浅谈对桥台路基衔接处处理技术

浅谈对桥台路基衔接处处理技术

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中铁二十局第三工程有限公司

摘要：在我国，高速公路改扩建还处于发展阶段。针对路桥过渡段加宽不均勻沉降控制尚无统一的设计标准和处置措施。因此，非常需要对这一特殊部位加宽时纵横向不均匀沉降控制技术进行研究。

关键词：桥台；路基衔接处；处理技术

随着我国经济快速持续增长，高等级公路得到了长足的发展，但由于我国地形多变，地质复杂，使得高等级公路在修筑、运营及维护当中还有许多问题巫待解决，其中桥头跳车现象一直是困扰广大工程技术人员的难题之一。高速公路施工，经常遇到部分高填方段和桥台的衔接处出现了桥路线形的不顺畅、桥头路基的不均匀下沉、桥头搭板下出现空洞、桥头跳车等一些安全隐患，甚至出现安全事故，给高速行车带来危险。

一、沉降产生原因

1、桥台的沉降。公路桥台构造物本身和台背填方路堤相比变形很小，般忽略不计，桥台沉降即其下地基沉降。出于安全和正常营运的考虑，公路桥台设计和施工中，对其下地基的沉降及稳定性的控制相当严格，且设计时一般均考虑桥跨结构对沉降的影响，所以正常情况下，其工后沉降都很小，可以忽略不计。这样一来，桥台与台背路堤之间就会出现不均勻沉降。

2、路堤下天然地基的沉降。天然地基的沉降是引起不均勾沉降的主要原因。假设天然地基在自重荷载作用下沉降已完成，那么在天然地基上修筑路堤时，特别是桥涵台背路基填土一般较高，在路堤填土和车辆荷载共同作用下，天然地基还将继续下沉，这一工后沉降较大、变形稳定期长，往往会持续数年甚至数十年，造成路桥不均勻沉降。地基条件的差异。高速公路中，老路己经运营了一定时间，老路基作用下地基已经基本或完全固结，其物理力学性质发生极大改变，特别是对于软土地基，强度提高非常明显。而对于新加宽路基下地基，固结时间短，尚未完成，在同等荷载作用下，还将会发生一定的沉降增量，这样就造成了地基的差异沉降，反应到路基和路面上就会出现裂缝等病害。

3、新老路基本身的特性差异。在老路基上进行拓宽处理，新老路基的路基土性质、路面结构层厚度与强度不一，一边为原有老路基，一边为新加宽路基，压实质量存在差异，在结合部将会产生差异界面，为公路出现纵向裂缝留下隐患。对老路基，由于长期承受上部较大行车荷载的作用，从客观上讲，已经历了多次的冲击、振动和压实，加上多年自然环境循环作用，路基土固结充分，沉降也趋于稳定。对新加宽路基，即使严格按照规范要求进行设计与施工，也必然还要经历固结、压密等过程，加之新老路基填筑材料的不同，必然要产生一定的沉降差。

4、新老路基结合部施工原因。由于施工工艺复杂，施工难度大，新老路基结合部往往会存在人为的质量原因，例如压实度达不到设计要求标准；台阶开挖不合理或未开挖；老路基边坡上树根、草皮、杂土、腐植土等清除不彻底；新老路基结合部压实度达不到设计要求等。以上各种施工因素均会造成结合部强度达不到要求，从而出现较大沉降。

二、高速公路桥梁路基过渡段地基处理

路桥过渡段不均匀沉降产生的最重要的原因就是桥头软土地基的固结沉降，而临潼（靳家）至西安高速公路改扩建工程沿线有很多大、中、小桥，涵洞等构造物，其屮相当大一部分是建立在软土地基上。因此，对台后路桥过渡段进行加宽，选取合适的软土地基处理方案，消除路桥过渡段纵横向不均匀沉降，是改扩建工程的关键技术之一。

1、水泥搅拌桩。水泥搅拌桩复合地基是利用水泥与软粘土中水发生水介和水化反应，水泥吸收了软中大部分的自山水之后形成结晶水并且固定下来，从而生成具有一定强度的柱体，起到对地基进行加固的作用，是目前比较普遍的软基处理方法。水泥土桩的加固机理决定其强度与混凝土桩相比要低很多，而且不适合在高液限软上中应用，水泥搅拌桩适用于软土塑性指数值在25以下，同时有机质含量低于的软土地基。同时，水泥搅拌桩的自身质量受施工因素影响比较大，不容易控制，并且处理的深度也有限。根据已有的工程实践资料分析，桩身容易产生鼓胀破坏，且当需要处理深度超过15m的软基时，水泥搅拌桩的桩身质量较难得到保证。同时鉴于扩建工程对于工后沉降的要求一般比较严格，这也就对其桩身质量提出了更高的要求，因此当本工程处理10m以下的软弱地基时，推荐采用水泥搅拌柱进行处理。

2、预制管桩。由于预应力管桩造价相比较一般的水泥土桩来说要高一些，同时具有桩身强度大，承载力高的特点，因此在设计中一般都是采用充分发挥桩土共同工作以及疏化桩距间距方法来进行复合地基的设计工作。为了充分发挥桩自身的承重加固作用，防止桩体向上刺入土地的破坏现象的产生，在桩顶部设置桩帽。同时，为能充分发挥桩土共同作用效果，还需在桩帽的顶部加铺一层碎石垫层。而桩土之间刚度差异较大，为了提高碎石垫层整体刚度，发挥土的抵制作用，可在碎石垫层中增设一层钢筋网格或土工格栅，形成桩网垫层复合地基，其中加筋垫层的设计应根据本工程地质实际情况进行合理确定。预制混凝土管桩复合地基，具有处理深度大、施加填土快、工期短和造价高的特点，适于本项目软土厚度大于15m的软基处理。同时，考虑到要尽量减小对老路堤的影响，改扩建工程宜采用静压法进行施工。对于路桥过渡段加宽，除了要防止新老路不产生过大差异沉降，还要考虑路桥过渡段纵断面沉降的渐变过渡。桥头软土地基一般使用桩复合地基进行处理加固，而一般路段大多数使用比较经济的超载或等载预方法进行处理，时间长且软基工后沉降一般不能被彻底消除。那么桥头与一般路段在衔接处可能产生过大差异沉降，从而在此处形成“二次跳车”。针对这一问题，高速公路大部分是在台后设置沉降过渡段进行处理，即在台后划分桥头处理段和沉降过渡段，沉降过渡段内改变桩长、柱间距或两者同时改变。

三、高速公路桥梁过渡段质量控制措施

1、桥梁过渡段的基底施工时的处理。施工时对基底进行承载力检测不合格的可采用水泥搅拌桩、含水量大的可采用水泥粉喷桩、振动碎石桩、换填碎石等方法使基底的承载力达到设计要求，施工完毕后应进行超载预压，有效巩固加固的地基。对承载力合格应清除表土或淤泥换填合格的填料后碾压后检测压实度和含水量，达标后方可进行路基填筑。

2、桥梁过渡段的填筑施工时的处理。严格控制填筑材料的标准，按设计要求选择合格的透水性材料如碎石、砂砾石等进行填筑；填筑时应按设计厚度分层碾压，一般设计厚度每层为15cm，并开挖台阶和修筑合格吨位的压路机能碾压到位的便道和平台，碾压后要进行检测沉降量或压实度，对边角处碾压不到位的应用小型夯实机具进行夯实后检测，确保每处检测合格后方可填筑下一层。对于高填方路段应进行沉降观测位移量，以备后患。

3、桥梁结合处路面面层和基层施工时的处理为延续桥台刚性通车的连续性，在桥台背处应设置合理的桥头搭板长度，有效地同等桥梁地分散通行车辆传来的偶然荷载，为保证板的整体性，在施工中注意预埋筋和拉筋的位置，严格按设计施工。搭板的厚度一般为30cm，桥头搭板纵向拉筋间距一般为30cm～50cm。

为保证桥头搭板的承受荷载有效扩散，应对搭板下的基层特别是接头处机械碾压不到位和桥台接触部位的水稳基层的厚度、强度和整体性进行严格控制。做好路桥过渡段地基处理、填料选择、试验检测，强化过渡段结构施工环节的控制，制定一套科学的管理工序，确保每道工序的工作质量和工程质量，就可以大大减少路桥过渡段不匀称沉降和发生的桥头跳车现象，使公路的运营更加的美观、舒适、安全。

参考文献：

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