穆萍

四川西南交大土木工程設(shè)計有限公司廈門分公司（361000）

臺后軟土路基對橋臺影響與對策

穆萍

四川西南交大土木工程設(shè)計有限公司廈門分公司（361000）

橋頭結(jié)構(gòu)物與路基結(jié)合區(qū)域是工程病害的多發(fā)地帶，也是工程建設(shè)中的重點和難點。如果橋頭路基下存在較厚軟土層，路基與結(jié)構(gòu)物之間沉降差將會增大，臺后路基填土高度較高會使軟弱土層密實下沉或側(cè)向移動，引發(fā)橋臺傾斜或橋臺底部出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物損壞。

橋臺；臺后填土；沉降差；改善措施；氣泡混合輕質(zhì)土

近年來隨著沿海地區(qū)建設(shè)的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度加大，路橋建設(shè)數(shù)量越來越多，但是無論城市道路還是高速公路，橋頭軟基區(qū)域都工程病害的多發(fā)地帶和工程建設(shè)中的重點和難點。因此，在公路橋梁設(shè)計和施工中，如何較好地解決橋臺與路堤銜接是一個相當(dāng)重要的問題。

1 橋頭軟基對橋臺的影響與分析

1.1 橋頭軟基對橋臺產(chǎn)生影響

當(dāng)臺后路基存在軟土，并且填土超過一定高度時，橋頭路基填筑就會對鄰近橋臺產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)在下述幾個方面：

路堤填土后形成荷載作用于地基，使地基產(chǎn)生較大沉降，而結(jié)構(gòu)物的沉降相對很小，兩者之間將形成較大的沉降差，引起橋頭跳車；

橋頭路基地基下有軟弱土層，臺后路基填土使軟弱土層密實下沉，在橋臺樁基上產(chǎn)生向下的負(fù)摩擦力，引起橋臺基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，引發(fā)橋臺傾斜或橋臺底部出現(xiàn)裂縫；

路堤填土?xí)管浫跬翆觽?cè)向移動，在樁上產(chǎn)生附加水平力，加上臺背土壓力，嚴(yán)重的可使橋臺產(chǎn)生向河中心的位移，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物損壞。

1.2 橋臺區(qū)域病害產(chǎn)生的主要原因

1.2.1 軟弱土層引起的沉降

軟基經(jīng)處理后仍存在工后沉降，而且路基沉降與構(gòu)造物沉降不同，兩者在銜接處有沉降差。

橋臺樁基成型后，橋臺路基填土或者開挖，勢必會引起軟弱土層水平位移，從而產(chǎn)生水平力，使樁基變形或破壞樁基。

1.2.2 橋臺后填料對沉降的影響

臺后填料對沉降的影響主要為填料的壓縮沉降，一般臺后填料我們選用級配碎石、砂性土等透水性材料，從而減少填料自身的工后沉降，但是有時候因為壓實度無法滿足、填料達(dá)不到要求等原因，在荷載作用下，填料仍存在壓縮沉降。

1.2.3 剛?cè)嵬蛔円鸬脑?/p>

橋梁屬于剛性結(jié)構(gòu)物，具有較大的整體剛度，而路基屬于相對柔性體。由于這兩種結(jié)構(gòu)的差異，在路橋過渡區(qū)段內(nèi)，當(dāng)受到動荷載作用時，在剛?cè)嶂g必然存在著沉降差。

1.2.4 設(shè)計及施工原因

在設(shè)計中沒有把路橋過渡段作為一種結(jié)構(gòu)物來考慮，沒有較為合理的設(shè)計要求。施工時對工期和工序安排不當(dāng)，使路橋過渡區(qū)段的填土碾壓工作安排在施工的工期的尾部，被迫趕工期，不能夠很好地控制填土壓實質(zhì)量，使得填土本身出現(xiàn)沉降變形。

1.2.5 外部環(huán)境的影響

在降水豐富的地區(qū)，由于路橋過渡段處常會有細(xì)小的伸縮裂縫,經(jīng)過地表水或雨水的滲透后，在行車荷載反復(fù)作用下，會使過渡區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生路基下沉變形、線路結(jié)構(gòu)損壞等病害[1]。

2 降低臺后軟基處理對橋臺影響的對策

2.1 地基加固方法

根據(jù)軟土自身的特點，以及軟土地基影響橋臺的不利因素，可對軟土地基進行加固處理，防止軟土對橋臺的影響。

對于厚度較小的淺層軟基，采用全部挖除換填砂礫、碎石等強度高的透水性材料。

對于厚度較深的深層軟基，可采用水泥攪拌樁、碎石樁、CFG樁等處理方式，提高復(fù)合地基承載力，減少工后沉降。

采用堆載預(yù)壓+固結(jié)排水的措施，提高土體強度，改善軟土性質(zhì)。這種方法可使土體的壓縮提前完成，從而減少對橋臺的影響。

2.2 設(shè)計措施

2.2.1 減輕臺后土壓力和平衡荷載法

設(shè)計中可適當(dāng)增加橋長，臺后填土高度降低則土壓力減小。

采用加大基底面積的方法分散應(yīng)力，使作用在地基上的壓應(yīng)力控制在軟土地基承載力范圍以內(nèi)。

采用例如氣泡混合輕質(zhì)土作臺背填料，減少臺后填土重量，從而減輕臺背荷載。

平衡壓重填土法，先在臺前填土壓重，然后再進行臺背填土。

2.2.2 減少軟基負(fù)摩阻力影響

支承樁柱法，通過增大樁柱斷面來承受負(fù)摩擦力。

群樁法，通過增加樁數(shù)來體現(xiàn)群樁效應(yīng)，以減少負(fù)摩擦力。

涂層法，若是預(yù)制打入樁，打樁前在中性點以上樁身涂l mm厚的瀝青，涂層產(chǎn)生剪應(yīng)變，減少樁表面的負(fù)摩擦力。

地基浸水法，使地基先浸水，增加孔隙壓力，減少樁側(cè)摩擦力。

分段施工法，是將樁基施工半年或一年后，再進行上部結(jié)構(gòu)施工，可以緩解負(fù)摩擦力的作用。

2.2.3 橋頭路基沉降及滑動穩(wěn)定性驗算

設(shè)計過程中，應(yīng)對基礎(chǔ)強度進行計算，而且還應(yīng)進行橋頭地基穩(wěn)定性驗算，嚴(yán)格控制工后沉降，臨河路段還應(yīng)進行滑動穩(wěn)定性驗算。[2]。

2.3 施工措施

施工過程中主要應(yīng)嚴(yán)格控制填土速度，緩慢填土，分層填筑、分層壓實。挖方路段，在保證壓實度的基礎(chǔ)上應(yīng)盡快回填。

（2）施工順序也是影響軟土的主要因素，應(yīng)本著先填土預(yù)壓，待路基沉降穩(wěn)定后，在進行橋臺樁基施工。

施工順序及方法尤為重要，施工中應(yīng)結(jié)合工程實際情況，制定詳細(xì)可行的施工方案，細(xì)節(jié)更不能忽略。近可能最大程度減少沉降及水平位移。

2.4 工程案例（古武高速公路三角浦中橋橋頭路基處理方案）

降低路基對結(jié)構(gòu)物影響的對策，結(jié)合近年來較成功的工程處理案例，設(shè)計古武高速公路三角浦中橋橋臺臺背采用氣泡混合輕質(zhì)土填筑。

由于氣泡混合輕質(zhì)土的容重可以做的比一般土體小得多，而其強度達(dá)到甚至超過良好土體，且輕度和容重可以自由調(diào)整。此外，氣泡混合輕質(zhì)土還具有較高的流動性、固化后的自立性、良好的抗凍融性等優(yōu)點。因此采用這種方法不僅可大幅度降低填土荷載，減少軟基的附加應(yīng)力，抑制軟基的沉降和側(cè)移，提高路堤穩(wěn)定性，緩解橋頭跳車，而且能減小橋臺的土壓力及橋臺樁基所承受的彎矩，抑制橋臺及樁基側(cè)移，提高橋臺結(jié)構(gòu)物的使用壽命。

圖1 一般填土路基與橋臺結(jié)合部附近的沉降關(guān)系示意圖

圖2 氣泡混合輕質(zhì)土路基與橋臺結(jié)合部附近的沉降關(guān)系示意圖

3 結(jié)語

橋頭軟土對于橋臺的影響一直存在，處理對策也在逐漸的改進與完善，設(shè)計上我們不斷優(yōu)化地基處理方案，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，選用良好的回填材料；施工中我們嚴(yán)格按照規(guī)范要求按順序回填、壓實，提高施工質(zhì)量。除此以外我們還應(yīng)不斷創(chuàng)新，選用新材料、新工藝，不斷的實踐，各監(jiān)管單位也應(yīng)一起配合，希望通過各方的共同努力和學(xué)習(xí)，不斷的總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓(xùn)，從而在解決橋頭跳車的問題上取得更大突破。

[1]龔曉南.地基處理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2008,6.

[2]JTG D60—2015,公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).