路桥过渡段沉降差控制方法探讨

陈惠水

（揭阳市建筑设计院有限公司，广东 揭阳 522000）

1 引言

在经济社会不断发展的利好背景下，为了更好地促进不同城市和地区之间的文化交流和经济发展，我国路桥工程项目建设数量和规模不断增加和壮大，随之面临的困难和问题也逐渐暴露出来。其中，路桥过渡段不均匀沉降差异较大的问题成为影响交通安全性的重要因素之一。如果在路桥过渡段存在持续性的沉降或沉降差异较大的问题，不仅会造成路面颠簸，而且很有可能会在汽车行驶速度较快的情况下引发桥头跳车现象，影响了道路行车的安全性，缩短了路桥的使用寿命。因此，在新道路建设时，建设各方必须重视路桥过渡段不均匀沉降问题，并且找准发生不均匀沉降的原因，以其为切入点，寻找解决路桥过渡段不均匀沉降的技术措施，实现对施工质量的控制，尽可能地提升路桥过渡段的通行安全性。

2 路桥过渡段的设计要点

2.1 严格控制桥头搭板时沉降值

通过对小轿车（速度为60~80 km/h）通过路桥过渡段和记录司乘人员震感的调查结果显示：

1）桥头搭板长度纵向变化值Δ1越大，司乘人员感受到的汽车跳动越强，行车的舒适性越差；

2）桥台与台后填土施工完成后，如果因沉降产生的搭板纵坡变化值在0.4%~0.6%，司乘人员行车时的舒适性不会因此受到影响；

3）根据在不同纵坡下司乘人员的行车感受得出：桥头搭板施工后，如果因沉降产生的搭板纵坡变化值趋于稳定，路面和搭板面之间的允许纵坡差为Δ2=0.3%，即在路桥的搭板施工中，过渡段差异沉降值应控制在[Δ1]=0.3%。

现阶段，尽管我国就路面与桥梁搭板之间的纵坡差未做明确规定，但是，根据大量施工现场的相关资料和相关文献，可以基本确定出路面与桥梁搭板之间的纵坡差限值，即[Δ2]=0.2%。

综合考虑在工程项目建设完成后因桥台沉降引起的纵坡差，以及交付使用时桥面和搭板面的纵坡，路桥过渡段纵坡的允许变化值为[Δ]=[Δ1]+[Δ2]=0.3%+0.2%=0.5%。

将以上[Δ]取值结果带入该公式，可以得出路桥过渡段搭板允许的工后沉降值Sa的计算公式为：

式中，α1为桥台基础工后沉降值占基础总沉降值比例系数；α2为考虑桥台基础形式的系数；L为搭板长度。

2.2 确保路桥过渡段的缓和性

路桥工程组织和实施的过程中，由于路面与桥梁的梁体结构之间所能承受的荷载不同，因此，当同一辆汽车行驶在路桥过渡段时，由道路及桥梁基础结构传递的应力也有所差异，这就可能导致路桥过渡段沉降幅度过大。因此，在设计阶段，要求道路及桥梁基础结构具备较大的承载能力，能够有效应对大量的外来应力。根据国家相关施工技术规范，路基沉降差应严格控制在5 cm之内，在桥梁与路面的过渡段，应将其沉降差严格控制在0.5%之内。

2.3 合理设计搭板的长度与强度

合理控制搭板的长度与强度对控制桥头及桥台的沉降具有重要意义[1]，能够满足不同数量车辆通行的实际要求。实践证明，将搭板的长度控制在5~8 m较为合适。

项目，是一个特殊的将被完成的有限任务，它是在一定时间内，满足一系列特定目标的多项相关性工作的总称。项目管理是在一个确定的时间范围内，为了完成一个既定的目标，并通过特殊形式的临时性组织运行机制，通过有效的计划、组织、领导与控制，充分利用既定有限资源的一种系统管理办法。[1]

首先，在设计过程中，应在道路桥梁的过渡段考虑到路面下沉时出现的纵坡变化，并且根据这一变化确定搭板的长度，以满足过渡段沉降控制要求；其次，搭板的长度必须覆盖整个桥台结构；然后，在设计搭板强度时，应考虑到路桥过渡段的受力特征，并根据桥台及路基结构之间沉降差最大的区域确认搭板的长度。同时，考虑搭板可能承受的最大应力，避免后期搭板在运行过程中出现开裂问题。

2.4 考虑路桥过渡段的变形问题

变形控制是影响路桥沉降差最关键的因素之一，变形控制的根本目的是保证将沉降控制在允许范围之内。根据相关路桥施工技术标准及规范，需要对路桥过渡段的关键部位的沉降差控制在5 cm之内，全程监控并且掌握路桥过渡段的沉降状况，再根据沉降规律绘制相应的曲线图，为后期控制路桥过渡段的变形提供数据支撑。

研究证明，当路桥过渡段的纵向坡度超过某一特定区域时，车辆在通行过程中会产生较大的颠簸，因此，在路桥过渡阶段，要求沉降幅度严格控制在5 cm之内，为车辆通行的安全性提供保障。

3 桥台施工控制措施

3.1 台背地基处理

台背过渡段沉降是由众多因素引起的，对于这一问题的处理，需要从台背地基处理入手，并针对不同的影响因素采取具有针对性的解决措施。台背地基施工中，分为天然地基和人工地基两种，天然地基指的是地基中的天然土层，但是如果天然地基的土质过于软弱，需要通过人工方式进行加固，这种经过处理的地基叫作人工地基。目前，软土地基处理方法主要包括换土法、超载预压法、排水固结法、深层搅拌桩法（见图1）及加固桥头软基等。

3.2 提高台背填土施工质量

在台背区域内选择摩擦角大、压实速度快、强度高以及透水性好的填土，从而提升填土的压实性能，满足路基压实度要求。同时，由于减轻路基自重可以缓解地基的承载能力，减少沉降，提升行车安全性，还可以使用轻质的材料填筑台背，比如粉煤灰，大大降低路堤对地基的竖向压力及侧压力。

近些年来，在台背回填中，一些企业还采用泡沫丙乙烯作为路桥过渡段施工填料，虽然可以大大减轻堤体的重量，成功避免路桥过渡段的沉降问题，但缺点是其在汽油和柴油的作用下具有溶解的倾向，同时价格比较昂贵。

4 路桥过渡阶段的施工控制措施

4.1 重视对路桥地基的处理

地基处理是本工程项目施工过程中最重要和最基础的一项工作，只有加大对地基处理的重视程度，才能确保地基的承载能力符合相关要求和标准。当前，在路桥过渡段的地基施工处理技术主要包括预压法、夯实法和置换法等，针对不同的施工区域土质状况，应采用不同的地基施工技术。因此，在工程实践过程中，必须结合工程的实际状况以及所处地质环境合理选择施工方案。

4.2 利用土工格栅控制路桥过渡段的沉降差

为了将路桥过渡段的沉降差控制在合理范围内，可以有效利用土工格栅施工技术。在特殊的施工状况下，土工格栅能够帮助路桥过渡段承受更高的外部荷载，还能将路桥过渡段所承受的外部荷载进行分散化处理，避免在汽车行驶到路桥过渡段后，外部荷载集中到路桥过渡阶段的某一点而造成显著的沉降差。此外，土工格栅不仅对路桥过渡段填土结构变形有约束作用，还可以防止其在早期出现纵向移位，从根本上保证路桥结构的安全性和稳定性。同时，土工格栅具有弹性系数较高的特征，这一特征能够有效缓解道路桥梁过渡阶段不均匀沉降问题[2]。

4.3 注重对路桥过渡阶段的压实施工

压实施工也是路桥过渡施工阶段最重要的环节之一。要保证压实效果，首先，要选择合适的填料，并且对填料进行专项试验，在此基础上选择相应的回填材料，保障压实施工的整体质量。要综合考虑路桥过渡段的施工成本，遵循就地取材的原则，严格控制路桥松铺厚度，将填料的松铺厚度控制在约20 cm，并且对不同层次的填料进行标记，便于施工后进行二次质量检测。在本项目的具体施工过程中，还要重点检查施工区域土层的压实度及土层内部的含水量，确保压实度达到路桥建设的技术标准[3]。

4.4 根据项目实际情况合理选择填料

1）选择合适的填料。为切实保障压实施工的整体质量，可以使用摩擦角大、强度高和透水性能良好的材料，如砂砾、砾石、石灰稳定土等，这些填料压实速度快，加载后可在较短的时间内完成变形。

2）可以使用轻质填料，如泡沫聚苯乙烯、聚苯乙烯泡沫（EPS）材料或着粉煤灰等。EPS符合路桥过渡段的刚度要求，将其用来填筑路基可减小地基的附加应力；粉煤灰和普通的细粒土相比，具有自重轻、强度高以及压缩性好等的特点，在相应的工艺条件下，可形成高强度的符合新材料。需要注意的是，使用的粉煤灰在符合级配要求的情况下，粒径含量应大于45%，烧失量应小于12%。

3）严格控制粉煤灰的含水量，在具体的压实过程中，严格按照分层填筑、碾压、检测等方式施工。

4）为保证碾压到位，应当使用小型压实机具，每层填筑高度严格控制在1~15 cm。

5）碾压过程中单位压力不得超过土的强度极限，避免土体遭到破坏。

6）压实初期，土体较为松散，应轻压慢速进行，随着土层的逐步密实，再逐渐提高压强及速度。

5 结语

综上所述，造成路桥过渡段沉降差较大的原因是多种多样的，因此，施工团队应通过科学的设计和施工方案控制路桥过渡段的沉降差，利用土工格栅技术、压实施工技术以及地基处理技术等保障路桥过渡段的平稳性。