道路桥梁不均匀沉降的原因及对策

2018-04-03陈涛

山东农业工程学院学报 2018年1期

陈涛

（中铁十八局集团第五工程有限公司，天津 300459）

随着城市化进程加快，道路桥梁在推动国内城市化进程上发挥了很好的作用。目前，国内已经加大了对桥梁的建设力度，包含桥头跳车与不均匀沉降等。这些问题不仅会影响行车安全，还会让群众对高速公路的评价降低。因此，道路桥梁建设施工单位务必将相关技术掌握好，最终从整体上提高道路桥梁整体的施工质量。

1 道路桥梁路基路面沉降造成的危害

道路桥梁作为交通道路中的重要部分，其沉降必定会引来一系列交通危害，影响人们的正常出行和运输业的顺利发展。近年来，我国汽车的数量只增不减，这无疑增加道路桥梁路基的压力，早些年间的道路桥梁可能承受不住这样的压力而发生沉降，这无疑在考验着我国公路运输能力以及建设质量。道路桥梁路基路面发生沉降的危害，主要表现在以下几个方面：首先，会导致路桥发生结构方面的危害，进而使得服务的整体性下降；其次，会使行驶过程之中的舒适感下降，并且还会导致汽车的寿命缩减，易引发交通事故，危害到驾驶人员以及乘坐人员的安全；最后，会对日常行车安全造成影响，特别是桥梁、路面的沉降、桥面拱形结构，均会加大桥面的压力，严重的还会导致桥面发生断裂。

2 道路桥梁产生不均匀沉降的主要原因

2.1 设计不周详引起路基沉降

在道路桥梁建设过程中，常常会因为设计不周详而导致路基沉降，一些设计人员只考虑经济因素，在一些大河面或者大沟壑地区进行施工，从而使桥涵的结构不合理，尺寸偏小、桥头过长、不能正常排水等。在设计过程中，对道路桥梁的台前、台背等方面的防护工作没有做到位。在路堤填料压力的情况下，出现了水位错移、路基沉降等现象。在设计路桥时，没有将其中的过渡低端进行全面的考虑。如果在实际施工时操作不慎，就会导致道路桥面出现突变或者错台现象，从而导致桥头跳车现象发生，威胁人们的生命健康安全。

2.2 地基引道处理不科学

根据现实统计可知，之所以出现跳车现象是结构设计不科学而带来的下沉。在地基施工中，没有结合实际情况编订施工方案，或者钻探深度不够、地质钻孔较少，没有确定软土层位置，在软土深度与性质分析不足的情况下，在软土地基的处理上欠科学。另外，对软土地基处理与模拟明显不足，在设计处理与实际情况不符的情况下，很容易造成软土路基沉降。外加雨水冲刷，加重了路基沉降，从而影响路基抗剪性与强度，最后造成不均匀沉降。

2.3 对桥台背的路堤进行压实时达不到要求

结合相关的公路设计标准，必须对桥台背进行填土压实处理，但是该施工工艺非常复杂，在施工中有很多因素会影响质量，例如：施工中的设备，选择的工艺流程，以及使用的材料质量等，如果有一方面达不到要求，就可能出现不均匀沉降问题。另一方面，公路在投入使用后，每天的通车量非常大，其承受的载荷也很大，如果超过一定限度，或者后期保养不到位，就会导致道路地基的塑形形变。不同地区的天气情况不同，也会对施工技术造成影响。因此，整体质量控制存在很大困难，施工人员一定要认识清楚。

2.4 桥台路基下沉

在地质条件复杂的双重作用下，在路桥过渡段不均匀沉降的影响下，公路开始出现路基不稳，又因为车辆增加而引发的过量荷载力的作用下，导致公路表面的填料发生位移，改变路基性能造成路基沉陷问题严重。路基下沉的出现使得大量积水夹杂着混合物渗入路基内部，由于杂质的混入导致路基表面大小不一，材质不同，进而引发路基受力不均匀，出现路基不稳，导致路桥结构的失衡，破坏公路的稳定性，进一步恶化桥梁的安全质量。

2.5 早期在路桥过渡段施工中的潜在问题

在早期公路的施工过程中，由于恶劣天气原因，会让路桥过渡段发生损耗，过渡段不同于其他公路表面，相比较更为特殊，暴雨、暴雪、高温天气出现时，降雨量增加，公路积水严重，再加之早期路桥过渡段施工中的一些潜在问题，导致路桥过渡段表面不断渗入雨水，然后在高温暴晒的作用下，不断破坏路面结构，破坏公路结构的固性，造成路面沉陷。

2.6 台背填料引起路基压缩变形

道路桥梁施工过程中，基本会选择透水性能好的台背填料，但是这些材料的空隙较大，难以准确把握土方的含水量，土方夯实无法满足相关的质检标准。在长期使用过程中，填料会受车辆重量及桥梁自重的压缩，降低路堤的承受能力，导致过渡段的不均匀沉降。

2.7 车辆荷载的作用

对于大多数家庭而言，小轿车不再属于奢侈品，所以小轿车的数量在逐步的增加。车辆增长过快最直接的表现就是桥梁压力增加，直接作用在桥梁上导致载荷过重，出现裂痕。载荷过重的主要原因是在路桥建筑工程中没有准确预估载荷承受力，质量检测报告不完善，导致路桥不能承受过量的压力，压力的增加，路基表面容易受到损坏，路桥结构的稳定性被破坏，路桥表面不均匀现象出现，路桥台阶现象加剧。

3 道路桥梁不均匀沉降的防范对策

3.1 路基的设计

路基结构的设计方案中，应该运用较小刚度的沥青混凝土结构，融合两者的方式，能够对过渡段路基的作用力进行合理地控制，从而使路桥过渡段的沉降现象得到适当缓和。通常情况下，应该适当处理软土地基。通过在桥台与路基间设计50m宽的地带，使强度得到一定的增加，借助不同的配料填充处理该地带，使路堤的过渡段得到一定的保证。这一过程中，如果运用土工合成土堤的形式，就不能呈现出较明显的地基承载力增强的效果，对过渡段沉降的预防效果也不够明显。所以应该加强地基的承载力，能够在填充以及相关车辆的重量下，减小沉降的程度，以此使土工合成材料的作用积极发挥出来。但是，还要注意将路基的沉降差值控制在5cm以内，将沉降坡度控制在0.4%之内等。

3.2 做好搭板配置

首先在确定设置方式时，需要考虑路面或桥面荷载作用对于其刚度变化的影响。一般承载不同，刚度和路面厚度都会受到影响，增加施工难度。搭板可采用平行方式设置，即搭板与路面顶面平行设置，保持搭板顶面标高的三个一致——搭板顶面标高与桥面层底标高一致；与路基顶面标高一致；与桥台连接处一致。此外，搭板施工标高应大于设计标高值。

在桥台设置好搭板，通常使用竖直锚栓与水平拉杆，避免由于搭板纵向滑落而出现凹陷。在选用钢筋时，通常使用22号钢筋，设置钢筋时，尽量将钢筋距离控制在0.75～0.8m内。为了确保锚栓的竖直性，牛腿与搭板很可能受到破坏。如果锚杆位移和水平拉杆处在水平方向，此时施工可以达到最佳效果。

3.3 台背填料选择

一般路基加压后会产生瞬间沉降，随着压力消散体积缩变产生固结沉降，在持续荷载下出现次固结沉降。固结沉降、次固结沉降对道路桥梁的影响较大，填筑材料是影响路桥沉降的关键因素。因此，在后台填筑过程中，要注意选择合适的高质量的填筑材料，来有效的减少沉降问题的发生。EPS轻型材料作为一种环保型的建筑材料，适用于实用性和环保型较强的道路桥梁工程。相较于其他施工技术，在填筑工程中采用EPS轻型材料，能够降低技术成本，保证工程质量，缓解道路桥梁过渡段的沉降问题。

3.4 做好台背排水

为了保证台背能够进行很好的排水，需要从下面几个方面做好准备，首先填料的选择过程中，要选择一些透水性好的材料，这些材料设置在台背的底部位置，为了降低在雨水天气可能会对建设产生影响，需要在路基的位置设置上排水沟等设施，同时在这些位置上通过采用一些透水性好的填料应用在其中，在进行一些表面的排水工作的过程中，为避免在桥头位置产生一些积水情况，也需要设置上一些吸水的设施，为避免内部进入水分，需要对缝隙位置进行处理，为避免雨水对其产生影响，可以设置一些具备坡度的沟渠，对水起到一个引流的作用。

3.5 道路桥梁路基的压实技术

道路桥梁的连接过程与质量问题，是保证日后道路桥梁能否作为一个整体交通基础设施投入使用的关键因素。要按照实际要求挑选科学有效吨位的压路机械，并不可盲目追求压路机械的吨位，要按照道路桥梁的使用要求来挑选有效合理的吨位压路机，促进路基压实工作结果，保证道路桥梁的运转稳定程度。

3.6 优化施工组织设计

改进与优化施工组织设计时，需要提前处理好桥台位置等软土地基路段的施工，适当增加预压实践，以免出现软土地基沉降等情况。由于桥台位置多处于搅拌桩过渡段设置之后，要想有效解决变形问题，可以将土工织物砂垫层设置在塑料排水板加密区与搅拌桩过渡段末端的交界处。同时完成桥台施工之后，可以开展一般填土路堤与过渡段的施工，加强锥坡预压填土与路堤的碾压及填筑，使其与设计的要求相符合。