張輝

摘要：公路橋梁過渡段水文和工程地質(zhì)條件較差、道路與橋梁的銜接部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)地基處理和路基施工質(zhì)量要求極高。本文首先闡釋了公路橋梁過渡段的施工特點(diǎn)和要求，分析了軟基路基施工的技術(shù)難點(diǎn)和常見問題，進(jìn)而探討了如何在軟基加固、臺(tái)背路堤修筑和橋頭路基填料選擇、搭板設(shè)置和排水系統(tǒng)施工等環(huán)節(jié)采取有效措施，有效控制公路橋梁過渡段基礎(chǔ)的不均勻沉降和路基、路面結(jié)構(gòu)變形。

關(guān)鍵詞：軟基路基施工;技術(shù)難點(diǎn);過渡段;公路橋梁

引言：

公路橋梁通常架設(shè)在溝壑、河谷等地勢低洼、地下水水位較高的地段，所以，過渡段的路基與橋臺(tái)基礎(chǔ)大多為軟土層。在施工技術(shù)方案設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，既必須保障基底承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，又需要考慮因路基、橋臺(tái)結(jié)構(gòu)剛性、荷載差異帶來的沉降差和塑性變形風(fēng)險(xiǎn)。

一、公路橋梁過渡段的施工特點(diǎn)和技術(shù)要求

由于處于復(fù)雜的工程與水文地質(zhì)路段，公路橋梁過渡段施工存在很多技術(shù)難點(diǎn)。如若處理不當(dāng)，極易發(fā)生不均勻的基礎(chǔ)沉降和結(jié)構(gòu)變形，并且在公路橋梁使用過程中很快出現(xiàn)各類病害。首先，過渡段軟土地基的含水率等指標(biāo)通常達(dá)不到設(shè)計(jì)條件，需要結(jié)合現(xiàn)場勘察結(jié)果，依據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范合理選擇加固措施;其次過渡段地下水水位通常較高，橋頭路基和橋臺(tái)背后路堤填料較易受到侵蝕和引發(fā)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，要求施工時(shí)嚴(yán)格控制填筑材料的性能和施工工藝。此外，由于修筑橋臺(tái)和路基所用材料物理性質(zhì)有所差異，使得二者的剛性明顯不同，當(dāng)車輛經(jīng)過過渡段時(shí)會(huì)出現(xiàn)變形差，容易出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

二、過渡段軟基路基施工技術(shù)難點(diǎn)和常見問題

（一）基礎(chǔ)承載力和沉降量控制

軟土路基由于含水量大等原因?qū)е缕浞€(wěn)定性和承載力均達(dá)不到公路橋梁設(shè)計(jì)要求，而且在行車荷載的長期作用下，還容易出現(xiàn)土層的側(cè)向變形和移動(dòng)，導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。并且在橋臺(tái)、路基剛性和靜載差異作用下，發(fā)生不均勻沉降的概率較高。首先，軟土地基孔隙率高、含水量大且大多質(zhì)地不均，在公路橋梁靜載和行車動(dòng)載長期作用下，會(huì)出現(xiàn)縱向和橫向的壓縮和變形，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)變形和出現(xiàn)不同部位的沉降差，進(jìn)而影響邊坡、路面和橋臺(tái)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;其次，在施工荷載、結(jié)構(gòu)靜載、行車荷載作用下，軟土地基和路基填料會(huì)由于物理性質(zhì)差異產(chǎn)生不同程度的塑性變形，導(dǎo)致橋梁和路基內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，如果不能將變形差控制在合理范圍，會(huì)影響公路橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性。

（二）路基和橋臺(tái)剛性不一致帶來的風(fēng)險(xiǎn)

公路路基通常由土石方砌筑而成，而在過渡段與之相銜接的橋臺(tái)大多是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二者的剛性存在明顯差別。所以，當(dāng)軟土地基發(fā)生沉降時(shí)，二者所受的內(nèi)部應(yīng)力作用和變形量明顯不同，極易在剛性突變的連接部位發(fā)生應(yīng)力集中，并且在行車荷載的反復(fù)作用下造成結(jié)構(gòu)病害。

（三）臺(tái)背路堤的變形控制

橋臺(tái)背后的路堤填筑施工條件相對(duì)特殊，不僅需要控制軟基沉降和保障其承載力，還面臨如何控制地表和地下水侵蝕、保障回填土壓實(shí)度的難點(diǎn)。首先，臺(tái)背路堤填筑的施工作業(yè)空間相對(duì)較小，不利于壓實(shí)設(shè)備的操作。而且為了避免影響橋臺(tái)、橋頭過渡段路基等結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不宜使用振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備[1];其次，橋臺(tái)背后的回填土面臨雨水侵蝕等問題，而且由于其高度、體積明顯超出橋頭過渡段路基，還需要考慮降低二者重力差以減少不均勻沉降風(fēng)險(xiǎn)。所以，橋臺(tái)背后的回填土材料和施工工藝設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。

三、過渡段軟基路基施工技術(shù)要點(diǎn)

針對(duì)公路橋梁過渡段軟基路基的施工技術(shù)難點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合具體工程的現(xiàn)場工程和水文地質(zhì)勘察資料，根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理選擇軟土地基加固工藝和橋頭過渡段路基、橋臺(tái)背后路堤填筑材料，并且做好施工過程中的沉降差、變形量等參數(shù)的監(jiān)測，有效控制搭板施工、臺(tái)背路堤填筑等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。

（一）軟基加固

為了確保公路橋梁過渡段路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載力，必須結(jié)合具體的土質(zhì)、地下水水位、施工技術(shù)條件等因素合理選擇軟基加固工藝，對(duì)路基施工范圍內(nèi)的軟土層進(jìn)行處理。目前排水固結(jié)、超載預(yù)壓、深層攪拌樁等都是比較成熟和有效的工藝，其中深層攪拌樁是施工工藝簡單且效率相對(duì)較高的方法，在目前的公路橋梁過渡段軟基路基施工中的應(yīng)用較多，適用于飽和粘性軟土地基的加固。其原理是根據(jù)公路橋梁的基礎(chǔ)承載力需要，利用機(jī)械設(shè)備將水泥漿或石灰粉與一定深度的軟基土層攪拌并固化成樁[2]。利用樁體傳遞公路橋梁荷載并支撐整體結(jié)構(gòu)，而且按照設(shè)計(jì)間距、深度排列的攪拌樁起到了擠壓周邊土體，防止其側(cè)向變形和位移的作用，可以有效控制過渡段路基的不均勻沉降。

（二）臺(tái)背路堤和橋頭路基的施工

為了均衡臺(tái)背路堤和橋頭過渡段路基結(jié)構(gòu)的自重，并且有效控制二者的變形量和沉降差，保障過渡段整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，原則上臺(tái)背路堤填筑材料必須在具有較大強(qiáng)度、摩擦角的同時(shí)，透水性良好且密度較小，以利于排水和保障壓實(shí)度[3]。因此，在施工過程中，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件既可以選擇沙礫、碎石等硬度大和較易壓實(shí)的填料，也可以使用密度小且強(qiáng)度指標(biāo)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的粉煤灰等廢渣，以降低沉降差和路基、橋臺(tái)銜接部位的內(nèi)部應(yīng)力。在填筑施工過程中，要按照設(shè)計(jì)要求控制每一層的松鋪厚度和壓實(shí)度，根據(jù)現(xiàn)場條件合理選擇壓實(shí)設(shè)備。而橋頭過渡段路基的填土則要保障其含水量等指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，否則應(yīng)采取翻曬或?yàn)⑺却胧_保路基結(jié)構(gòu)密實(shí)且均質(zhì)。

（三）搭板施工

設(shè)置搭板是實(shí)現(xiàn)橋頭道路結(jié)構(gòu)與橋臺(tái)剛性漸變性過渡的有效技術(shù)措施，在施工后的基礎(chǔ)沉降過程中，能夠均衡各部分結(jié)構(gòu)受力并控制變形差，在路基結(jié)構(gòu)受力趨于平衡前，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和路基、路面破壞的現(xiàn)象。首先，搭板長度取決于施工后路基允許沉降量，原則上不超過15m;其次，搭板和橋臺(tái)頂部利用錨栓連接固定，而另一端則搭接在橋頭路基之上[4]。當(dāng)其長度大于8米時(shí)應(yīng)分段搭設(shè)，以便均勻控制路基沉降帶來的內(nèi)部應(yīng)力和變形。此外，在搭板設(shè)置過程中，要嚴(yán)格控制連接其與橋臺(tái)的錨筋間距等參數(shù)，并且在路面施工過程中避免其位移超出允許值。

（四）排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工

由于公路橋梁過渡段地下水水位偏高、地表水流向復(fù)雜，既要在路基施工過程中防范地下水和地表水的侵?jǐn)_，也要設(shè)計(jì)必要的排水系統(tǒng)，控制其對(duì)使用中路基的侵蝕和沖刷，保持過渡段基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。首先，當(dāng)?shù)叵滤桓哂谠O(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)在施工前采取措施降低水位，并且通過使用土工格柵、敷設(shè)反濾層等方式排水和防水;其次，通過設(shè)計(jì)排水管溝排除進(jìn)入臺(tái)背路堤的地表水，在保障回填土壓實(shí)度的同時(shí)，防止公路橋梁使用過程中出現(xiàn)路基積水而引發(fā)基礎(chǔ)沉降和變形。

四、結(jié)束語

過渡段在公路橋梁工程施工中質(zhì)量要求高、現(xiàn)場環(huán)境條件復(fù)雜，實(shí)踐中必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場的工程、水文地質(zhì)勘察結(jié)果合理設(shè)計(jì)施工技術(shù)方案。并且在施工過程中嚴(yán)密監(jiān)測軟土地基、路基、橋臺(tái)的沉降和變形，當(dāng)相關(guān)參數(shù)超出允許值時(shí)查明原因并進(jìn)一步優(yōu)化既定方案，保障過渡段結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和公路橋梁的使用安全。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉長鋒， 吳雪彬. 公路橋梁過渡段軟基路基的施工技術(shù)研究[J]. 工程技術(shù)（引文版）， 2016， 000（002）：00123-00123.

[3]鄭杰. 公路橋梁過渡段軟基路基的施工技術(shù)及橋頭軟基處理[J]. 科技風(fēng)， 2016， No.287（05）：12-12.

[4]胡貽建. 公路橋梁過渡段軟基路基的施工技術(shù)分析[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2018， 000（002）：325.