对桥梁与路基不均匀沉降的控制研究

袁涛（兰州市政建设集团有限责任公司，甘肃　兰州　730030）

对桥梁与路基不均匀沉降的控制研究

袁涛
（兰州市政建设集团有限责任公司，甘肃兰州730030）

在既有高等级公路及市政桥梁中，桥梁与路基不均匀沉降问题是一个典型病害。桥梁与路基之间出现不同步沉降，对道路工程造成不良影响。分析了桥梁路基出现不均匀沉降现象的原因，并提出了针对性处理方案，希望有所指导和帮助。

桥梁；路基；不均匀沉降；控制策略

在现阶段高等级公路及市政桥梁中，桥梁与路基之间出现不均匀沉降现象是一个普遍性问题，其往往导致桥头跳车，对行车速度、安全性以及舒适度造成严重影响，同时也导致车辆使用寿命降低、损伤汽车结构及零部件，甚至酿成交通事故。而车辆在桥头跳车瞬间也会对桥台本身产生较大冲击力，损伤桥梁结构，对其正常工作性能造成影响。所以在当前道路养护中，分析桥梁路基出现不均匀沉降现象的原因并采取有效处理方案是一项重要工作。

1　桥头与路基之间不均匀沉降的影响因素分析

导致桥梁和路基之间出现不均匀沉降的因素相对较多，其根源在于桥头路基采用软土路基、未采取适当处理。除此之外，未充分压实填料也同样会造成不均匀沉降。现就常见的几类不均匀沉降因素作简单介绍。

1.1未合理处置软土路基

地基土质不良在很大程度上影响了桥头部分的沉降。一般情况下桥梁处于沟壑区域，该地段土基在水中长期浸泡，所以含水量较高，天然空隙比相对较大，具有较小的渗透系数、较高的压缩性以及较低的抗剪强度。选择此类软土层修筑路基很容易出现沉降。此外桥头路基一般具有较大的填筑高度，基底部分承受附加应力也随之增大，在车辆移动荷载作用影响下有较大几率出现地基深陷，这一过程持续时间也相对较长。值得注意的是，施工图设计也有可能导致后续问题，例如探测地基时或研究地基物理力学性质时不够精确，而未采取妥善的处治方法。

1.2未充分压实台背填料

路基沉降现象也会受到选取台背填料不当或者未压实台背填料等因素影响。在选取台背填料时，倘若材料摩擦角过小或者材料强度不足，则会导致路基抗剪切能力以及承载力相对较低，进而受到外界载荷以及自身重量影响而出现沉降。台背属于较为特殊的位置，路基施工过程中台背填料难以被机械充分碾压，填料颗粒彼此间空隙也就难以完全消除，土基压实度难以超过95%，所以在车辆垂直荷载、路面自重、车辆运行振动作用影响下，路基填料会在一定时间内逐步压缩，同时密实度也不断提高，路基沉降现象随之出现。

1.3桥头搭板设计不合理

在桥头过渡区域，搭板结构是一种较为常见的设计，设置搭板若不够合理也有较大几率导致桥头沉降现象，其原因主要包括如下：⑴搭板强度过低，一旦载荷过大则会导致搭板断裂，进而造成桥头出现线形突变，引发局部沉降；⑵一般情况下结合桥梁长度来设置搭板长度，小桥均设置为5m，而中型以及大型桥梁则设置为8m，这与施工过程中路桥填土高度并未保持一致，因此所产生的相对沉降量较大，搭板长度过短而难以发挥顺接作用。

1.4路面与桥梁间的刚柔突变造成深陷

不同的路面刚度意味着跳车处造成的振动效果存在明显差异，由于刚性材料吸收能量的能力相对较差，柔性材料能量吸收能力明显优于刚性材料。在路基与桥梁间，桥台结构物材质为钢筋混凝土，具有极高的整体刚度，可视为刚性材料，与桥梁相互连接的道路则为土质，具有较小的刚度，可视为具有良好柔性的塑性体。桥台与道路之间的刚度差相对较大，刚度突变以及塑形形变存在明显差异，从而造成明显沉降现象。

2　桥头与路基之间不均匀沉降的控制策略

2.1强化桥头地基加固措施

在桥头台背部分施工中，应采取先进填土施工工艺，重视地基性能的改善工作，同时应妥善清理表层，填土前应充分碾压以便于强化地基承载力，合理控制差异沉降现象。对于常规地基而言，其加固处理方法主要是加入石灰土以及水泥土等；而加固湿陷性黄土、河流冲积物、洪积物、软土以及解冻土等各类特殊地基时，则应结合此类特殊地基的特点，根据施工区域实际情况来选择地基加固处理方案，例如固结、粉喷、换填砂砾以及抛石挤淤等等，以便于提高地基承载能力，尽量控制和缓解过后沉降。

2.2设置桥头过渡区域

应取特定长度搭板设置于桥头，并在搭板下方充填稳定土作为半刚性基层，厚度通常应超过0.5m，同时还应设置相应的枕梁，以分散地基承载面积，提高承载力。

2.3在选择台背填料时应保证针对性

设计与施工作业均应从区域环境出发，优先选择现场用土，符合区域条件。

桥涵两端路堤应取粗颗粒填料加以填筑，或者通过土方回填构筑稳定土结构层，以便于降低回填沉降。同时还应重视台背填方碾压环节，加大桥头路基填充物的压实度。应尽量在施工过程中扩充场地面积，为大型填方压实机械提供作业环境，充分发挥其应有的作用。保障台背填方碾压工作高质量进行，充分压实填充物。此外为了更好地应用大型压实机械，在场地受限的情况下可以通过横向碾压法开展压实作业，压路机在此种情况下能够与台背尽量贴近，压实效果较好。倘若压路机体积过大而无法与台背相靠近，则可通过人工夯实辅助小型压路机实施碾压。应注意的是，碾压层厚度一般控制在15～20cm，尽可能地提高压实度，确保压实度符合设计需求。若机械难以碾压则应通过人工夯实加以处理。

2.4重视桥头路基排水工作

在填方作业中，排水措施是一个不容忽视的影响因素，与构造背后相邻近的施工填料往往在施工过程中以及施工结束后发生积水下陷。所以在桥梁路基设计以及施工过程中应设计合理的排水坡度，并视具体情况构筑地下排水设施。同时还可在填方路段以及桥台结合部、过渡区域路面下方修筑垫层，避免路面下部积水渗入填方体。若填方体两侧填料为土质、中间填料为砂砾石，则应在地基与填方体连接区域敷设横向排水管以及纵向集水管，确保地基加固部分与填方体之间积水及时排净。

2.5做好工程验收

应严格检查和验收台背填土所选填料、压路机具以及填土厚度，检查排水情况并按照既定严格验收各道工序。应制订并完善监理细则，对监理程序以及技术规范予以明确，全方位监督台背回填施工过程。严格施工质量管理，对于不合格的工序应限时整改，整改复核合格后方可准予下道工序施工。

桥梁与路基之间的过渡部分施工是路桥施工中的重要环节，其中柔性道路与刚性的桥台结构之间存在强度渐变段，进而诱发不均匀沉降，导致桥头频现跳车问题，这在既有公路工程中备受管理部门的关注。我们应从工程地质条件出发，妥善处治过渡区域地基，合理设计结构，做好过渡部分各环节施工质量控制，制定可行、科学且合理的管理程序，提高工程质量以及工作质量，有效控制道路不均匀沉降现象，尽量减少跳车现象，增强路桥使用性能，延长其使用寿命。

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