沉降段地表面上，并将板与测量杆进行焊接，然后在测量杆外加装套管，图1为该方法的示意图。图1沉降板法示意图在软基路堤施工过程中，要将路堤中心沉降速率和侧向位移速率控制在设计要求的范围内，采取分级填筑的方式和适当的填土速度进行路堤填筑，避免出现填土速度前慢后快的问题。当软基路堤填筑高度满足设计标高时，要对路面重量预压过程实施沉降监测，采取双标准确定路面施工时间，确保施工时间的准确性、合理性。只有将工后沉降量控制在设计允许的范围内，并保证每月沉降量小于6mm，才能确保路面的使用性能，防止出现桥头跳车问题，创建安全的行车环境。（四）沉降段施工质量的控制措施1.通过对公路桥梁沉降段的路基路面进行研究分析表明，要想有效控制路面变形，必须从以下两个方面着手：一方面，对沉降段内路基施工后的沉降量，以及变路桥交界处的错落式沉降进行严格控制，避免出现连续的斜坡式沉降，对公路路桥梁正常使用造成影响。另一方面，在设计阶段根据沉降曲线计算出工后沉降量，确保沉降量不超过10cm，同时还要保证2-3个月内的每月沉降量小于6mm，以此为基础进行路面施工。2.在对桥头引道进行填筑时，较为常见的做法是土工合成材料加筋路堤，大量的工程实践表明，采用这种施工方法不但无法提高地基基础的承载能力，而且也无法避免地基沉降的情况发生，该方法只适合地基承载力较高的路段，并不适用于公路桥梁工程中的沉降段路基路面施工。为此，根据我国现行公路路基设计规范标准中给出的规定要求，公路桥梁沉降段的路基在施工之后，最大沉降不得超过10cm，沉降差不得超过5cm。在设计施工中，必须对此加以注意。3.由于公路桥梁的结构型式均不相同，从而使得结构强度也不相同，为此，在对软基进行处理时，应当设置强度不同的沉降段。为确保路堤强度过渡，在施工过程中需要采用级配不同的填料，并在刚性桥台与柔性路堤间设置长度不低于50m的渐变段，若是实际工程无法设置50m的渐变段，也必须确保渐变段的长度不低于30m。4.在公路桥梁沉降段施工过程中，常常会遇到湿热多雨的季节，为了确保施工质量，必须采取相应的排水措施。若是排水工程不到位，则会导致路基受地表水和地下水的双重作用出现坍塌、翻浆等质量问题，同时，沥青路面也容易产生龟裂、剥落等病害。为此，在多雨季节或是降雨量较大的地区进行沉降段施工时，应当按照相关规范标准的要求，采取有效的排水技术措施，借此来防止水对路基、路面结构的破坏。具体施工要点如下：在沉降段设置充足的排水管道和排水盲沟，如果工程施工点的水位相对较高，则可采用碎石施工成盲沟，由此不但能够防止填土被浸泡，而且还能满足压实度的要求，有助于施工质量的提高。5.在加筋土工程中，一定要作好墙体内外的排水处理；要做好护脚，防冲刷；在土体内要设置滤、排水措施，必要时，应设置土工布、透水管（或盲沟）。采取疏导的方式排水，不能堵塞，否则产生隐患。结论：总而言之，公路桥梁沉降段的施工是一项较为复杂且系统的工作，由于沉降段本身比较特殊，若是处理不当，则会影响到工程整体质量。故此，在实际工程中，除了要对公路前桥梁结构进行优化设计之外，还应当了解并掌握沉降段的施工技术要点，并采取有效的技术措施提高沉降段的施工质量。这不但有助于工程整体质量的提升，而且还能延长公路桥梁结构的使用年限。在未来一段时期，应当重点加大对公路桥梁沉降段施工技术的研究力度，并对现有的技术进行不断改进和完善，借此来促进我国公路交通运输业的发展。