張志偉

（山西省公路局 朔州分局，山西 朔州 036000）

隨著我國公路建設的發(fā)展，很多技術取得了前所未有的突破。而交通業(yè)的發(fā)展又能夠促使社會經(jīng)濟水平得到有效提升。因此，要實現(xiàn)社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，還要加強交通行業(yè)的建設。但在當前的公路施工過程中，因為諸多因素的影響，導致公路路基路面的沉降狀況出現(xiàn)問題，從而影響車輛在公路路面的行駛安全性。為了確保公路沉降段路基路面施工的質量，還要在公路施工前，嚴格按照相關的規(guī)定和要求對公路沉降段路基路面進行合理設計。

1 公路橋梁路基發(fā)生沉降的原因

1.1 橋臺路堤缺乏足夠壓實度

由于公路橋梁具有一定的特殊性，因此，需要對橋臺路堤填土狀況采取相應的處理措施。但在進行填土處理的過程中，因為處理流程比較復雜，且有很多因素影響，導致公路橋梁填土處理過程中任意一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會降低橋臺回填的壓實度，從而造成公路橋梁沉降段出現(xiàn)沉降不均勻的情況[1]。 再加上路面有車輛行駛以后，容易導致路基變形，而且受到自然環(huán)境的影響，也會造成公路橋梁段路基不均勻沉降，從而使公路路面的平整度下降。 為確保高速公路的橋臺路堤壓實，可以先進行壓實石灰土靜力學特性實驗，實驗使用熟石灰進行，石灰土比例為干灰∶干土=10%進行分析，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)該石灰最佳含水量為17%，最大干密度為1.727 g/cm2，公路上所用的石灰土通常壓實度為95%。實驗后可分析其應力-應變曲線起始段，具體情況如圖1。

圖1 應力-應變關系曲線圖

1.2 橋頭沉降段結構缺乏合理設計

在設計公路橋梁沉降段路基路面時，還要在進行公路橋梁施工過程中，從多個角度來分析公路橋梁段路基沉降的原因，在明確具體原因的基礎上，采取合理的改善策略[2]。目前，從公路橋梁建設工程的角度來看，為了預防公路橋梁段路基路面沉降，在進行公路橋梁路基路面施工時，還要提高鋼筋混凝土板，使用粗粒料進行路基填充等方法來處理路基，同時對公路橋梁段路基結構進行合理調整，以便提升公路橋梁段路基的韌性。但從實際的公路橋梁路基施工情況看，這樣的填充方法并不能達到預期的施工效果，從而導致公路橋梁段路基路面沉降問題嚴重，容易造成車輛行駛中出現(xiàn)跳車的情況。

1.3 引橋地基處理質量未達標

根據(jù)當前公路橋梁路基路面沉降的實際情況可知，造成公路橋頭出現(xiàn)跳車問題的主要原因是路面沉降問題。如果出現(xiàn)公路橋梁段路基路面沉降，或者路基結構設計不合理，軟基處理效果不達標等因素都會引發(fā)各種問題。而在處理軟土時若出現(xiàn)誤差，或是對軟土的性質和深度判斷出現(xiàn)偏差，也會使軟基處理不當。在雨水的沖刷和侵蝕下，就會導致公路橋梁路基路面沉降不均勻。再加上公路橋梁施工中會受到各種因素的影響，使公路橋梁路面沉降現(xiàn)象呈現(xiàn)出多樣化的狀態(tài)。因此，當公路橋梁段路基路面出現(xiàn)問題時，尤其是在問題嚴重的情況下，很容易造成公路橋梁建筑工程施工的效果受到影響[3]。為了避免問題發(fā)生，還要在進行公路橋梁段路基路面施工時，加強提升施工技術水平。

2 公路橋梁沉降段路基路面的設計要點探析

2.1 公路橋梁沉降段軟基施工的設計要點

公路橋梁沉降段路基路面設計的問題，還需要施工單位從各個方面來考慮，以便為日后的公路橋梁施工奠定良好的基礎。另外，施工人員還要根據(jù)公路橋梁沉降段路基路面設計的實際情況來進行分析，再根據(jù)分析結果確定適合的設計方案。通常情況下，在進行公路橋梁建筑施工時，還要重視軟基施工的效果，因為軟基施工的穩(wěn)定性會影響公路橋梁沉降段路基路面的施工質量。除此之外，在施工時還要減少因施工強度，或是軟基施工的穩(wěn)定性，而引發(fā)的公路橋梁沉降段路基路面下降的風險。在施工期間施工人員一般會采取爆炸的方法加固軟基，但是因為加固方式不當，導致軟基結構受損[4]。而且，采用爆炸的方法雖然可以在短時間內提高軟基穩(wěn)定性，可因為外部環(huán)境的原因，再加上時間久了也會導致路面破損，從而造成公路橋梁沉降段路基路面下降。

因此，在處理軟土地基時，還要考慮穩(wěn)定和沉降等方面的要求，詳細的處理方法如下：首先要進行沉降計算和容許工后沉降處理。以分層總和法為依據(jù)，利用沉降系數(shù)m進行修正處理，工后沉降標準為橋臺與路堤相鄰處≤0.1～0.2 m，涵洞與通道處≤0.2 m，一般路段≤0.3～0.5 m?？筛鶕?jù)固結應力法進行穩(wěn)定驗算分析，固結快剪和快剪都是其中的重要考慮因素，同時要保證安全系數(shù)F≥1.2，若因地震因素而受到影響時，可降低F值，降低幅度以0.1為標準。在加載路基的過程中，還要格外重視路基中心表面沉降速率，若未出現(xiàn)特殊情況，路基中心表面沉降速率應控制在10～15 mm/d之間，此外，還要科學合理地控制坡角側向位移程度，使其保持在5 mm/d之內。在施工期間，路基中心表面會發(fā)生沉降現(xiàn)象，應保證路基中心表面沉降速率為10 mm/d，在符合此條件后，才能夠進行后續(xù)路堤填筑施工。排水固結區(qū)預壓時間可控制在10～12個月之間，復合地基時間控制在3～6個月為宜。當月沉降速率在5 mm內，這一狀態(tài)可持續(xù)2個月，再進行卸載處理，之后可以進行管線和路面等部分施工。具體的軟基施工流程如圖2。

圖2 軟基施工工藝流程圖

2.2 公路橋梁沉降段路基路面的設計要點

由于公路橋梁沉降段路基路面設計不合理，會引發(fā)路面地基下沉，及跳車的情況。因此，在進行方案設計前，還要結合實際考察的結果進行具體分析。合理的路基路面結構設計，既可以保障公路橋梁沉降段路基路面的結構穩(wěn)定性和承載力，還可以確保車輛在公路上的行駛安全。公路沉降段大多在高邊坡填方路基和軟基段，以及路橋連接等地方，路橋連接點普遍采取鋪設土工格、混凝土搭板等進行過渡，如果搭板的地基穩(wěn)定性和平整性不佳，都會導致公路橋梁路基結構強度不足，從而導致公路橋梁沉降段路基穩(wěn)定性下降，造成路基路面沉降。因此，在施工時還要在搭板內加筋，將其放置于穩(wěn)定的水平面上，保證搭板的處理效果。在進行路基路面結構設計時，可以在此處強化路基處理，以提升路基的穩(wěn)定性，如圖3所示。

圖3 公路路基結構

另外，還要合理設計公路橋梁路基路面使用的材料。在進行設計前，要做好規(guī)劃范圍內的相關工作，對地質、氣象和水文等條件進行分析，以及公路橋梁建筑工程所在場地和地質結構，采取開挖土石方的方法，并進行合理調配，選擇適合的材料，確保公路橋梁沉降段路基的穩(wěn)定性，提升路基結構強度。在選擇路基路面材料時，要選擇穩(wěn)定性強，質量優(yōu)良的填料，保證填料內部不會因為水分蒸發(fā)而出現(xiàn)空隙，導致路基路面沉降[5]。此外，還要確保填筑壓實材料含水率達標，以保證地基結構壓實度充足，增強公路橋梁沉降段路基路面結構承載力。

路基路面極易因為結構層性能較差，而導致路基路面沉降，只有性能高、填料輕質的材料才能確保路基路面結構層的穩(wěn)定性。因此，合理選擇公路橋梁沉降段路基路面使用材料，對材料質量進行嚴格把控，才可以有效避免路基路面沉降問題的出現(xiàn)，確保車輛道路行駛的安全性。

2.3 公路橋梁沉降段路基路面工藝方案合理設計

在進行公路橋梁沉降段路基路面設計時，還要嚴格按照規(guī)定來控制高等級公路橋梁沉降段路基的剩余沉降量。而高填方和軟土地基段，需要長期的沉降才可以使地段更穩(wěn)定。同時，需要對施工的進度進行合理規(guī)劃，提前進行施工。要從整體上考慮公路橋梁建筑工程的造價成本和施工工期等因素，以免出現(xiàn)深挖和高填等不良現(xiàn)象。特別是在進行選線的時候，還要明確線位上的結構問題，在修建路基的時候不適合修筑填土高度超過20 m的路基。以麻昭高速擴改公路為例，對其試驗路段路基填筑過程進行沉降分析，由圖4和圖5可以看出，經(jīng)過板樁處理后的觀測點沉降量增大，對部分觀測點回彈現(xiàn)象及人與儀器誤差等因素忽略不計，這是因為板樁部位鋼筋混凝土板自重明顯大于填筑土體質量。后期開始施工，板樁處沉降量逐漸呈現(xiàn)出減小趨勢，板樁能承受上方土體荷載量，從而減輕了下方地基受力，最終降低了土體固結過程中的沉降。

圖4 路基填筑過程無板樁與有板樁路段持續(xù)沉降觀測曲線

圖5 路基填筑過程試驗段持續(xù)沉降觀測曲線

軟基處理方案的經(jīng)濟合理化對保障路基的穩(wěn)定性有重要作用，但傳統(tǒng)的換填方式不但會導致原狀土狀態(tài)受到破壞，還會增加工程的工作量和工程造價成本，延長工程工期，而且也無法確保公路橋梁沉降段路基路面的施工質量。現(xiàn)階段強夯、粉噴樁、漿噴樁和剛性樁等施工技術方案，還在公路橋梁沉降段路基路面施工的過程中接受實踐檢驗，在進行設計時還需要結合實際的情況，選擇經(jīng)濟合理的軟基處理方案，從而提升基礎的承載力，降低路基路面沉降造成的行車風險。

2.4 公路橋梁沉降段路基路面排水設計方案優(yōu)化

公路橋梁沉降段路基路面出現(xiàn)問題的主要影響因素之一來自于水，且多數(shù)是因為設計不合理導致道路積水，而積水無法有效從道路紅線范圍內排出，造成路基兩側積水嚴重。而積水長期排不出去，或是過水的涵洞位置設置不合理，會導致公路橋梁沉降段路基路面積水滲入路面之下的承重層，在水的軟化下承重層的穩(wěn)定性下降[6]。高等級道路對道路質量有更高的要求，在進行設計的時候要對線位進行實地考察，對可能出現(xiàn)積水的路段，比如縱向最低點出水口、過水涵洞的位置和高度等，以及排水建筑物等匯水點進行現(xiàn)場排查，以免在需要過水涵洞的位置沒有進行合理設置。另外，在降雨量較大的地方選擇滲透性或是防水性較強的路基填料，能夠避免路基積水的問題出現(xiàn)，有利于提升公路橋梁沉降段路基路面的設計質量，降低因排水不暢而引發(fā)的公路橋梁沉降段路基路面沉降問題。

3 結語

公路橋梁路基路面沉降問題是影響車輛行駛安全的關鍵因素，要提高公路橋梁的施工質量，確保行車安全，還要對易出現(xiàn)公路橋梁路基路面發(fā)生沉降問題的路段進行全面分析，在進行設計時采取有效的處理措施，改善公路橋梁路基路面沉降的現(xiàn)象，提升公路橋梁沉降段的行車安全，實現(xiàn)公路橋梁建設的經(jīng)濟與社會效益。