道路桥梁沉降段路基路面施工控制技术研究

商 耀

（宁波市建设集团股份有限公司，浙江 宁波 315000）

道路桥梁沉降段路基路面施工是一项系统性的工作，涉及方面较多，如地质情况、地形地势、水文气象等。由于这些因素在实际施工中难以掌控，导致沉降段路基路面使用过程中产生一定程度的沉降问题，影响道路桥梁工程的整体质量。为提高道路桥梁工程质量，更好地满足人们日益增长的出行需求，应加大道路桥梁工程沉降段路基路面施工技术的研究力度。

1 工程案例

1.1 工程名称

海滨市跨港大桥沉降段施工。

1.2 工程背景

海滨市位于沿海地区，受地质条件复杂性和长时间的潮汐影响，部分地段土壤容易发生沉降。为了连接城市主体和新开发的经济区，市政府决定建设1 座跨港大桥，如图1 所示。

图1 桥梁工程平面图

在大桥中间部分，地质勘探显示存在沉降敏感区域，可能影响桥梁的稳定性和寿命。

1.3 工程挑战

桥梁沉降段长度达500m，为桥梁总长度的1/5；地下水位较高，且受潮汐影响，变化频繁；土壤中含有大量的有机质，易造成土壤压缩和沉降；桥梁建设期间不能影响港口的正常作业。

2 道路桥梁沉降段路基路面施工中存在的问题

2.1 结构设计不合理

在海滨市跨港大桥沉降段施工案例中，道路桥梁沉降段施工结构设计不合理问题表现得尤为明显。第一，桥墩的基础深度和承载设计不能充分应对沉降敏感地带的地质复杂性，导致桥梁一段时间后表现出加速沉降的迹象，威胁桥梁的整体稳定性和承载能力。第二，梁板跨度和厚度存在设计疏忽，导致在特定载荷下，桥面迅速出现裂缝和局部变形，不仅影响了桥梁的使用寿命，还对公众安全构成潜在威胁。第三，排水系统的设计缺陷表现得尤为明显。由于结构设计不完善，沉降段桥面经常积水，不仅增加了路面滑动风险，还因积水长时间停留加速了路面材料的破损。第四，接缝设计缺乏前瞻性。雨水和污物容易渗入桥梁结构，进一步加速内部材料（混凝土和钢筋）的腐蚀过程，不仅削弱了桥梁的内部结构，还为结构损坏埋下隐患。第五，钢筋和预应力筋的连接方式不合理。在面对地震或强风等外部压力时，由于连接设计不合理，桥梁结构容易出现破裂或错位。纵观海滨市跨港大桥案例，无论是基础、梁板、排水系统、接缝，还是连接方式，都存在严重的安全问题。

2.2 软基处理不到位

桥梁软基由高压缩性和低强度土壤组成，正常情况下，需要进行预压或采取其他加固措施，以保证路基稳定。然而，在此案例中，软基处理显然未达到工程要求。首先，预处理阶段的地质勘察没有充分识别和评估软基的性质和厚度，直接导致后续处理方案缺乏针对性。其次，预压和加固方案执行不到位，使得软基仍然保持高压缩性，导致地基沉降速度不均，桥梁整体结构不稳定。再次，没有合理解决软基内部的排水问题。由于软基中的黏土含量较高，排水性能差，如果排水处理不到位，将可能在大雨等湿润条件下，导致软基进一步液化，加速沉降过程。最后，由于软基处理不到位，无法有效控制桥墩和桥梁结构沉降过程中的变形，不仅影响了桥梁的外观和使用功能，而且可能引发结构裂缝和破坏，直接威胁行车安全。总而言之，海滨市跨港大桥案例中软基处理不到位的原因包括地质勘察不准确、预压和加固方案执行不到位、排水问题的忽视、软基内部不均匀且处理不当，以及缺失桥梁结构变形控制，使得软基沉降和液化问题成为整个桥梁施工和使用过程中的严重隐患。

3 道路桥梁沉降段路基路面施工控制技术要点

3.1 合理设计施工方案

在道路桥梁沉降段路基路面施工控制过程中，结合当地实际情况，合理设计沉降段路基路面施工方案至关重要，不仅能提高道路桥梁工程的施工质量和施工效率，还能保证工程的安全性和稳定性。

首先，考虑到港口附近的特殊地质条件，详尽的地质勘测可以为后续施工提供关键的数据支持。雷达探测数据揭示，桥址地下15m 深处存在厚达5m 的软土层。为了保证桥梁的稳定性，需要仔细计算其允许沉降量，此案例中被设定为25mm。有了这些关键数据，可以确定施工技术，如深挖法配合加筋处理成为首选策略。其次，土壤的持续监测。可采用T-25 型号的土壤测试仪，保证跨港大桥的主桥墩稳固建立在均匀强度的土层上。对于土壤的压实，K30 型号的土壤压实设备可保证土体的压实度，以达到最大干密度。面对软土层时，可以考虑用预应力锚杆进行加固，其具有300kN 的高抗拉强度，并有150kN 的预应力，可为桥梁提供坚固的基础。再次，为了应对跨港大桥的巨大承重和长期受力，可在路基施工中广泛应用C40 混凝土，以确保其强度满足要求。现场可以部署R-400 型混凝土试验机监测混凝土的强度。因PA-13 型号的沥青混凝土能够提供良好的摩擦力，可以提高驾驶安全性，是路面的理想选择。最后，可通过T12 钢筋和A10 型预应力筋来保证桥梁的稳定性。特别是沉降段，可以考虑使用M500 型伸缩缝，以便在桥梁沉降或温度变化时进行微调，从而避免潜在结构变形带来的安全风险，见表1。

表1 沉降或温度变化时的微调方向

3.2 科学开展软基作业

如果施工区域存在软弱地基，需要及时采取有效措施处理地基，以保证其稳定性和耐久性。因此，在施工过程中，施工人员应考虑长时间的潮汐影响和地质复杂性，高度重视软基处理工作，并采取有效措施，保证工程质量，以及桥梁基础的稳定性和工程寿命。具体措施如下：第一，采用预压加固法。预压加固法是传统且效果显著的方法，其利用材料的自重（如砂、砾石）对软土进行压实，从而加速土的固结，降低其压缩性。在具体操作过程中，首先，要选定合适的预压材料。由于海滨城市特殊的地质环境，可以使用粒径为5～15mm 的砾石作为预压材料。其次，决策铺设厚度。基于地质勘探数据，预压砾石的厚度应设定在2.5～4m 之间，以保证有效的预压效果。最后，是预压时间。考虑到地区潮汐影响和土壤特性，预压时间应为5 个月，且每10d 进行一次沉降速率检测。第二，注入固化材料。注入固化材料是相对高效的方法，特别适用于沉降速率较快的区域。该方法要求将特定的固化剂（如水泥浆或特定的化学泡沫）注入土壤与原土混合，从而增强其强度。首先，是注入深度。根据地质勘探数据，注入深度应在15～20m 之间，以有效固化整个沉降敏感区域。其次，是材料选择。可以使用硅酸盐和高浓度水泥浆混合物。硅酸盐可以与土壤中的游离氧发生化学反应，形成硅酸盐凝胶，增强土壤的稳定性。再次，是注入量和比例。土壤需注入120L/cm3的固化材料，其中，硅酸盐和水泥浆的比例为1∶3。最后，强调实时数据监测。无论采用哪种技术，都必须进行持续的沉降监测，可通过设置沉降观测井或使用数字化地表监测系统完成。例如，可以每周测量并记录每个观测点的沉降量，见表2。

表2 数据监测

一旦沉降数据超出预定范围或沉降速率加快，应立刻调整施工策略或采取其他控制措施。

3.3 标准选择施工材料

路基路面施工材料的选择是整个施工过程的重点。在此过程中，需保证施工材料满足国家规定的质量标准，注重材料质量与性能等方面的检查与把控，以保证路基路面的施工质量与进度。首先，路基填筑材料至关重要。考虑到土壤的稳定性和强度，可使用具有良好抗压缩、抗剪切和弹性模量性能的土壤。具体来说，土壤的最大干密度应不低于1.85g/cm3，以保证其在桥梁重压下不会发生过度沉降。最优含水量应控制在13%～17%之间，水分条件可以使土壤达到最大干密度，进一步保证路基的稳定性。土壤的California Bearing Ratio（CBR）值应大于10%，以保证土壤具有良好的承载能力。其次，路面材料的强度、耐久性和防水性尤为关键。考虑到沿海地区的潮汐影响，改性沥青混合料成为首选。沥青的含量为5.0%～5.5%，可以保证混合料的强度和防水性能达到标准。同时，集料级配应满足《公路沥青与沥青混合料试验规程》（JTJ 031—2000）的相关要求，以保证道路的使用寿命和抗压性。最后，考虑到沉降敏感区域的桥墩和基础，材料选择应更谨慎，高强混凝土是首选材料，强度等级应不低于C40。混凝土可以承受更大的压力，其抗渗性能达到S6 等级，使其在沿海湿润环境中稳定性更长久。此外，为了进一步加固桥墩和基础，可以使用HRB400 级别的钢筋，增强结构的稳定性。

4 结语

综上所述，道路桥梁沉降段路基路面施工过程中会出现诸多问题，影响道路桥梁工程的整体质量。因此，必须加强施工技术研究，并采取相应措施进行控制，从而保证道路桥梁沉降段路基路面施工质量。