高速公路路桥过渡段软基处治与监测技术研究

摘要：高速公路路桥过渡段软基是设计与施工的重点，必须采取有效措施进行处治加固，尽可能降低不均匀沉降对过渡段路基路面结构的影响。文章基于某在建典型高速公路路桥过渡段施工实践，阐述了路桥过渡段软基处治方法，并对施工路段路基路面进行沉降监测，监测结果表明软基加固达到了预期效果。

关键词：高速公路;路桥过渡段;软基处治;沉降监测

0 引言

在高速公路路桥过渡段施工过程中，应特别注意桥台与过渡段相邻部位、路堤与过渡段相邻部位的施工质量控制，保证路基压实质量，防止出现不均匀沉降。如果处治不当，产生不均匀沉降，会直接造成路基出现开裂等破坏。如路基过渡段为软基，必须合理选择处治加固方法，提高地基承载力。高速公路路桥过渡段施工是施工难点，也是质量控制的重点，应结合施工现场实际情况合理选取软基加固方法，并进行沉降监控，验证加固效果。

1 工程概况

某在建高速公路路桥过渡段为软土地基，地质情况复杂，设计采用高填方路基，施工难度大。桥梁跨越当地河流，路桥过渡区为种植区，植被发育，土基含水量高，稳定性差，承载力低。土基地层主要为粉质黏土、碎石土、卵石土、风化粉砂岩，地下水较发育，土体内部孔隙大，地下水连通性较好，且随季节性变化大。设计过程中对桥区进行钻孔勘查，对路桥过渡段的工程地质、水文地质、岩性特征等进行全面调查，为下一步研究其不均匀沉降提供依据。

为提高土基稳定性，采取砂砾换填的方式进行处治加固，压实后检测地基承载力。高填方路基采用开挖台阶分层开挖，分层填筑，严格控制压实度。为了确保施工质量，在路桥过渡段布点进行沉降观测，并收集数据绘制变化曲线，验证地基处治和路基施工质量是否符合设计要求。

2 路桥过渡段软基处治技术

路桥过渡区软基处治是保证施工质量的关键，应结合施工现场实际情况，合理选择施工方法，现将常见软基处治技术介绍如下。

2.1 地基处理

地基沉降是路桥过渡段路基沉降产生的主要原因，必须采取有效措施进行处治加固，提高地基承载力，有效控制地基不均匀沉降，现在常用的方法有换填法、排水固结法、复合地基法等。

2.2 严格控制台背填料质量

路桥过渡段施工应尽可能选择碎石、砂砾石等强度高、变形小的级配粗粒料作为台背填料，以降低路基自身的压缩性，提高抗变形能力。

2.3 设置桥头搭板

在路基与桥梁连接的位置设置桥头搭板，使刚性桥台向柔性路基逐渐过渡，可有效降低桥台和路基的不均匀沉降。

2.4 台背填料选择加筋土

在台背填料中采用加筋土，使筋材承受拉力，填料则承受附加的侧向約束力，进而达到提高填料强度与填土压实度，减少路基变形的目的。

2.5 选用轻质材料填筑路基

为了降低路基填料的重量，可采用泡沫聚苯乙烯EPS材料等轻质材料填筑路基，以有效降低填土自重，提高路基稳定性。轻质填料对地基产生的压力小，因此也可以减少地基的沉降，降低桥台背路基沉降。

3 路桥过渡段沉降观测测点布置

在施工过程中采用换填地基填土对路桥过渡段软基进行处治加固。为了确定加固后的施工效果，在施工路段设置沉降监测仪，对施工路段沉降情况进行监测。根据施工现场实际情况，合理选用沉降监测仪器，在软基路段、桥头、桥头纵向坡脚、填挖交界的填方段等位置布设观测点，对监测数据进行收集和分析。

3.1 沉降监测仪器的选用

通过对施工现场的工程地质、水文地质情况等进行调查，分析各类沉降监测仪器的适用性，本工程选用智能式沉降仪与磁环式沉降仪配合施工。当路桥过渡段路基填筑到路面底层以下时，设置沉降标，用于对路堤顶面沉降量进行监测。智能沉降仪测量精度为±1 mm，可通过连接计算机进行数据处理，分析确定沉降量。智能沉降仪布设是通过钻孔后埋入路基土内，通过测量锚头与沉降板之间的相对位移变化确定路基沉降量。智能沉降仪测点布置如图1所示。

磁环式沉降仪根据路堤各层填土厚度测定路基沉降量，施工中如果出现破坏易于修复，埋设方便，操作简单。磁环式沉降仪和智能沉降仪配合使用，可以在功能上互相补充，监测结果上相互验证。磁环式沉降仪布置详见图2。在桥梁台背上设置水准点，在桥背墙顶上预埋一根18～22 mm的钢筋，长度为20 cm，露出混凝土顶面钢筋头长度为1～2 cm。

3.2 监测点布置

本项目路桥过渡段采用砂砾土作为填料，分层进行回填。结合施工现场实际情况，为了保证路堤填筑施工质量，路桥过渡段与桥梁连接处采用沿路线纵断面方向开挖台阶，台阶高度60 cm以下，坡度为1[-+0.7mm]：[+0.7mm]1.5，过渡段严格按照松铺厚度为15 cm进行填筑，验收一层再进行下一层填筑。与过渡段连接的路基沿横断面方向做成坡度为1[-+0.7mm]：[+0.7mm]1.5的横向边坡，分层填筑、分层压实，严格控制压实度。

根据规范要求，分别在桥台回填和路桥过渡段填方路堤地段布设观测点，沿路基纵向100～200 m设置一个观测断面，桥台回填路段设置2个观测断面。本项目桥台回填高度为14.8 m，在桥台与过渡段结合部位设置4个观测断面，距桥台背的距离分别为3 m、6 m、9 m和12 m。在路基过渡段结合部位设置1个观测断面，距桥台背的距离为50 m。在每个监测断面设置4个智能式沉降仪器，每套监测设备监测范围为6 m，分别用于检测原路基和填土沉降量。本项目路桥过渡段沉降监测纵向测点布置详见图3，横断面布置详见图4。

4 路桥过渡段路基路面沉降监测结果分析

4.1 路桥过渡段与桥台相邻部位监测结果分析

文章选取距桥台6 m过渡段处监测断面监测数据进行分析，绘制荷载-沉降量-时间曲线，如图5所示。地基沉降观测持续时间为6个月，监测频率为7 d/次。通过对图5监测曲线进行分析，路基左侧沉降量累计为48.9 mm，右侧沉降量累计为48.5 mm，施工后沉降量左侧为10.5 mm，右侧为15.3 mm。路堤填土沉降观测持续时间为4个月，监测频率为7 d/次。路堤填土沉降量累计为左侧30.7 mm，右侧30.1 mm，施工后沉降量左侧为10.4 mm，右侧为11.6 mm。

4.2 路桥过渡段与路堤相邻部位监测结果分析

在距桥台50 m的路基选取一个监测断面，布设磁环式沉降仪，监测路基沉降量，整理数据绘制荷载-沉降量-时间曲线如图6所示。沉降监测持续时间为5个月，监测频率为7 d/次。通过对图6曲线进行分析，得出路基沉降量累计为61 mm，施工后沉降量为7 mm。

通过以上数据，并结合距桥台3 m、9 m、12 m的监测断面数据进行分析，得到的最大累计沉降量为71 mm，低于累计沉降不超过10～30 cm的规范要求，路基结构未出现明显变形破坏，说明路桥过渡段软基处治加固效果满足设计与施工要求。

5 结语

高速公路路桥过渡段软基处治是施工中的重点，也是质量控制的难点，必须采取有效措施对软基进行加固，并对沉降量进行监测。通过对布设沉降监测点，收集监测数据，绘制曲线进行分析，得出以下结论：

（1）通过在路桥过渡段与桥台相邻部位布设监测点，进行沉降监测，收集数据绘制监测曲线，分析监测结果表明沉降量符合设计与施工要求;

（2）通过在路桥过渡段与路堤相邻部位布设监测点，进行沉降监测，收集数据绘制监测曲线，分析监测结果表明沉降量符合设计与施工要求;

（3）本项目高速公路路桥过渡段软基处理采用换填砂砾法，沉降监测数据表明最大沉降量为71 mm，满足规范要求，达到了预期的加固效果。

参考文献：

[1]苏 谦，赵文辉，王亚威，等.高速公路深厚软基路桥过渡段处理方案技术经济比较[J].公路，2016，61（1）：52-56.

[2]寇 林.高速公路桥梁软基路堤设计及其施工应用[J].交通标准化，2014，42（4）：60-62.

[3]曹若莹.市政路桥过渡段软基路基路面施工[J].山西建筑，2018，44（23）：157-158.

[4]丁 龙.市政路桥过渡段软基路段施工[J].居舍，2018，38（20）：58.

[5]邓天棋.彭湖高速路桥过渡段不均匀沉降分析[D].南昌：华东交通大学，2010.

作者简介：吴可添（1976—），工程师，研究方向：公路工程施工。