浅析路桥过渡段软基的处理方法

摘 要：路桥过渡段作为刚性桥台与柔性路堤的结合部位，在结构上是塑性变形和刚度的突变体。因此，必须从过渡段的地基条件、软基处理方法、填料选择、压实标准、质量检测上采取措施，以减少两者之间的塑性变形差，实现平稳过渡。由于两种结构物刚度不同，会引起轨道竖向刚度的突变。因此，必须在路基和桥梁之间设置一定长度的过渡段，使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减少路桥间的沉降差。

关键词：过渡段；软基；路基；路基

中图分类号：U655.4 文献标识码：A1 路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因分析

1.1 桥头引道软土地基处治不标准。通过公路调查结果表明，软基路段由于地基沉降引起的桥头跳车现象主要是施工图设计时，地质钻探布孔过少，钻探深度不够，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，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。

1.2 桥台台背路堤压实度不标准。公路建设中几乎所有桥梁、通道和明涵等都要求台背填土处治。在公路营运过程中，路基路面在车辆荷载以及自然因素的长期作用下，会形成土基塑性变形的积累，导致路桥间的差异沉降，从而影响公路路面的平顺程度。

2、过渡段地基处理方法

2.1、路桥过渡段的施工组织

在桥台结构完成后，尽快安排过渡段路堤与一般填土路堤的施工，并使用具有同等压实度能量的压实机械将过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压。在路堤与桥台连接部位，路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压，使用大型机械碾压困难时可改用小型振动压实机械进行充分压实。此外，对一些路基工后沉降可能大的工点，如深层软土地基和桥头高路堤，除了采用一切必要的地基处治措施外，必须优先安排施工，进行静置预压直至符合规范要求为止。

2.2、软土地基上修建过渡段，地基的沉降是诱发轨面不平顺的关键因素。应对其处理方法进行特别设计。以综合处理方案为宜，或采用粉喷桩加土工合成材料和砂垫层并利用长短桩逐渐过渡，靠近桥台处的粉喷桩最长，且最好桩端支撑在硬层上;或采用排水固结法加土工合成材料，并辅以超载预压，采用加密区、密疏过渡区和一般区方式，由桥台向路基过渡。关于竖向排水通道，大通道塑料排水板的处理效果要比袋装砂井好一些。因为在施工中对砂的质量和灌砂率难以掌握，可能会出现缩颈或隔断，继而影响排水效果。土工合成材料宜采用抗拉强度高的土工隔栅或土工格室。粉喷桩加土工合成材料处理软基，可以加速施工，有效缩短固结时间，减少差异沉降，并且复合地基的沉降量和地基土侧向位移较小，可有较大的填土速率，可缩短工期，是过渡段软基处理解决轨面不平顺的最有效的途径之一。

2.3、过渡段合理填料的确定

路桥过渡段的沉降差主要由路堤压缩沉降和地基沉降引起。由动荷载引起的基床范围内的变形在强化基床表层后处于较低的水平，而线路大部分的沉降主要是由于恒载作用下产生的路堤下部以及地基土层的沉降。对于路堤下部填料而言，不同填料在达到同一压实度的情况下，在同一荷载作用下的压密下沉是不相同的。强度低、刚度小的材料较强度高、刚度大的材料大得多，即用强度低、刚度小的材料即使达到规范要求的压实度，在较大荷载作用下仍产生较大的塑性变形，因此为减少轨面的弯折变形，应采用强度高、刚度大的级配粗粒料，包括级配碎石、级配砂砾石、水泥石灰改良砂石土或低标号混凝土等。

2.4、加筋土路堤结构技术

在路桥过渡段中埋设一定数量的加筋材料，一方面，使表观侧向应力增加许多，从而极大地限制了土体的侧向变形，提高加筋土的整体强度，限制了加筋土的整体变形。另一方面，铺设了加筋材料后，若将土筋看作一个复合体，则加筋材料的铺设增加了路基土的刚度。这一刚度的增加程度视土工材料铺设的层数、间距及其力学特性而定。因此，若在有效的压缩层厚度中设置数层加筋材料，则由于土筋之间的剪阻约束作用，使得土层的沉降有效地减少。从而通过调整加筋材料的布置间距和位置，可将桥台后过渡段的台阶式沉降变成连续的斜坡式沉降，以及降低台背处的侧向和垂直应力所引起的很大的剪应力，以达到路桥过渡段平稳过渡的目的。

2.5、桥台软基的处治施工

从公路工程施工分析可知，水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显，施工工期短，但工程造价高；超载预压可利用施工荷载作为软基预压荷载，方便施工，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。

2.6、过渡搭板的设置技术

在路桥过渡段范围内路堤上设置钢筋混凝土搭板。搭板一端置于台后的盖梁"牛腿"上，另一端支撑在基床底层填土表面。搭板的放置，一方面可减小轨面弯折角，另一方面利用其较大的抗弯刚度来增大轨道的刚度。由于搭板一端铰支于刚度极大的"牛腿"上，可视为不可压缩且无位移，而另一端可视为支撑于弹性基础上。随着路基下沉，支撑面面板底面弹性层承托转为搭板部分承托，并产生变位角，此时的支撑力发生应力重分布，使面板承受局部拉应力，因此在搭板的设计中应进行配筋内力计算，否则产生的工后沉降会在搭板支撑面下形成脱空的同时，由不均匀的支撑会引起在脱空区最大沉降值处的板下位置处产生应力集中。当应力值超过允许弯拉应力时，搭板断裂，严重影响行车安全、速度与舒适性。因此，在对搭板合理设计的同时，严格控制填料及压实标准，并且在搭板支撑的范围内，采取措施加固路基。

2.7、路基排水设施的合理设置

为了减小雨水对过渡段的侵蚀作用，在过渡段路堤填筑前，应在原地基土拱上设置泄水管或盲沟。泄水管的设置方法是:对基底做必要的处理后，填筑横坡为3%～4%的夯实粘土土拱，再在土拱上挖一条成双向坡的地沟，然后在台背全宽范围内满铺一层隔水材料，在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管，塑料泄水管的出口应伸出路基外，然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料，再分层填筑过渡段透水材料，直至基床表层底面。

结束语

路桥工程实践证明，在桥头引道处，刚性桥台和柔性路堤之间的强度渐变段易产生不均匀沉降，出现桥头跳车现象，成为公路工程建设的一个重要而又突出的问题。对高速铁路过渡段的结构设计及施工工艺进行深入全面的分析，提出一套适合我国国情的设计方案和施工方法，以确保列车高速、安全、平稳地通过软土地区。从而减轻甚至避免公路桥头跳车现象，提高公路使用性能和使用寿命。从而提高交通营运舒适性，安全性以及可靠性。

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