中铁广州工程局 广东广州 511457
摘要：随着现代化城市建设步伐不断加快，城市中道路桥梁不断增多，道路桥梁建设中路桥刚性桥台与柔性路堤之间强度渐变过渡段产生差异沉降，导致出现桥头跳车现象的弊端一直困扰着我们。本文通过分析过渡段路基产生沉降差异的原因，探讨了路桥过渡段沉降差异控制的技术措施，并对路堤填筑质量的控制提出了相关措施。
关键词：路桥过渡段；沉降差异；技术措施；质量控制
1 路桥沉降差异产生的原因分析
1.1桥梁与路基自身结构刚度特有的差异性
由于路基与桥台本身所用材料的不同，在结构上是塑性变形和刚度的突变体。就刚度而言，桥台远大于道路，在荷载作用下，桥台的竖向位移，塑性变形等比路堤要小的多，从而导致两者之间出现沉降的差异。这种由于结构自有特性造成的差异沉降是难免的，只有通过采取合理的技术措施将路基的沉降降到最低，把两者间的差异程度控制在合理的范围内。
1.2过渡段软基处理不到位
多年的工程实践表明，软土地基处理效果对路桥过渡段的沉降有很大的影响，软土地基处理不到位是引起路桥产生较大沉降差异的重要原因之一。一般来说，设计上对于软基处理通常做了考虑，并采取了相应的措施，但在实际中往往由于设计考虑不周及施工质量等方面的因素，导致实际处理效果未能达到预期效果。分析其原因主要体现在以下两个方面：1）设计时，由于地质勘探不详实，没能全面、准确地发现软基的实际分布范围、深度以及软土的物理力学性质，从而导致过渡段软基处治存在遗漏，或者是采取的技术措施和施工方案不恰当；2）软土地基处理设计中，计算方法或参数的选择与实际不符，造成处理方案设计不合理，进而影响到实际的工程效果，使其达不到技术规范的要求。
1.3过渡段路堤填料选用不合理
在过渡段中发生的沉降差主要是因为地基沉降和路堤压缩变形的积累所致，在对路堤下部进行填筑过程中，不同填料在同一压实度时，同一荷载作用下的塑性变形是存在差异的，使用强度小、刚度低的材料即使满足了压实度的要求，但在较大荷载作用下也将产生较大的变形，当变形相对于桥台的变形差异达到一定程度时，路面将会出现沉陷或开裂。实践中，一些工程单位片面最求效益，而采用强度低、级配不良、抗水性差、塑性变形较大的填料进行填筑，从而导致后期荷载作用下产生较大的变形。
1.4桥台路堤填筑质量不满足要求
台背回填压实质量是影响台背路堤沉降的一个重要成因，台背过渡段由于受作业面狭窄因素的制约，大型压实机械很难发挥作用，往往只能采用小型机具或人工夯实的方式，致使压实度难以达到要求，同时由于桥头路堤填筑一般较高，路堤在行车动载和自重应力的共同作用下，当路基的压实度不足时，容易发生较大的固结变形，最终导致路桥间产生较大的沉降差异。
1.5桥台路堤固结沉降预留时间不足
由于施工组织安排不科学，施工顺序不合理，路桥过渡段一般采取路、桥先成型，过渡段后填筑，同时受工期压力的影响，对过渡段路堤往往没有预留足够的固结时间使变形沉降趋于稳定，就进行后续路面施工，从而导致工后沉降量超出规范要求。
2路桥沉降差异控制技术
路桥沉降差异控制应重点从两个方面进行变形控制：1）控制过渡段内地基及路堤的工后变形沉降量；2）将路桥交界处刚柔差异性造成的错落式沉降转变为渐变式沉降。一般工程中常常采取以下技术措施进行预防及控制：
2.1设置强度渐变过渡段
路桥交接处结构突变是造成沉降差异的主要因素，为了消除和减少结构突变的影响，达到刚柔平顺过渡的目的，合理设置强度渐变过渡段是一项关键的技术手段。过渡段设置形式一般为梯形或倒梯形结构（如下图所示），设置长度按照公式：L=2（H-h）+a（式中L-过渡段长度m；H-台后路堤填筑高度m；h-基床表层厚度m；a-常数，取值3～5m）进行计算。软土地基过渡段长度一般应不小于30米。过渡段填料应优先选用刚度大、强度高、干容重大的级配粗粒材料，并按照强度渐变的原则使用不同的级配，一般常用的填料为：水泥石灰改良砂石土、级配砂砾、级配碎石、水泥稳定碎石等。
2.2设置钢筋混凝土过渡搭板
当前的路桥工程中过渡段较多采用设置钢筋混凝土搭板结构的方式来实现渐变过渡。搭板长度一般遵循以下原则确定：
1）在路桥的设计使用年限之内，搭板应当设置在路桥路堤出现不同程度的沉降问题之后的1/200—1/300的倾角之间。
2）确保所设计的搭板的长度必须要足以跨越桥台台背难以压实的土体范围，或跨越按照计划在台背预留的土方缺口位置。
3）严格根据搭板本身的受力情况，以弹性地基的方式进行精确的计算与分析。
2.3改善软土地基条件
只有当地基具备足够的承载能力条件下，才能保证路堤在填土自重和行车荷载联合作用下不致于破坏而产生较大的沉降。因此，改善地基条件是控制沉降差异的重要措施。目前，国内软基处理常用的两类方法为：一是排水固结法；二是复合地基法。排水固结法包括静态注浆、袋装砂井、塑料排水板、真空堆载预压等；复合地基法包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、CFG桩、振动碎石桩、灰土挤密桩等。以上各种处理方法均有各自的特点及其适应性，工程实际应用中应根据不同的地质、环境、费用、工期等条件进行综合考虑选用合适的处理方法。采用复合地基法处理软土地基时，可通过改变桩长和桩间距的方式，随路基向桥台变化，使过渡段刚柔强度实现渐变过渡。
2.4应用加筋土技术
近几年，通过在路堤中铺设土工膜、土工格栅等加筋材料的技术已广泛应用到路基填筑中。在路堤中铺设加筋材料能有效地减少路堤的变形沉降，主要表现在以下三个方面：
1）更加了土体的表观侧向应力，约束了土体的侧向变形，增强了土体的整体稳定性。
2）由于加筋材料与填料的摩擦作用，使两者形成一个复合体，提升了路堤的刚度和强度，从而有效降低变形沉降。
3）由于加筋材料具有一定的弹性，能有效降低土体在车辆荷载的反复作用下产生的变形积累。
2.5预设反向坡度
在能预测出路堤沉降规律时，可在过渡段采取预留反向坡度的措施来降低路桥间的沉降差异程度。具体的坡度设置大小应根据台堤间的沉降差来确定。
3过渡段路堤填筑施工质量控制措施
3.1做好技术准备和交底
开工前工程技术人员要认真审阅设计文件，根据施工图制定施工工艺和过程控制措施，编制作业指导书、质量控制标准和要点，并对现场参与作业人员进行培训和交底。
3.2做好施工组织设计
开工前技术人员要认真编制施工组织设计，合理安排各结构物、施工段的施工顺序和时间安排，给过渡段路堤预留足够的时间施工和沉降，从而有效防止工后产生过大的沉降。桥台结构完工后，应尽快安排过渡段和一般填土路堤的施工，并使用具有同等压实能量的机械将过渡段路堤和一般路堤的碾压面按照大致相同的高度进行填筑。
3.3做好排水系统设计
路基填筑前要做好路基排水系统综合设计，尽量做到临时与永久性排水系统的有机结合，使地表、地下水顺利排出路基以外或将地表水阻隔在路基以外，避免积水浸泡基底而沉降变形。
3.4严格选取和控制路堤填料
填筑之前，应按照设计及验收标准的要求选择填料，对各种填料进行试验比对，从中选出最适宜的填料。填料宜选择水稳性好、干密度大、承载能力高的砾石类土或级配碎石。有级配要求或是需要掺加水泥改良的填料尽可能采取工厂集中拌和，并严格控制含水量。
3.5严格填筑过程的工艺控制
路堤填筑过程中，要安排专人负责现场作业过程管控，从卸料、摊铺、平整、碾压、检验全过程进行盯控，确保每层填筑过程中卸料密度、摊铺厚度、碾压机械、碾压顺序和遍数均严格按照工艺要求施做，并做到各点密实度均匀一致并达到规定压实度。
3.6及时做好检测及养护
每层碾压完成后，应立即进行抽样检测检验，确保填筑质量符合设计和标准的规定，检测项目可参照铁路要求的三项指标：压实系数、孔隙率、动态变形模量。同时，应及时进行养护，严禁任何车辆和大型设备在养护期间行走。
结束语
路桥软土路基过渡段沉降差异控制是一项系统而复杂的工作，其影响因素较多。因此，相关从业人员需要在明确路桥过渡段出现沉降的原因的基础之上，依据不同的地质条件，重点把握软基治理，合理设置缓和过渡段，选用合适的填料，设置桥台搭板以及应用加筋技术等方面的技术措施，同时加强施工过程中各个环节的管理控制，确保工程质量，才能有效地减少路桥过渡段的沉降差异。
参考文献：
[1]容永茂 浅谈公路路桥过渡段的设计与施工技术 建材与装饰 2007（11）
[2]路宝霞 铁路路桥过渡段的施工技术处理问题 科技传播 2014（06）
论文作者:李尚琰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：路堤论文; 桥台论文; 填料论文; 差异论文; 路基论文; 地基论文; 措施论文; 《基层建设》2018年第8期论文;