路桥过渡段软基路基路面的结构设计与施工

林 骞

（厦门市市政工程设计院有限公司，福建 厦门 361004）

对于高等级道路，桥头引道不均匀沉降量2cm以上就感觉到跳车，5cm以上就会感觉到严重跳车，此时桥头跳车不仅影响行车的安全、速度、舒适及人们对高等级道路的总体评价，还影响道路路使用性能和运输效益的发挥，同时也影响车辆的使用寿命，严重的可能导致交通事故的发生，会引起交通安全问题。因此，桥头跳车已成为高等级道路营运中急需解决的问题。要解决这个问题，就必须从多个方面人手，本文结合工程实例，主要分析了对于不同的影响因素如何采用相应的方法解决。

1 工程概况

本工程位于厦门市杏林湾，桥梁全长754.0m，两端接线长506.0m。道路等级为城市主干道，所经过路段主要为海湾滩涂，在其道路影响范围内的路基土主要由上而下由填筑土、淤泥、淤泥混砂、粘土、淤泥、中粗砂、亚粘土、中粗砂、残积亚粘土等构成，该路段上部路基土层位变化较大，工程性能较差，且中粗砂、淤泥混砂在地震作用下会产生液化现象，淤泥在地震作用下有产生震陷可能，不能作为路基土使用，须进行软基处理。

1.1 桥端软土路基处治设计方案

因该工程工期要求及地基土层情况桥端软基设计中采用了以下两种路基处理方案实施：

（1）对于南端引道桥台软土层厚小于5.0米的路段，在全部清除路基表层耕植土后，采取换填处理方式，施工时先挖除软土层，后回填0.5米中粗砂，再回填砂性土并分层碾压至路槽顶面，浸水填方边坡处采用0.3米厚M7.5浆砌片石护坡，护坡高出常水位0.5米。该段处理长度约275米。

（2）对于北端桥台附近的软土层厚大于5.0米且软土底下一层为亚粘土的路段，在全部清除路基表层耕植土后，采用粉喷桩加固路基的处理方式。粉喷桩桩径为0.5米，净距1.5米，按正三角型布置，水泥掺入量为土重的15%，桩长为打穿软土层至其下持力层0.5米以上，桩顶回填0.5米中粗砂，道路两侧施工桩边界应超出路基边坡线外2排以上。该段处理长度约250米，该段软基较深且基本为淤泥层。因该段基本在池塘范围，应先抽干池塘内水，清除表层呈流塑状的淤泥，再回填中粗砂与淤泥混合至表层淤泥呈干塑状可作施工面使用。

1.2 运营阶段的桥头软基路段调查情况

该工程于2008年10月竣工，至今已运营了四年多时间。现场调查桥头两端路段，南端桥台跳车情况较为明显，不均匀沉降达到3cm左右，北端桥台则处理效果较好，跳车情况不明显。分析跳车原因主要有两方面，一方面是在施工图的设计阶段，由于地基的勘察探测和物理力学性质研究不全面，造成桥头路基处治遗漏或采取的处治方法不当。另一方面是采用的软土地基处治理论计算方法和软土地基的实际情况有差距，使有些地方的软土处治不能达到预期效果。

2 桥头软基路段优化措施

从本工程在桥头两端进行软基处理的措施和效果来看，采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距，导致有些软基处治设计未能达到预期效果和技术要求。另外，雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低，也是造成路桥过渡段路堤沉降的主要原因。在实际工程实施运用中，还有一些优化措施，以确保路桥过渡段软基处理达到预期效果：

2.1 加强路堤填料的选择实施

根据不同土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实变数和松铺厚度的关系，从试验结果比较各种土壤的技术指标，选出最适宜的土壤作为填料。在桥台后5-10m范围内应填筑工程性质良好的填料。填料应强度高、易压实、透水性好，如砂砾土、碎石土、中粗砂以及强度较高的工业废渣等。如采用非渗水性土，应在土中加入石灰、水泥等稳定材料进行处理。近年来，有采用泡沫混凝土及泡沫苯乙烯等工程塑料作为桥头填料，可以大幅度减少地基沉降，将是有潜力的桥台填筑材料。从经济角度考虑应就地取材，选择当地干容重较大的砂砾土或其他透水件较好的材料。

2.2 确保道路工程的地基和路基条件

从路桥过渡段的路基路面工程实施可知，路桥过渡段的变形控制必须解决两个问题：（1）严格控制过渡段内路基的施工后沉降量；（2）将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降，因此，其变形控制主要是控制路基施工后沉降和路桥间差异沉降。在桥头引道路堤填筑过程中，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力，也不能有效地阻止地基的沉降。只有当地基具有足够的承载力，在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时，土工合成材料的加筋才会产生明显的效果。根据交通部《公路路基设计规范》JTGD30-2004规定，路桥连接处最大容许工后沉降为10cm。只有要求根据沉降曲线换算的工后沉降量小于容许工后沉降值，并且要求连续2-3个月观测的沉降量每月不超过6mm，才能进行路面施工。

2.3 桥台台背排水处治设计

从以往经验来看，排水不畅也是造成桥台台背路基下沉的主要因素，因此要着重台背排水设计方面的处理。道路桥头路堤的施工可知，台背路堤填土常采用砂类、渗水性土作为填料，不考虑防水和排水设施，通常对桥台处于长期浸水路段，采用浆砌片石护坡，而其他桥台路段，只在锥坡范围设置浆砌片石护坡，台背设置防格网草护坡或草皮护坡，但是，从道路改建、水毁和收尾工程侦查过程发现，许多桥头路堤沉降较严重的地方，长伴随锥坡和护坡水毁，分析其原因。雨水对路堤的冲刷和侵蚀，防格网草防护等路堤边坡防护措施未能起到保护路基免受雨水侵害的作用，所以桥头路堤边坡防护措施及台背防水和排水设施的不适当，促使台背填土流失，路基强度降低，在行驶车辆长期作用下，过渡段填土塑性变形，诱发桥头路堤不均匀沉降，出现桥头跳车现象。在桥路过渡段如果路面排水处理不当，会造成水沿台背下渗，影响路基路面稳定性，因此，应根据台背填料类型、降雨资料及渗水量等选择适宜的排水力式，以疏干台后下渗的水分。

一种较成功的做法是在基底作必要的处理后，填筑横坡为3%～4%的夯实粘土土拱，在土拱上挖一条成双向坡的地沟，地沟尺寸一般宽为40—60cm，深为30—50cm。然后在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料（可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡）。在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管，塑管直径一般不小于10cm，其上小孔孔径为5mm，布成梅花形，间距控制在100m以内。塑料泄水管的出口应伸出路基外或桥头锥坡外。然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料，再分层填筑台后透水性材料，直到路基顶面。横向盲沟的设置与上相仿，即取消泄水管，以渗透系数较大的透水性材料如大粒径碎石填筑地沟。用土工布包裹盲沟出口处，并对其作必要的处理。地下水位丰富时可在台后填方中设透水层。透水层的厚度以1-2m为宜，并要高于原地面不少于0.5m，使地基沉陷后，原地面和地下水位不高于透水层。透水层以上的承载层一般用普遍土或石灰土填筑，高度至路槽底约10cm左右时用整体性和水稳性好的材料加以封闭，并在靠桥台边做50cmx50cra断面的泄水盲沟（周边做厚10cm的反滤层），以便将桥面渗水引人桥涵进出口排泄。桥台背面应设置防水涂层以避免渗水对结构物的侵蚀。

2.4 桥台软土地基其他处理办法

桥台软基的处治办法，除了上述本工程的两种方法外，还有其他处治方法。如超载预压法可利用施工荷载作为软基预压荷载，方便施工，但该方法工期长，剩余沉降量大；塑料排水板法加固工期较超载法短，较粉喷桩法长。此外，还有强夯法和爆破法等软土地基处治方法。各种方法的机理及适应性各有特点，施工过程中要根据当地工程实际情况加以选择采用。为了保证软基排水固结的施工质量，消除软基路堤不均匀沉降的现象，必须尽可能地提前软土地基路段的施工时间，尤其是桥台地段的施工时间，争取更长的预压时间，以减少软基路堤工后沉降;根据软土的地质条件、土层性质和路堤填筑高度，一般路堤采用袋装砂井或塑料排水板处理，其间距在邻近桥头路段附近应加密；在桥台处设置搅拌桩过渡段，并在搅拌桩过渡段末端与袋装砂井或塑料排水板加密区交接处设置土工织物砂垫层，以协调变形。

结语

道路桥梁过渡段软基路基路面产生不均匀沉降,出现桥头跳车现象已成为道路建设工程的一个突出问题。因此,我们必须根据工程现场地质条件,同时根据已建成的道路的施工和运营情况，从地质研究开始加强结构设计，从设计与施工两方面入手研究和分析,加强过渡段软基路基路面各个施工环节的质量控制,以减少和避免道路桥梁过渡段软基路基路面的不均匀沉降,从而减轻或避免桥头跳车现象,提高道路营运的使用性能和使用寿命,为人们的行车交通的安全性与舒适性提供保障。

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