公路路基与桥梁差异沉降的防治与对策

摘要：公路路基与桥梁之间的差异沉降是道路施工中容易产生问题的环节。如何采取合理措施控制差异沉降是设计和施工中的关键问题。本文针对路桥差异沉降控制措施，以消除不均匀沉降的能力主线索，介绍了公路路基与桥梁差异沉降的防治与对策，为道路的合理施工提供了借鉴。

关键字：公路路基与桥梁；差异沉降；对策

随着我国道路交通事业的迅猛发展，人们对道路使用的品质要求越来越高，道路行车的安全性与舒适性已经成为了评价道路质量的标准。但道路工程中公路路基与桥梁之间的不均匀沉降不仅影响了路面质量，也为路桥过渡段的安全埋下了隐患。因此，要在公路建设、设计、施工、监理等各个环节对路桥过渡段的不均匀沉降问题高度重视。

1.路基与桥梁差异沉降的原因

一般来说道路施工的工期要求紧，在桥梁主体施工后，桥头路基的压实度和固结时间与正常的路基之间有一定的时间差，通车后必然造成路基与桥梁等结构物差异沉降。如不进行合理维护，桥头和邻接路段的沉降差异超过一定的界限，就会造成桥头跳车的现象发生。

影响公路路基与桥梁的差异沉降的原因与很多因素有关，如道路路基与地基的固结程度、台背填土的压实度、刚性差异、排水设计、施工与图纸差异等。具体表现在以下几个方面

首先从路基和土基上来讲，桥梁所在位置一般地下水位较高，地基土质天然含水量大、空隙率大、抗剪强度低，在车辆荷载的长期作用下极易引起沉陷。其次，在台背填料上，台背调料在选择上应当具有透水性好的特性的。但是透水性材料一般来说空隙率大，作业施工中很难将其压实。道路在不能压实的状态下长期受到道路自重的作用，很容易产生沉降。第三，道路的刚性差异也是主要影响因素。道路的柔性路面与桥梁的刚性路面相结合时，由于差异较大，长期在车辆载荷的作用下，路面结构变形较大，而桥面结构变形较小，路基填料中的土基部分会产生永久变形，导致不均匀沉降的发生。再次，在道路施工的设计上，由于道路钻探深部不够，未能准确探明软基范围，导致道路理论计算值与实际情况不符，导致软基处设计未能达到国家规范要求。最后，在施工过程中，道路和桥梁施工作业的难度较大，也是导致路基与桥梁结构差异的重要因素。

2.路基与桥梁差异沉降的指标设置

2.1桥头搭板设计

在道路施工过程中对路基与桥梁等结构物差异沉降处置所采取用加筋土挡墙作为桥头路基的基本形式以减少桥头路基的沉降量，用桥头两侧路肩方向的翼墙以约束路基的侧向变形，设置桥头也有利于减少差异沉降对行车舒适性的影响等。具体实施如下：

从桥头搭板的设计来看，一般桥头搭板长度为2-8m，特殊情况可采用8m以上搭板。桥头搭板的长度与桥头路基填土有关。在设计过程中要紧密结合桥梁结构差异沉降量来计算。如果桥梁结构沉降差异容许值较大，则搭板长度就较长。反之，若桥梁结构差异沉降量较小，则搭板长度较短，但此时对地基处理的投资就相应增大。所以在搭板长度的选择上还要计算投入成本。此外，桥头搭板的宽度和厚度也要根据搭板长度来确定。桥头的搭板要按照路缘石的间距分布，并在桥台的翼墙缘石处设置空隙。一般来说10m的桥头搭板的搭板厚度要在0.4m左右，6m的桥头搭板厚度要在0.35m，4m的桥头搭板厚度在0.25m。

在搭板的施工过程中要采用整体现浇法，来保证搭板与路基的紧密结合。对装配式桥头搭板在施工上比较合理，如果桥头搭板的下半基为半刚性材料，可不设置枕梁。否则，必须设置枕梁。枕梁的应用不仅使搭板的沉降均匀，而且具有美学价值。

2.2桥头施工要求

桥头合理的施工对减少差异沉降是有益的。首先从回填材料上，台背及墙背后回填原则上采用3:7的石灰土、级配碎石和天然砂砾。 同时，在对路堤顶1m的范围内，天然砂砾的最大粒径应控制在5cm以内。1m以下的路堤顶，天然沙砾的最大直径不超过30cm。砂砾在施工中的比重应大于5%，小于30%。其次，在回填层厚度的控制上，一般用碎石和砂砾回填时厚度一般不应超过30cm，如有特殊情况最大不应超过40cm。在施工过程中要与路基同步，如不能同步，则可采用人工夯实，人工回填可采用分层回填，但分层厚度应根据具体情况另行确定，原则上不应超过20cm。施工过程中为准确控制分层回填厚度，可在施工时用红线标示，便于控制回填质量。

2.3施工工艺要求

施工机具及施工方法是施工工艺上的重要指标。首先从施工机具上来讲，在回填压实的过程中，要通过现场试验来确定回填压实效果，在对大面积的区段完成压实后，还要采用小平板振动手动夯实机具对靠墙背30-40cm的路基进行补压。手动夯实机要与浇筑同步，避免剪应力的差异。在台背回填工作面较小的个别路基路段，压路机如果不能碾压，则要多次夯实，确保施工质量。其次，在压实方法上，当出现U型桥台时，此时桥台体积大，稳定性好。则在台体强度达到设计要求时进行回填，回填时压路机要沿顺桥台方向进行。在对靠墙的侧锥坡处必须有与锥坡施工相配套的施工措施及压实分层厚度控制措施，一般在侧墙及前墙交合处用比较醒目的标记标出分层填筑厚度。这样可避免和控制压实效果，提高工作效率。

2.4桥台的设计及回填材料

桥台的设计要采用土工合成加筋工技术，要将桥台的结构把桩基础的刚性结构变为土工合成加筋土的柔性结构。一方面在施工过程中简单，而且经济，另一方面也能消除由路桥过渡段不均匀沉降引起的桥头碰撞问题。土工合成加筋工技术，构成了桥基础下的缓冲器，减小了由上层结构转移到基础上的应力。

在回填材料的选择上，要选用轻型填料。国外一般采用聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）和人工气泡混凝土(泡沫水泥砂浆)、轻型废弃物、粉煤灰等进行填料。这些填料与普通的填土材料相比，具有物理化学稳定性，因而在路基工程中使用具有一定的耐久性，经济环保，可明显减少地基沉降和工后沉降。在过渡段填料中使用轻质材料，可以显著减小桥台背填料自身的压缩变形，并减小地基的竖向荷载以及台后填土对桥台结构的水平压力，减小填土对地基变形的影响。

2.5断面处理技术

路基的断面包括断面的纵断面和横断面。在设计纵断面时要尽量满足公路技术标准，要以沉降相对稳定的桥梁顺缝顶面作为标高的控制点。一般来说在桥梁伸缩缝两端的坡长不小于50cm，特殊情况不小于30cm，这样有利于机械化操作，提高沉降处理的质量。在设计路基的横断面时，应在10-20cm的范围内由设计横坡过渡到原路面和桥梁伸缩缝实测横坡。

3.施工注意事项

道路施工中为避免差异沉降，要从施工的材料、设备及工序上进行监理，确保工程质量。首先，在材料进场之前，必须要确定产品的质量，在确定材料质量合格后方可进场。如施工材料中掺杂树枝杂草、瓦砾、腐殖土等一律清除出场。其次，在施工时要注意振动压路机与平板振动夯实机配合工作，禁止单一使用振动压路机或平板夯实机。第三，在工序检验上，要由专门的监理机构定时或不定时的对碾压层进行检验。检验合格后方可进行下一步填料，如检验不合格必须返工重压，直到满足设计要求为止。