公路桥梁台后路基沉陷处治

王红霞付清华王玉金

（1甘肃交通职业技术学院，甘肃 兰州 730000 ；2 甘肃省交通规划勘测设计院有限公司，甘肃 兰州 730030）

公路桥梁台后路基沉陷处治

王红霞1付清华1王玉金2

（1甘肃交通职业技术学院，甘肃 兰州 730000 ；2 甘肃省交通规划勘测设计院有限公司，甘肃 兰州 730030）

公路桥台台后路基沉陷病害，导致台背与构造物连接处的路面出现台阶，严重影响公路的使用功能。通过对G310线牛背至北道公路桥台台后路基沉陷病害的实地调查及处治效果的追踪，分析桥头路基填土高度、填料及压实质量、构造特点、排水功能、汽车荷载等因素对台背路基沉陷的影响，总结砂砾换填、高压注浆及桥头搭板技术的实施及控制方法。

桥梁；台背；路基沉陷；处治

1 引 言

G310线牛背至北道公路，主要穿越黄土地区，是甘肃省通往陕西省及中东部地区一条主要路线，大部分路段沿渭河南岸布设，全线有大中桥17座，桥长计1328.75m,小桥28座，桥长共计591.16m。桥梁结构主要采用钢筋混凝土简支T型梁、钢筋混凝土简支工型组合梁，下部结构为柱式墩台、重力式桥台，基础采用钻孔灌注桩基础、扩大基础。小桥上部构造主要为混凝土预制块拱、钢筋混凝土简支矩形板、钢筋混凝土简支工型组合梁，下部结构主要采用轻型桥台、U型桥台，大部分基础采用扩大基础。依据牛背公路钢筋混凝土梁桥技术状况的病害调查，发现桥台台后路基沉陷病害普遍存在[1 3]，严重程度不均。实地调查分析台背路基沉陷原因，总结适宜的处理方案及实施细则。

2 病害调查及分析

2.1 现状调查

桥台台背路基沉陷，其共同特点是桥头路基填土较高，部分桥台位于填挖结合部，路基整体下沉或局部沉降10-50cm，路面纵横向开裂，路基边坡滑塌，锥坡护坡砂浆剥落、起皮。个别路段桥头引道路基整体沉陷，路面破坏，桥头跳车严重，影响行车安全性、舒适性。比 如 K234+590、K263+990、K280+210、K306+625、K329+095、K335+800都在不同程度上出现了路基的不均匀沉降，裂缝宽度不等，沉降在5cm-50cm，图1。

图1 桥台台后路基沉陷

2.2 原因分析

引起桥台台后路基沉陷的原因通过调查分析有：

1）原地基下陷。原地基在路堤填筑前未经换填或很好压实，导致填筑完成后原地面产生压缩下沉或挤压位移。

2）桥头路基及锥坡填土压实不足。桥梁施工中的一般施工顺序是：先浇筑桥台，再填筑桥头路基及锥坡填土。路基压实时，受地形的限制以及桥台的影响，桥头路基及锥坡内填土压实度不足而致堤身下沉。

3）路基填料不规范。施工中对路基填料的要求不够严格、规范，对填料砂砾及黄土的选用不够明确，有砂砾填砂砾，无砂砾则填黄土。遇到暴雨季节，养护不及时，雨水沿路面裂缝进入路基，用黄土填筑的路基具有湿陷性，引起路基内黄土湿陷变形、局部脱空。

4）排水系统不完善。因排水系统不够完善，地表水、地下水的影响导致路基沉陷，有些路段虽在后期养护中经过多次补填处理，仍然没有明显的改善效果。

5）台后没有设置搭板或搭板长度不够。台后未设置搭板或搭板长度不够使刚性体的桥梁到弹性体的路基之间的过渡缺乏良好的变形过度致使沉降差明显。

6）汽车超载的影响。由于牛北路是甘肃省通往东部地区的一条捷径路线，又是连接甘肃省天水市与陕西省宝鸡市之间的主通道。近年来交通量增长较快，重载车、超载车比重大。

3 处治措施

3.1 开挖换填或高压注浆处理

1）对于台背填土较低、沉陷较小的桥梁，采用开挖换填的方法处理台背路基沉陷。将原路基出现病害部分填料挖除，清理干净浮土，整平碾压达到压实度要求后，回填天然砂砾。换填时将挖补面积适当扩大，且每层挖成台阶状，由下往上逐层整平碾压，压实度高出原路基压实度2个百分点。

2）对于台背填土较高、沉陷较小的桥梁，采用高压注浆法处理台背路基沉陷。注浆法利用液压、气压将水泥、黄土、水玻璃浆注入路基，在粘性土路基内发生径向劈裂，浆液沿裂隙流入土体，并将土体切割成不规则的块体，在块体之间形成互相穿插的胶状水泥结石，粘性土又受到充填浆液时的压缩，形成一种复合型岩土，防止或减弱路基的再下沉；在用碎石土、砂砾土填筑的路基内，浆液以渗流或紊流的方式渗入路基土的孔隙，从而提高了路基的强度和刚度。开挖至路面底基层底，再钻孔注浆，通过注浆形成的水泥桩柱体做为半刚性基层的桩基础，有效地支撑路面结构层。

高压注浆法在处理牛北路路基沉陷病害中多次使用，且使用效果良好。注浆材料配比：水泥：黄土：水玻璃=1：9：0.05（重量比），浆液水料比为1：1。注浆用水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水玻璃模数2.9-3.1,波美度为45度。注浆施工工艺：上行式帷幕注浆，段高1m,隔孔注浆。注浆压力0.2-1.0Mpa，注浆孔孔径为5cm。注浆压力由小到大依次施加，避免一开始就采用大注浆压力。注浆完成后先用粘土封顶，再铺筑路面结构。由于每段路基病害的成因、类型、范围、严重程度及地域地质水文、路基填料的类型和施工时填料厚度、压实度、含水量等的不同，因而设计参数必须在施工过程中不断总结，随时进行调整，以确保工程质量。

3.2 增设搭板，完善排水系统

对于台背填土较高、沉陷较大的桥梁，采用增设搭板的方法处理台背路基沉陷。由于钢筋混凝土与桥头路基弹性模量相差很大，在承受重荷载、地表水及地下水的影响、路基自身固结沉降等因素引起桥头路基的沉陷[4]。在桥台台背处增设钢筋混凝土搭板，能够有效地解决“刚柔过渡”的问题，将车轮作用下的点荷载转化成为面荷载，使其平均分布在桥头搭板下的水泥稳定砂砾换填层上，从而从根本上治理了台背沉陷[56]。将原路基开挖至路面基层以下1m处，长度为搭板长度以外2m,按1：1的边坡开挖土质台阶至与路面基层底面交会处。清理干净表层浮土，整平碾压达到压实度要求后，换填水泥稳定砂砾。水泥稳定砂砾应该分层铺筑、分层压实，每层松铺厚度不大于20cm。处治施工中密切注意紧接桥台处的压实工作，即要保证压实不留死角，也要注意任何压实不能对结构物造成损害。待水泥稳定砂砾沉降趋于稳定后，再进行搭板、枕梁的施工。搭板、枕梁混凝土强度达到设计强度后，才能进行路面的施工。病害处治中注重完善排水系统，增设、接长必要的截水沟及排水沟，防止地基湿陷下沉。

4 结 语

公路桥台台后路基沉陷病害，在黄土地区公路桥梁较为多见。导致台背与构造物连接处的路面出现台阶，严重影响公路的使用功能。受桥头路基填土高度、填料及压实质量、构造特点、排水功能、汽车荷载等因素的影响，严重程度不均。牛背公路桥台台后路基沉陷处治经过5年的运营，效果稳定。主要处治方案为：

1）填土低、沉陷较小的桥梁，用天然砂砾适当扩大换填面积台阶状回填，压实度较原路基提高2个百分点。

2）台背填土较高、沉陷较小的桥梁，采用高压注水泥、黄土、水玻璃浆法处理，并在施工工程中不断总结，调整设计参数。

3）台背填土较高、沉陷较大的桥梁，采用增设或加长钢筋混凝土搭板，减缓桥梁与台后路基的沉降差。

[1]王进思，程海潜.路基路面病害处治[M].人民交通出版社,2016年2月

[2]王红霞,付清华,任小艳.路基施工技术[M].人民交通出版社,2013

[3]任忠章，徐亮.甘肃省公路职工岗位培训专业技术人员培训教材[M].兰州大学出版社,2014年6月

[4]中华人民共和国交通运输部.公路桥梁技术状况评定标准（JTG/TH21-2011）[S].2015 年 6 月

[5]张志清,吕宁,韩柳.GZ25宁夏段黄土路基纵向开裂成因及防治方法研究[J].公路交通科技.2007(9):24-27

[6]张志清,孟俊.黄土地区道路排水构造物水毁防治技术研究[J].铁道建筑.2007(10):63-66

Subgrade settlement treatment of highway bridge abutment

The disease of roadbed settlement after the abutment of highway bridge,which leads to the emergence of the road surface between the abutment and the structure,seriously affects the use of the highway.Through field investigation and treatment effect of G310 line cattle back to North Road abutment roadbed cave disease tracking, analysis of the impact of bridge embankment fill height,filling and compaction quality,structure characteristics,drainage function,vehicle load and other factors on the back roadbed subsidence,implement and control method of gravel filling,high pressure. Grouting and slab technology.

bridge；abutment；Subgrade Settlement；Treatment

U416

：B

：1003-8965(2017)02-0123-02