路桥过渡段路基路面设计及其沉降处理分析

许世芹（华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210000）

我国是世界上最大的基建国家，在建筑工程施工方面有着得天独厚的优势，随着社会的不断发展，人们对于建筑质量的要求也在不断增加，传统的施工工艺已然无法满足当前社会发展需要，尤其在出行工具越发多样化的今天，传统的路基路面质量很有可能会因自身承重力不足而受到影响，这不仅会对国民的出行安全产生安全威胁，同时还会对整个桥路工程施工单位的口碑造成不利的影响。为了避免这一情况发生，相关企业在进行路桥过渡段施工过程中需要根据实际情况选择相应的施工工艺。采用先进的施工工艺，提升桥梁工程的防水性能以及稳定性，从根本上实现提高施工安全质量的目的。

1 路桥过渡段路基路面沉降原因分析

1.1 桥台背堤压实不足

从相应的大型公路平台桥整体对应的施工技术规范中可以看出，施工人员在准备整体施工时，必须对桥台平背等部位进行整体压实加固处理。但在具体的实际桥梁施工中，由于施工过程中受许多客观因素的直接影响，使得大型桥梁平台台背的压实远不能完全达到要求。因为钢梁桥涵一般处于沟壑起伏的地形地带，地形横向起伏较大，地下室的水位较高，而其铺在地基上的混凝土多属于桥梁工程防水性能差、极易积水而引起桥体沉降的软土结构。另外，由于桥头地段路基一般有基础填筑高度，需要在基础上加载混凝土承受各种附加条件应力，基础沉降及土体变形较其他路段更为严重，桥梁软基尤其如此[1]。

1.2 路面下沉

施工过程中，碎石、砾石、砂土以及属于亚砂质的地层等容易压实；而粉质的砂土和带毛细颗粒的砂土，虽然也较易压实，但在土壤饱水高压下，容易转变为无流动性的状态，从而完全丧失其承载能力；黏性土路基的压实难度稍小，但由于其路基高度黏性，不易发生渗漏，即使不被压实，也能有效地保证路基的防渗透性[2]。对台基的背面，尤其是于主桥台墙后侧和侧翼墙内侧所需采用的桥头填土，由于受操作占地面积大、不易正常施工使用的各种压实施工机具等客观因素的双重影响，难以及时满足国家规定的施工要求；对桥头回填下沉陷物的病害处理问题，也缺乏足够的管理意识，未能从根本上严格把控桥头回填建筑材料的施工质量、在适当的当地气候条件下及时进行基础建设和养护施工。

1.3 刚性差异

公路桥梁刚度的差异也是公路桥梁过渡阶段路基与路面发生沉降的一个重要原因，这主要是由于公路桥梁与路面在结构上有很大的相似性，公路本身属于柔性建筑，由公路基础和路面共同构成，而桥梁属于刚性建筑，其承载能力和刚度都要高于普通公路。所以在车辆高速通过的时候，桥梁一般不会因自重的影响而发生变形[3]。因此，在路桥过渡阶段，路基路面会出现不同程度的倾斜。

1.4 设计要素

在高速公路路桥及过渡段，造成桥梁路基及桥台路面严重沉降的主要原因除以上具体论述外，还包括桥梁路基及桥台的设计、压实桥梁的施工与维护、过渡段桥梁搭板结构设计等。桥梁施工中，根据实际施工情况，应尽量优先选择适当的铺筑时间和施工地点，人工铺筑整个过渡段的主桥台面，若不能完全压实，将对整个过渡段的搭板压实和施工效果产生极为不利的影响。所以，在建筑桥台基层铺筑板的施工设计过程中，尽可能做到桥台搭板在压实前已全部铺筑完毕。另外，在我们进行建筑施工的过程中，排水系统也是一个直接影响工程质量的重要因素，完全不能忽视。如果某些填料在施工过程中总体含水率变得过高，或施工水平和配料的设计不完全符合要求，那么也会在很大程度上降低建筑土的承载力，使建筑土产生不同程度的膨胀沉降。

2 路桥过渡段路基路面的改进设计和施工技术

2.1 改变原有施工方式和观念

在进行工程施工过程中，相关企业需要加强设计和施工阶段质量管理，要严格实行各级政府和有关部门质量责任制，明确工程项目负责人、设计人员和施工队伍的质量责任，建立工程质量资料和信息动态反馈机制，随时关注、了解施工过程中的各项质量管理控制情况，及时发现和纠正存在的问题。为了达到较好的加固效果，满足路基沉降稳定的要求，必须根据工点的实际情况选择适当的加固方法[4]。在实际工程中，许多情况下一种处理方法难以满足设计要求，处理后的地基效果往往不能令人满意，因此必须采用多种地基处理方法相结合。

2.2 综合协调各环节

建筑单位在进行施工过程中需要采用多方合作的模式，合力建设路桥过渡段。正如我们前面所述，由于路桥过渡段的施工属于户外作业，因此在施工过程中遇到厚度较小的软土表面出现浅而薄的固结沉降物时，就需要在较短的时间内对这些沉降物进行全部处理，从而减少滑移损坏的危险。该工艺中，一般情况下可考虑选择较简单的浅层处理方法，以便施工单位使用。如果软土地层较厚，则可根据不同用途采用排水固结或其他与土相结合的复合地基。在软土层间夹砂或下卧层为排水砂层的情况下，应优先采用排水固结法，必要时结合堆载预压或真空预压；在砂层为可液化层的情况下，可采用挤密砂桩或碎石桩等[5]。在选择处理措施时，路堤的标准设计高度和宽度也是需要考虑的一个重要因素。采用挤出式换填法施工时，宽、低压力路基中存在大量压缩系数较高的泥沙残余。相反，较窄、较高的公路和桥梁，其地基较易更换。宽阔、高耸的堤坝，由于其承载力较大，在地基内部形成了较深的压土层，直接导致土中深层的沉降。

2.3 提升人员专业技术水平

增加经费投入，提高路桥过渡段设计和施工人员的专业技术水平，各有关企业应加大对技术人员的教育和培训力度，着力提高关键技术的运用能力，并为路桥基础设施建设和服务事业配备一批技术精湛、实际操作能力强的专业技术人员。政府设立专项资金，鼓励相关技术人员积极推广改善和创造台后填筑、站前排水、土墙地基处理、伸缩缝浇筑或焊接等相关技术。要充分发挥设计施工技术人员的主观能动性，或者要鼓励他们积极参与高校或其他专业科研单位与机构之间的交流与合作，在研究各种新技术、新材料、新工艺的同时，探索和应用现代电子科学技术，为路桥过渡段设计施工的进一步深化与完善奠定良好的基础。不仅如此，对于企业而言还要制定相应的管理制度，对于很多人员来讲如果没有制度对其进行限制，他的工作积极性便不会得到较为有效地提升，企业可以根据自身发展现状制定相应的考核制度，对于技术过关且实践能力相对较强的员工进行相应的物质奖励，而对于不思进取的员工则要对其进行相应的警告，在这一过程中，施工单位往往会发生员工本身所擅长的领域，可以将人员进行职位的调动，从而实现人才资源利用的最大化。

2.4 重视材料调查

初压载荷时桩的上下都会自动产生纵向垂直摩擦力和横向弹性压缩变形，并向上和桩身下部传递压力，由上向下逐渐形成横向摩擦力和阻力，桩身正好是使用弹性变形压缩地最佳阶段。随着桩体荷载的不断增大，桩体整体与桩体整体之间横向纵向运动应力的传递，桩端上的混凝土逐渐受到应力的压缩，桩混凝土的相对应力变形也逐渐增大，桩侧抗应力摩擦能力自然也随之增强。由于土对桩端的阻力逐渐增大，桩端对土的阻力首先已逐渐达到阻力极限，并由此由上向下逐渐扩大了桩端对土的摩阻分布作用范围，在这一范围内，土对桩端对桩端的摩阻分布作用由上向下逐渐增大

3 结语

综上所述，重视路桥过渡段路基路面的设计和施工质量，是公路桥梁建设中一项十分重要的技术任务。合理的规划设计和良好的过渡路段施工质量是保证整个路段交通运行质量的重要保证。但是，在实际施工中，仍存在很多问题，严重影响道路桥梁的正常使用和运行，如桥面堤坝压实不足，路面沉降，刚度偏差，设计原则不正确等，这些问题都将严重影响道路桥梁的正常使用和运行质量，甚至直接导致安全隐患。为此，施工者必须用技术手段紧紧抓住路桥过渡段路基路面设计的重点，并采取以下措施加以解决：控制桥面变形，合理配置桥面，加强桥面承载力，使桥面在正常使用过程中，出现的各种问题得到有效缓解，使桥面在正常使用过程中所带来的安全隐患得到减少，使车辆在最大程度上方便通行。