公路结构物两端不均匀沉降原因分析与对策

2013-04-29吴晓琳

中华建设科技 2013年9期

吴晓琳

【摘要】公路结构物两端的不均匀沉降等导致结构物与路堤连接处的跳车，一直困扰着公路行车的安全和舒适性。本文分析了公路结构物两端局部设计与处治预案的不足；从公路建设的突破性设计和施工中对结构物两端局部的科学有效处治预案两个方面提出了规范化设计与处治预案技术要点；提出了对台后填体立体防沉降、防渗水、防脱空创新理念探索，为解决公路结构物两端的不均匀沉降问题提供新的思路。

【关键词】公路；结构物；不均匀沉降

1. 前言

公路结构物两端的路基产生不均匀沉降导致跳车，一直困扰着公路行车的舒适和安全，一度被称为“桥头跳”，也是公路建设和养护中的“顽疾”，长期得不到解决。因此，對其展开深入而广泛的探讨很有意义。

2. 公路结构物两端不均匀沉降原因分析

2.1设计意识及方案缺失。

（1）尽管公路结构物两端“桥头跳”已经成为了普遍现象，但公路建设项目实践中若能真正引起行动上的高度重视，或者能够有针对性地进行研究并拿出设计方案，对公路结构物两端“桥头跳”达到有效预防的不多，更有甚者干脆认为“桥头跳”仅是施工中的工艺质量问题，且属常态化，对基础性的设计方案不能有的放矢地提出特色设计，结果在设计之初就埋下隐患。

（2）结构物处地基的承载能力都会进行精细的验算和设计，其沉降量能够得到有效的控制；结构物两端往往是高填方，原地基承受的荷载远比结构物处大，但并不对其进行验算和设计。结果出现结构物两端的沉降量比结构物的沉降量大。

2.2地基的自然沉降。

公路建设和运营改变了原地基的受荷状况，一般是承受的荷载增加，这必然导致结构物台后填体随地基的自然沉降而沉降。

2.3“桥头跳”压实工后的残余沉降。

根据土的固结理论，结构物台后填体的固结并未随施工结束而终止。填土孔隙水的排出需要相当长的时间，尤其是粘性土更是如此。因此，在公路开通以后，填土固结仍将持续一段时间，这就必将产生一部分次固结沉降，路堤也随之产生一定程度的沉降。

2.4结构物的刚性与台后填体的相对柔性产生的不均匀沉降。

公路结构物是刚度很大的构造物，其在施工结束时沉降已基本完成；而填土路堤的刚度很小，它会在车辆荷载的反复作用下产生较大的沉降变形。

2.5台后填体材料的松散和渗水性导致的沉降。

公路结构物两端的填体材料，在上面动载的反复作用下，尤其是施工中如质量未能得到绝对保证，极易出现松散现象，再加上渗水的影响，更易加剧沉降。

2.6毛细水上升导致的台后填体整体或局部失稳引起的沉降。

地下高水位时，如对地基相对零沉降基准面的防止毛细水上升采取的防水措施稍有不力必将导致路基长期处于潮湿状态。

3. 对策

3.1从规范化设计与处治预案上提前防范。

众所皆知，工程建设的好与坏，施工是手段，设计是基础。如果设计上不过硬或先天不足，甚至因理念上的不科学、存在着弊端，建设中再先进的施工工艺和举措、再卓越的施工水平也可能事倍功半。这里，试用突破性思维和全新设计理念，从立体预控的理性理念出发，提出解决公路结构物两端不均匀沉降的规范化设计与有效处治预案的对策要点如下：

（1）涵洞、通道及台后基底与台后路基填体的基底的CBR、弯沉、压实度等技术指标应确保一致并同步控制，力争做到路基与台后基底相对“零沉降”。

（2）对低路基（1.5m填高以下）设计适宜的涵洞、通道应采取超静定整体设计和反开挖现浇施工。

（3）对反开挖后的涵洞、通道及所有涵洞、通道的基础应扩大襟边外延至台后填体的基底范围。

（4）对不宜反开挖施工的台后填体在施工中应尽最大可能缩小施工预留的回填空间体，并对已施工的填筑体刷坡至坚实的整体后对坚实的整体斜坡面按回填压实层厚开挖搭接施工的台阶，台阶的高度与回填体压实层的压实厚度一致，宽度至少控制在1 m以上。

（5）台后所有回填材料必须采取板体性强且自重相对较小的石灰或水泥稳定土类材料，应避免采用砂砾石、各种稳定碎石等。

（6）台后搭板长度必须大于台后填体长且富余2m以上，搭板厚度满足承载的冲击要求，搭板的顶面高程控制与路面基层顶的高程应同高。

（7）对设计有种植式中分带路基而言，结构物两端的中分带设计布口施工起点应从搭板的终端始（含端板），此时的台后搭板在台后应整体设计和整体现浇施工。

（8）对填高大于1.5m的台后回填体应分层（至少按1 m左右间隔）设置具有抗弯拉应力的土工格栅。

（9）为增加台后填体的刚性，所有涵洞、通道及桥台两端的填筑体均应在施工至设计高程后（桥台搭板底）应采取对台后填体实施整体（含八字墙后）预压注浆预案。

（10）对沥青路面而言，应适当增大结构物配筋率，以使结构物铺装层顶的柔性沥青路面厚度与正常的沥青路面厚度一致（即确保全路主线上的沥青路面厚度一致）。

（11）对高路堤（填高2.5m以上）的台后填筑体而言，为了确保台后填体的整体稳定性，防止台后搭板下的脱空、台后受冲击后的横向位移、防止搭板破坏后的渗水，除台后填体每填高1 m左右设置玻纤土工格栅外，当施工到搭板底部时，应对整个台后填体实施玻纤土工格栅进行立体（两边坡及顶部）包裹，并在土工格栅上直接喷注水泥混凝土（有效厚度可控制在3 cm左右），然后才整体现浇施工台后搭板和八字墙或挡墙。

（12）在台后搭板现浇施工前，无论是明或是暗涵洞、明或暗通道以及所有台后的所有台后填筑体范围，均应对结构物（含八字样和挡墙）与回填体接触部位检查其密实性，必要时，应采取预压注浆措施。

（13）路堤填筑后间隔充足的时间再做路面结构层，让其充分自然沉降。

3.2规范化养护是解决公路结构物两端不均匀沉降的有效措施。

俗言道：三分建，七分管，工程建设成果的长期稳定性与后期的规范化养护管理是分不开的，结构物两端的平整舒适性很大程度上还需要后期的更精心和及时的维护。这种维护是指对预防公路结构物两端不均匀沉降而采取的有效预控，根据目前的科技發展水平，对公路建成后的结构物两端不外乎从以下几个方面采取积极措施：

（1）公路建成通车后，有条件时可对公路全线预先加铺橡胶沥青超薄磨耗层，多保险防止路面因磨耗而渗水。

（2）及时更换明涵洞、明通道及小桥两端所做的假缝中镶嵌的橡胶条。

（3）及时清理或更换桥端伸缩缝橡胶条，确保伸缩缝处的平滑舒适完好如初。

（4）全路应严控各种超限超载车辆，根据重载破坏是一次性的理念，特别是对特大超载车辆必须绝对禁行。

（5）定期或不定期对结构物两端搭板范围内的路堤边坡、种植式中分带内侧、八字墙或挡墙检查有无明显变形或开裂，桥台维坡有无变形，一旦发现，应及时进行局部处理，使其恢复。

（6）对日常规范化维护后的结构物两端，如仍有“桥头跳”出现，目前可利用就地热再生技术（层间热黏结技术）予以治理。

以上几个方面的措施旨在对公路结构物两端不均匀沉降的预防和预控，避免小疾不医，因小失大或有病不医，终成大害。

4. 结束语