徐煜轩

（中铁一局集团厦门建设工程有限公司，厦门 361009）

一、路桥过渡段不均匀沉降的危害

路桥过渡段的不均匀沉降导致路面的不平顺主要有几何不平顺和刚度不平顺，前者是路桥过渡段的线路几何状态发生不良，路桥间的沉降差使路面产生折角；后者是路桥间刚度不同，结构抵抗变形的能力不同，过渡段在车辆动荷载作用下发生变形。如果路桥过渡段的沉降差达到一定程度，必然会导致路面折角(坡差)超过允许值，破坏线路的平顺，危害行车安全和乘客的舒适性，并且沉降差会使车辆高速通过时产生对路面结构较大的附加应力作用，当车辆从桥台上下来，由于沉降差异导致的最大冲击力位于路基一侧，行车速度越快，冲击力的最大值距桥台就越远。这种冲击力又使过渡段内产生翻浆、路基下沉变形等病害；当车辆向桥台方向运行时，由于车辆通过桥头时产生的跳动与冲击，从而对桥梁和道路造成附加的冲击荷载，加速桥台、桥头搭板、支座和伸缩缝的破坏，同时也加剧车辆的机件和轮轨的磨损，增加维修费用。此外沉降差还可能导致路基排水不良，积水下渗到路基内部从而降低土体强度，使沉降量加大，严重时会产生沉陷和坑槽。

二、路桥过渡段产生不均匀沉降问题的原因

2．1 物理因素

1)动力作用。路基地基在路基路面自重和车辆荷载的作用下会产生地基沉陷，是引起过渡段不均匀沉降的重要原因。2)刚度差异。道路是柔性(刚性)路面与柔性路基的组合，由于桥梁结构刚度比道路的刚度大得多，经过车辆荷载长时间的作用，桥跨结构变形很小且基础以下部分不会产生明显变形，而作为路基填料的土基部分在自身重力和外部荷载的作用下，会产生弹性变形和永久变形。

2．2 设计因素

1)桥头搭板设计欠妥。采用搭板结构的路桥过渡段，桥头跳车现象依然明显。其原因有三方面:a．根据桥台的类型、接缝的种类、压实方式等设计的搭板不合理，在施工中桥头路堤处于高填方，路桥间相对沉降量大，而搭板长度不足以起到顺坡作用，车辆行驶时往往出现桥头跳车现象。b．搭板强度不够，产生断板引起桥头线形突变，出现桥头跳车。c．当搭板压实后再铺筑桥和桥台时将导致路桥过渡段的压实非常困难。2)排水设计。路桥过渡段排水系统设计不好也将导致沉降，当填土和路基材料的含水量太高或级配不适时土的承载能力将降低，也将导致土基沉降和搭板下沉。此外，桥头路堤边坡防护措施及台背防水和排水设施的不适当，促使台背填土流失，路基强度降低，在行驶车辆长期作用下，过渡段填土塑性变形，诱发桥头路堤不均匀沉降。3)地基勘探。在施工图的设计方面，对地基的探测和物理力学性质研究不全面，造成桥头路基处治遗漏或采取的处治方法不当。或者采用的软土地基处治理论计算方法和软土地基的实际情况有差距，使软土处治不能达到预期效果。

2．3 施工因素

1)路基压实不足。在垫层和基层施工时，由于桥台身的影响，压实机械不能接触与超过台身，导致台身后一定范围内的垫层和基层压实度低于设计规范要求值。通车后，在车辆荷载的长期振动作用下，垫层和基层压实度随之增加，路面结构层产生压缩，其厚度相应变薄引起沉陷。这种沉陷量通常较小，但在通车后不久迅速产生，在有软土地基沉降的条件下起着加速桥头跳车的作用。2)施工控制。在施工过程中，由于路桥过渡段的位置特殊，场地狭小，又常使台后填料不易达到最佳的压实效果，竣工后沉降较大。而桥梁作为重点控制工程一般优先进行施工，路基由于被认为施工难度较小而放在最后，经常在路桥结合处的路基填土没有经过很长的堆载压密时间，导致交付后运营的路面沉降变形较大。若在施工中对桥头沉陷病害认识不够，没有严格把握填料质量关，按照分层填筑、分层碾压、分层检测三种方法施工，也可能产生路桥过渡段的差异沉降。

三、路桥过渡段处治措施

3.1 桥头搭板优化设计

已建高速公路的大量调查资料显示，桥头搭板对于过渡较小的沉降差效果虽然明显，但是较多的情况又增加了一些新的病害:在路堤桥台衔接处尽管没有明显跳车，但沉降差从桥台处转移到路基和搭板之间或者在枕梁处发生局部下沉而引起二次跳车现象；重载交通作用下的搭板由于脱空而发生折断，不但不能消除跳车现象，还会导致路面开裂，雨水下渗使土基受到破坏；搭板和桥台的衔接端拱起也会使路面破坏。因此，桥头搭板的长度、坡度等参数，不仅要根据舒适度、安全来确定，更要结合经济条件、路桥条件、实际荷载及其未来发展趋势和要求、搭板材质和受力特征、搭板与路基和桥台之间的关系等综合考虑。

3.2 软弱地基处理

通过多年的工程实践与总结，现在高速公路的软基处理中比较常用的有两类:1)复合地基法；2)排水固结法。复合地基法包括水泥搅拌桩、粉喷桩和钢渣桩等；排水固结法包括袋装砂井、塑料排水板、超载预压和真空堆载预压等。搅拌桩复合地基在大大减小地基总沉降量的同时，还能使之在较短时间内趋于稳定，但是它的工程造价较高，并且施工质量不能得到完全保证；排水固结法工程造价相对很低，但是预压工期较长，工后沉降较大。

3.3 土工格网加筋

土工网的锚固作用只能阻止桥头较短距离内路堤填土的沉降，而对桥头路堤其他区域只能减小部分的路基压缩变形，不能消化由于地基沉降所产生的变化量，而地基沉降在大多数桥头跳车中起着主要作用。所以，土工网对于减小由于桥头压实度偏低造成的附加变形比较有效，它适用于地基条件较好情况下的桥头跳车处理。

3.4 采用挤密桩复合地基

采用挤密复合地基的方法来处理路基填土，是利用在填筑完毕的路基上成孔，通过挤密作用，使路基土密实度提高，然后在孔内填入材料并振动压实成桩。随着路基向桥台的靠近，可通过减小桩间距或者桩变长的方式，使路桥过渡段刚柔得到过渡。因为桩的挤密与置换作用，路堤填土的密实度提高，应力减小，路堤整体刚度增大，进而减小了路堤的压缩变形。

3.5 设置柔性桥台

柔性桥台从作用机理上来看基本等同于加筋土挡墙。采用柔性桥台结构来降低桥台的刚度，缩小桥台与路堤的刚度差，使它衔接处的行车荷载压缩变形与填土固结沉降均匀过渡，达到消除路面纵坡突变，防止产生桥头跳车。

3.6 采用轻质填料

轻质填料采用粉煤灰和泡沫聚苯乙烯EPS材料，粉煤灰具有强度高、自重轻、透水性能良好和压缩性小等优点，用它填筑路堤，可以有效地减小桥头路堤的总沉降，并且具有足够的承载力，在满足上部路面结构层与行车荷载作用的强度要求的同时，还符合刚度要求。

3.7 台背换填

根据“刚柔过渡”原理选用半刚性材料进行台背回填。台背一定范围内采用模量比较大，易压实、排水性能好的材料进行换填，例如级配碎石与砂粒等是一种应用比较广泛的台背填筑方法。从作用机理上看，它属于刚柔过渡原理的一种。这些填料经压路机压实后，压缩模量较大，且水稳定性好，能够减小路基的压缩变形。此外，由于路堤的沉降由地基沉降和路基沉降构成，通过台背回填可以使路基自身的变形减小，但它不能消化地基所产生的沉降，所以台背回填方法应与其他处治方法相结合，才能较好地过渡路堤和桥台的沉降差。

3.8 台后填筑

对整个台背填筑从地基开始应采取适当的加固措施，采用砂性土、砂砾、碎石土填筑，必要时用石灰或水泥进行稳定处理，也可采用半刚性材料填筑，以此减少路基工后沉降，同时相应提高压实度要求。台背回填处的压实宜选用小型压实机具，分层压实厚度宜薄，一般应在10cm～15cm范围内。

结语

由于路桥过渡段的不均匀沉降与路基条件、荷载条件、环境条件有关，其质量受设计、施工影响，而随着桥梁的大量应用，路桥过渡段的病害问题将越来越突显。因此，必须重视其病害问题，在设计和施工阶段积极采取有效措施防止和减缓不均匀沉降的影响。此外，还应该加强路桥建设工程从业人员的岗位培训和专业知识的教育，以提高路桥建设工程从业人员的整体专业技术水平。在施工中，严格按照预定的施工组织计划、施工方案和技术措施，进行精心的管理和操作，全面保证路桥过渡段施工的进度和质量。

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