路桥软基路基的施工技术探讨

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2013-02-20浏览：22次

　　摘要：本文作者主要分析了路桥过渡段存在的一些问题以及一些传统的解决方法，同时提出了几种可应用于公路桥梁过渡段软土路基施工中的新方法。

　　关键词：软基路基,施工技术,探讨

　　公路运输效率的高低对国家经济快速的发展有着很大的影响。如何改善在公路过渡段软基路基的施工质量是人们一直关注的问题。我们应该将先进的科学技术，如自动控制技术、计算机技术等与传统的施工方法相结合，探求一种新方法来提高对软土路基的施工能力。在软土地基路段，尤其是在桥梁引道处，由于桥台与路基的刚度差异性以及路基沉降等原因，极易产生沉降差，导致路面不平顺，出现桥头跳车现象，引起车辆行驶的舒适与安全问题。因此，在路桥之间设置一定长度的过渡段，使路桥之间的刚度逐渐变化，减少路桥间差异沉降，防止或避免桥头跳车现象。

　　1 路桥过渡段沉降原因

　　路桥过渡段的不均匀沉降会降低驾车的舒适度，通过时车辆产生颠簸和跳动，即桥头跳车的现象;过渡段长期通车对车辆以及路面伤害很大，同时容易引发交通事故，造成生命财产损失。路桥过渡段不均匀沉降的现象受多方面因素的影响，主要包括：

　　1.1 地基土质

　　含水量高、压缩性高、有机含量高、灵敏度高、渗透系数小、抗减强度低等是软土的主要特点，导致土体的承载能力较低，当其受到载荷扰动时，天然的结构便会被破坏，最终导致强度大大降低。公路建设施工期间，有很多方面都会受到条件限制，为了控制桥梁的长度，会使路桥过渡段处的路基填筑高度变大，导致路基底部所承受的附加应力强度增加，当有车辆过桥时，由于车辆载荷的作用，更容易在软弱的地基区域内出现沉陷、压缩等问题。

　　1.2 台后填料

　　台前台后的防护排水设置、填料自身性质以及台后路基路面的施工条件是引起台后填料压缩沉降的主要因素。在路桥的使用过程中，路基自重及车辆振动载荷总会同时作用在路基上，这样一来填料内空隙率减小而压实度增大，最终会被挤密、压缩，产生路基沉降。采用多孔隙渗透材料是用于减少由台背填料压缩引起路基沉降的有效方法。但是，在施工时，压实机具对靠近桥台边缘搭接处填料的压实度不够，也会在过渡桥段出现沉降差。除此之外，如果对后台路基的排水系统设计不合理，后台的填料在雨水的冲刷下可能产生严重的流失，导致后台路基的局部脱空，同时施工规范不合理、填料质量不满足规范标准和设计要求同样会造成路桥过渡段的沉降。

　　1.3 刚度差异

　　路桥过渡段是路基与桥梁桥台的连接部位，一般情况下桥台与路基的刚性是不同的。桥梁的墩柱桥台下方一般都有坚实的支撑物，目的是提高桥梁基础的可靠性，这样桥台处的沉降变位会很小，基本可以忽略不计;而道路路基下方的土基很松散，刚性比桥梁小，因此在路面重力载荷和车辆载荷的作用下，路基的形变和桥梁的形变是不同的，造成过渡段的沉降差。

　　1.4 其它原因

　　道路在前期的设计、施工不当，以及运营时车辆超载等一些方面的因素都可能加剧桥头路面坑洼破坏，导致路桥过渡段出现沉降差。

　　2 传统路桥过渡段软基处理方法

　　2.1 提高台后路堤的密实度

　　通过提高台后路堤的密实度来减小路基的压缩变形，我国通常采用的方法有塑料板排水法、强夯法、加载预压法和土工加筋。土工栅格是三维网状格式结构，在国内外运用较多新型高强度土工合成材料，在格室的内部填入泥土、碎石、混凝土等松散材料，构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体，不仅能减少桥背填土的沉降，还可以使路桥过渡段沉降差过渡缓慢。

　　2.2 增加地基刚度和承载能力

　　根据工程的实际情况，采用打桩或其他方法对软土地基进行加固，常用的桩基有木桩、预制桩、碎石桩、水泥土搅拌桩等。打桩的方法能够将载荷大部分转移到桩体上，降低软土承受的载荷及附加应力，快速的使地基达到很高的强度，明显减小其侧向水平位移。

　　2.3 路桥间均匀过渡

　　采用桥头搭板、柔性桥台在工程中应用较多，起到刚柔均匀过渡的作用，对预防路基的不均匀沉降具有一定的效果。传统的桥头搭板方法经常由于设计不合理、施工粗糙等原因发生病害。搭板末端沉降会造成二次跳车现象，沉降严重是的桥面倾角过大，影响行车安全;长期车辆载荷冲击下，会发生搭板断裂、桥台裂缝现象;搭板根部下方土体沉降或流失，造成搭板脱空。

　　2.4 轻路堤法

　　使用轻质材料进行路桥过渡段的填筑，可以降低路基本身的重量，有效减小软土层的附加应力。通常选用的材料有 ESP 块体，泡沫混凝土以及粉煤灰等。

　　3 几种新型的软土路基加固方法

　　虽然对路桥过渡段软土地基侧处理方法很多，但是不均匀沉降的现象仍然普遍发生，影响路桥的正常使用寿命。笔者通过分析比较目前处理软土路基的常用方法中得出，以下几种施工方法同样适用于公路过渡段软土路基。

　　3.1 水泥搅拌桩加固软土路基

　　水泥搅拌桩法是以石灰、水泥等材料为固化剂，通过深层搅拌机械的作用，将软土与粉体或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌，经过一系列的物理-化学反应，形成强度高、稳定性好的复合地基。水泥搅拌桩法常用于对粉土、松散砂土等地基的加固，其优点表现在施工过程中对路堤的干扰较小，非常适合扩建工程施工。在施工之前，首先要保证场地平整，如果有低洼下陷的区域要用粘土填平，同时需要清除场地内的一切杂物，如砂垫层和生活垃圾等。施工过程中，具体的施工流程如图 1 所示。

　　3.2 花管注浆技术加固软土路基

　　花管注浆技术的基本原理是利用钻孔机将注浆花管打入到软土路基内，然后使浆液在压力存在的条件下均匀的流入地层，最终形成以钻孔为轴心的桩体，同时会在桩体周围的土体中形成类似树根的网状复合体，其抗剪强度较高。

　　3.3 动力排水固结法加固软土路基

　　动力排水固结法是通过将强夯技术和排水固结技术相结合形成的新型加固方法，其基本原理是将排水体竖直设置在软土路基中，并且在路基表面铺设砂垫层，在夯锤的夯击载荷作用下，土体中会有超孔隙水压力形成，这样土体中的水会从开始设置好的排水体中排出，使得土体快速固结，达到加固的目的。此方法特别适合用于大面积软粘土地基的施工中，目前已在国内一些地方得到成功的应用。

　　4 结束语

　　近十几年来，我国高等级公路由平原向山区延伸，城市道路不断兴建，公路桥梁过渡段随之增多，受地质条件和公路走向侧限制，很多路桥过渡段不可避免的采用软土地基。由于施工技术手段落后以及各种自然因素的影响，软土路基过渡段不均匀沉降等问题十分严重。为了提高公路质量，必须采取一定的措施来提高软土路基的强度，优化路面的结构，延长道路的使用寿命。随着我国交通事业的发展以及车流量的不断增加，在大量桥头引道处(刚性桥台和柔性路堤之间强度渐变段)易产生不均匀沉降，出现桥头跳车现象，成为公路工程建设的一个重要而又突出的问题。但是，根据工程地质条件，做好路桥过渡段地基处治，设计恰当结构，加强过渡段结构施工各个环节的控制，从客观上制定一套科学的管理程序保证每道工序的工程质量和工作质量，就能防止或减少路桥过渡段的不均匀沉降，从而减轻甚至避免公路桥头跳车现象，提高公路使用性能和使用寿命。

　　参考文献：

　　[1] 刘登利.水泥搅拌桩加固软土路基的施工工艺与质量控制[J].北方交通.2012,1:9-11.

　　[2] 吴裕铭.花管注浆技术在加固既有铁路软土路基中的应用[J].路基工程.2012,1:130-134.

　　[3] 薛茹,李广慧.动力排水固结法加固软土路基的模拟试验研究[J].岩土力学.2011,11(32):3242-3248.

《路桥软基路基的施工技术探讨》

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