路桥过渡段沉降的分析及处理

路桥过渡段沉降的分析及处理

董大亮 湖北交建检测有限公司 湖北省武汉市 430000

摘要：在当今日新月异的现代社会背景下，各类桥梁与道路建设项目如雨后春笋般涌现，它们对于推动社会进步起到了关键作用。为了确保这些基础设施项目的高效与可持续，制定出卓越的施工策略至关重要，特别是在过渡段的设计与实施上，必须严格把控沉降风险，以实现工程质量的巅峰水平。

关键词：路桥；过渡段；沉降；分析；处理

高速公路中的桥梁连接段常常面临结构稳定性挑战，特别是桥头的不稳定现象——跳车问题尤为显著。其症结并非瞬间显现，而是源于长期演化的不均衡沉降现象，导致路面结构的破裂。一旦裂缝两侧的高度偏差超过常规车辆减震系统的承受阈值，如达到10毫米以上，乘客将明显察觉到路面的强烈振动，而这频繁的冲击无疑加速了路面的损耗进程。

1路桥过渡段沉降的危害

当桥梁和道路连接部分遭遇沉降现象时，其对整体工程的正常使用产生了显著的负面影响，具体表现在三个方面：（1）威胁交通安全。沉降导致桥头两侧形成显著的高度落差，这可能导致车辆在通过时遭受严重的“跳跃效应”，对车辆结构构成潜在威胁，进而加剧交通事故的发生概率。（2）损害乘坐体验。过渡段沉降引发路面崎岖不平，车辆行驶过程中将面临剧烈的颠簸，乘客的乘车舒适度将大大下降。（3）攀升运营成本。为恢复过渡段的正常功能，维护部门需投入额外的资源，包括资金和物资进行修复工作。然而，此类修复过程本身就需要消耗大量成本，间接影响了整个路桥项目的经济效益。

2路桥过渡段产生不均匀沉降的原因

2.1力学结构上存在刚度突变

在连接桥梁与道路的关键区域，一侧矗立着稳固如砥的钢筋混凝土桥墩，其结构强度显赫无比；而对岸则是由柔性路堤和路面构成，这部分通常是通过在原始地基或经过改良的地层上填充并压实而成，与桥墩的刚性对比鲜明。这种显著的刚度断层使得道路体系在过渡段中呈现出动态的应力分布。长期承受车辆负载的影响，必然会导致不均衡的地基下沉现象。

2.2台背路基施工质量问题

在道路工程中，台背区域的填充土压实问题常常成为隐蔽的质量隐患，且往往在通车后的短时间内就显现出来。其成因复杂，主要包括以下几个方面：首先，填充材料的选择和品质控制不到位，导致压实度无法满足规定要求。其次，大型压实设备由于技术限制，难以精确作业于桥梁台座和侧壁等结构旁，迫使施工人员采用小型设备或手工压实，这在一定程度上造成了局部压实度的疏漏。根据刘建敏在石家庄西柏坡高速公路管理处的研究，填充土在路线方向上的沉降模式呈现出独特的“勺形”特征，最大沉降点通常出现在距离桥台3至7米的“勺口”区域。此外，台后路基的排水设施设计或维护存在缺陷，使得填充土在雨季容易被冲刷流失，引发路基底部空虚的问题。最后，施工管理的松懈也是关键因素，如挖掘过程中对地基的扰动未得到有效控制，回填施工未能严格遵循分层填筑、分层碾压和分层检测的标准化操作流程，这些都是管理层面的疏忽。

2.3路面施工质量问题

高速公路道路建设中，沥青混凝土路面的裂纹问题屡见不鲜，尽管这些裂痕微小且易于忽视，但它们潜在的影响不容小觑。尽管细碎的裂缝短期内未对路面稳定性构成直接威胁，然而，水分能够通过这些裂隙侵入路基底层，对地基结构构成侵蚀，进一步催化了不均衡沉降的风险。尤其在严冬时节的北方城市，冻融循环加剧了这一问题的复杂性。

3高速公路路桥过渡段施工技术

3.1软土地基处理技术

当前广泛采用的软土地基治理策略包括一系列创新方法：如替换填充、增载预压、新型塑料板排水强化、高压旋喷桩及水泥搅拌桩加固。在填充材料的选择上，传统的砂石料之外，泡沫轻质混凝土崭露头角，凭借其重量轻、强度高、抗震性能优越以及施工灵活性的优势，逐渐引起关注。增载预压法虽然原料易得，成本低廉，但其施工周期较长且剩余沉降问题较为显著，已逐渐被高效且工期短的塑料板排水固结技术所超越。尽管高压旋喷桩和水泥搅拌桩能有效提升软土基础的稳定性，施工迅速，但其成本较高是不可忽视的事实。

3.2刚柔过渡新技术

传统的桥梁设计策略倾向于运用桥头过渡设施以缓和结构刚性的突然变化。然而，实践中，这些设施常因填充物不稳导致桥面板破裂，或者在承载过程中将原有的沉降差异重新分布，引发所谓的“二次路面震动”问题。近来，变桩尺寸与间距调控技术作为新兴的刚柔过渡解决方案崭露头角，理论上具备理想的表现。然而，其实施的成功仰赖于严谨的地基勘查和卓越的施工精度，但鉴于这些严格的要求，这项技术尚未大规模普及。

3.3台背回填土压实技术

台背回填工程的质量控制标准需严于道路主体，确保压实度达96%的高标准。关键环节在于填料选择、压实设备配置以及精细的施工流程。(1)填料选择至关重要，应优先考虑透水性强的材料，如砂砾、碎石和矿渣等。其承载比(CBR值)必须超过8，且最大颗粒直径不得超过层厚的三分之二。在选用级配碎石时，务必保证集料粒径均匀，配合比例适宜，针状石和片石的比例应低于20%，并确保黏土或有机物质含量少于2%。使用前需做击实试验、填料液限和塑限测试，以数据支持最佳填料的选择。(2)压实设备需严谨配备，应包括重型成套压实机械（18吨以上）和小型夯实设备（如手扶振动压路机或平板振动压路机），绝对禁止使用轻型人工夯实工具，如蛤蜊夯。对于难以触及的桥台区域，小型夯实机械应配合薄层夯实和横向碾压技术。液压夯实机因其灵活性和高效性在特殊路段如桥台背的施工中被广泛应用，能有效保护现有结构不受振动影响，其工作效率远超同类设备。(3)施工工艺方面，只有在桥台混凝土强度达标、沉降缝和螺栓孔处理完毕、表面沥青涂抹无误后，方可进行回填。台背回填需预留台阶，坡度设定为2%至4%，确保台阶稳固。填土时，两侧同步进行，高度差控制在15厘米以内，每层松铺厚度不超过15厘米。为了监控填土质量，应在墙体背后从基础顶部开始，每15厘米画线标记。每层压实后均需进行严格检测。在每45厘米深度处铺设土工格栅，用U型钉固定，并确保格栅紧绷无皱褶，与路基轴线垂直，相邻格栅的搭接宽度为20厘米，以保证整体稳定性。

3.4路面处置技术

路面维护策略着重于应对混凝土路面裂纹难题。首要的是强化面层构造，研究表明，至少15厘米的深厚层面能显著降低疲劳裂纹的发生概率。其次，在选材上，推荐采用具有良好密实性、卓越的弹性恢复能力和较高针入度的沥青作为面层基材。这样做的目的是降低面层孔隙率，增强其耐久抗疲劳能力，并延缓裂缝向底层扩散的速度，提升整体路面稳定性。

4结论

在桥梁与道路接合部的建设中，首要任务是实施精细的策略规划。这涉及到对高效材料的精挑细选和人力资源与设备资源的优化配置，以此构建稳固的工程基石。同时，施工过程中的每个步骤都需要被严谨对待，严格的规章制度必须得到一丝不苟的执行，以确保过渡段的卓越品质得以实现，从而避免可能的沉降隐患。这双重举措并举，旨在提升施工效率和工程质量，确保工程的长期稳定性和安全性。

参考文献：

[1]罗毅颖.路桥过渡段路基路面设计与施工技术分析[J].建材发展导向,2022,20(24):175-177.

[2]陈惠水.路桥过渡段沉降差控制方法探讨[J].工程建设与设计,2022(20):218-220.