路桥过渡段路基沉降病害原因分析与防治措施处理

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:李洁仪
[导读] 随着我国公路桥梁建设行业的发展,在公路与桥梁建设中路基是非常重要的组成部分
        李洁仪
        开平市环城公路建设有限公司  529300

        摘 要:随着我国公路桥梁建设行业的发展,在公路与桥梁建设中路基是非常重要的组成部分,路基质量会对路桥过渡段产生直接影响,基础因受各方面的因素影响使得路基经常出现沉降病害。所谓路基沉陷病害是指道路完成后路基顶面实际标高和设计值的差异比较大,导致对路面造成的设计不允许的均匀性沉降或者不均匀性沉降[1]。在道路的纵向和横向都有可能会产生不均匀的沉降,路面对不均匀的沉降尤为敏感,很小的不均匀沉降都会有可能造成路面平整度下降,使得车辆平顺驾驶受到了不同程度的影响,沉降对行车造成的病害结果最直观表现为桥头跳车:所以当不均匀沉陷较大时,还可能会直接造成路面产生开裂性破坏。本文主要对路桥工程建设管理中过渡段常见沉陷病害形成原因进行了分析,并据此提供一些简易防治方案和整改措施进行处理。
        ?1 .路桥过渡段沉降原因分析
        1.1地质钻探深度不足
        在进行管理的过程中由于前期设计阶段、施工过程中地质勘测钻探的检查点少、勘测深度不足,导致很多软层地基并没有被建设管理者及时发现,软基从勘测到的区域、深度和地基承载力等各个方面都是一个未知数,便会导致管理者无法及时预知软地分布和程度,以导致无法进一步作出预防处理,为日后路基稳定和行车安全埋下隐患。
        1.2地基土质不良造成的沉陷
        地基表层土质不良所直接造成的底层沉陷,桥涵多数处于地下沟壑较深的地段,其地下常水位相对较高,且桥涵地基表层土质多属软土。而这种软土一般都具有天然含水量较高、孔隙比较大、压缩性较强和抗剪强度较低的基本特征,在其上方填筑路基,容易发生地基沉陷。另外,道路在使用中由于地基承载力有限,荷载大于地基承载力导致地基逐渐变形,使得地基沉陷。同时,桥头的桥基填筑高度比其它地段要高,由此产生桥基基底应力也就相对较大,更容易引发桥头地基的严重沉陷,尤其是桥头完成基础施工后的沉降更大。
        1.3 桥台台背回填料影响压实度造成沉陷
        由于台背填料因于其中的含有水分而导致其存在着较多的孔隙,所以再施工过程中采取的任何措施也很难将填料和颗粒之间的孔隙彻底消除。在路基、路面的自重和车辆的静载与冲击振动等荷载的作用下,孔隙率逐步减小,填料逐步压缩,密实度逐步增大,便会在一定时间内产生路基沉陷。
        因此,压缩沉降主要取决于填料的性质、施工环境条件以及台前、台背的防护与排水的设置。对非透水性材料填筑的桥台背侧路基而言,应该针对不同的填土高度及结构物类型,据其相适应的地基承载力要求,对填料的选用标准、施工压实工艺和处理方法及特殊排水设计等措施进行研究;台背回填是一项严谨的施工项目,其紧实度受到了包括所需的施工主材、施工工序、机械运行乃至施工管理经验等诸多方面的影响。
        1.4刚柔突变引起的沉陷?
        现时路桥工程建设中,桥台通常由各种钢筋混凝土等材料浇注制作而成,因此从构筑得到的桥台总体整体刚度高,但由于相连的道路(沥青路面)柔性较强而刚度较小,桥台与其相连的路面刚度不一致。车辆在过渡段上行驶会因两边刚度不同的桥台路面交界处产生不同的振动,由于柔性材料对荷载能量的吸收远高于刚性材料,因此两边刚度不同时就会引起道路与桥台之间产生塑性变形及刚度突变[2],造成过渡段(路面结构交界处)沉降,为桥头跳车埋下隐患。?
        1.5施工质量不能满足设计要求
        目前在工程建设中,台背填土压实度普遍未能达到工程设计的要求。这也是由于施工队伍技术水平低、质量意识低,施工人员责任心差的根本原因;也存在着由于工地现场的施工人在员施工技术水平差异而不能与工程任务相适应的问题:在工程场地上的工人多为进城务工的农民,不具备一定的专业技术知识和能力,只能靠劳动力来维持生活,所以即使民工虽然可承受路桥工程高强度的施工生产和工作但却无法完全理解、掌握以及合理地使用相应的专业技能理论去顺利进行施工;但曾经接受过专业教育的路桥工程师虽具备道桥专业理论知识,通常也会因为场地条件环境及其薪酬等原因,而不会选择去工程现场去从事施工工作;这便造成了路桥工程项目施工现场缺乏专业性的人才不能与工程任务相适应。


        1.6施工质量的检验和控制不严格
        桥台台背路基在建设管理过程中应适当增加与压实度相关的检测频率,加强对检测工作过程、检测成果的监管和审核。大量工程实际经验证明,在施工阶段进行的检验和质量控制不严谨,是工后出现路基沉降病害的主要原因。?
2 对路桥过渡段沉降病害防治的常用措施?
对路桥过渡段沉降病害应以预防为主,工后处治为辅,提高勘侧设计、施工各阶段的质量和工程管理水平,及时消除施工管理过程中的安全事故和沉降、塌陷隐患,以使沉降病害、塌陷的发生率降到最低,下面将从预防和工后处治两个方面进行介绍,以供选用和借鉴。
        2.1勘察设计、施工阶段预防措施
        2.1.1在勘察阶段,应合理规划与布设钻孔位置,如出现等距相连的几个孔均出现不均匀的地质变化,应综合考虑工程造价而增加钻孔数量,用以明确地质实质情况;在设计阶段处理好软基是控制地基沉降的重要措施。对软基的处理中最常见的处理方法有加高压旋喷桩、砂桩加固法、堆载预压法、浅挖换填法和强夯法等,这些技术具有各自的特征和优势,针对不同的地质的项目,我们也可以选择不同的处理方法进行软土路基的处理,能起到防治地基(含路桥过度段)异常沉降的效果。
        2.1.2所有软基处理路段的排水和防护尤其重要,如果发生边坡排水沟不通、排水不顺畅或沟中积水反涌等情况都会直接影响软基处理(第2.1.1点中已提及的)效果,建设管理者应在设计、施工各个阶段时,将此项作为重点关注的问题和措施。
        2.1.3采用超轻质材料(轻质土、粉煤灰等)作路堤铺设轻质材料可以减轻路堤自重,有效降低地基应力,减少沉降从而增大地基稳定系数[3]。
        2.1.4设置桥头搭板,可使在柔性路堤产生的沉陷逐渐过渡至刚性桥台上,使车辆通过时跳车现象大大减少。若桥头引道为刚性路面,可设平置式搭板,即搭板纵坡与路面设计纵坡平行;若引道为柔性路面,可设斜置式搭板,即搭板的远台端放置于面层与基层之间。同时,也可结合项目实际施工情况,可在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板,其长度一般取3~5米,对于水泥混凝土路面,也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板,以避免二次跳车。
        2.1.5合理设置路桥过渡段,桥台采用刚度较大的混凝土结构,填土路基比较偏于柔性,一般可采用以下类型:条石铺砌、沥青过渡层、预制水泥混凝土六棱块以及半刚性过渡层,其中沥青过渡层最为常见。
        2.2工后处治措施
        如已出现工后沉降,可结合沉降和变形的情况采用以下几种常见的补救措施。
        2.2.1如在出现局部范围严重沉陷的现象,可采用高压旋喷桩紧急加固土的办法,使用钻机钻至设计深度后,以高压射流通过钻杆下端的旋转装置,向周围土体喷射加固桨液,使得桨液与土切割搅拌。钻杆边喷边提升,在喷射有效范围内使浆液快速凝固成旋喷桩(圆柱体)。但该方法的缺点就是加固后的旋喷桩抗弯,抗剪能力较弱。
        2.2.2如在出现局部范围异常的沉陷,可采用第2.1.1换填的方式,换填第2.1.3提及的轻质土,减轻路堤自重,通过降低地基应力而减少沉降增强路桥过渡段的稳固。
        2.2.3若过渡段为沥青层,如在出现较大范围的沉降现象时,再铺一层沥青砂或沥青混凝土便可以让行车保持通畅,避免路基沉降跳车现象。
        结语
        路桥过渡段的沉降病害是公路施工中一种比较常见的病害,要想从根本上杜绝跳车及路基、桥头沉降等问题的发生,就要充分考虑路桥工程的施工环境及条件,结合当地的水文及地理特性,在勘察设计、填材选择、施工方式以及压实机械等方面,严格按照公路技术、公路质量的规范要求施工,建设管理者需加强对路桥过渡段的综合处理,才能够让路桥过度段的地基质量得到有效保证,从而避免出现沉降导致跳车、乃至其他交通事故的情况。?
        参考文献?
        [1] 谭国立. 水泥压力灌浆处治桥台台后路基下沉的应用[J].《湖南交通科技》, 2011.
        [2] 朱勋,屈传新. 论路桥建设中过渡段的施工问题及分析[J]. 军民两用技术与产品.2010(4).?
        [3] 宋利辉;王吉. 解决高等级公路桥头跳车的措施. 黑龙江交通科技.2010
       
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