公路桥梁桥梁沉降段路基路面的施工技术分析
2016-07-05
在具体的公路桥梁软土地基处理设计中，沉降控制的设计的主要原则之一是保持地基实际工后的沉降量在允许沉降量范围内，具体需要参照《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》的相关标准。然而规范中规定的允许工后沉降表提供的是最大容许沉降量，目的是通过最大容许工后沉降量来制定地基加固标准以及评价加固质量，会导致桥台和路堤相邻处以及不同路段的连接处出现错台，引发严重跳车，给公路桥梁运行的舒适性和行车安全造成隐患。
1. 公路桥梁软土地基处理设计概况
目前路面开裂以及跳车很多由路基的差异工后不均匀沉降导致，若路基总体有较大变形，工后沉降比较均匀才不会给行车产生不良影响，沉降不均匀即使控制工后沉降在一定范围内，存在差异工后沉降也会造成路面的开裂或引起跳车现象。需要在满足规范规定的允许工后沉降基础上控制工后差异沉降非常重要，是公路桥梁路堤设计中的关键控制因素之一。目前很多软基处理方式，例如柔性桩复合地基、刚性桩复合地基以及设置垂直排水通道的预压法等在公路桥梁软土地基中应用比较广泛。目前这三种方式在软土地基处理中控制工后沉降效果较好。目前大量的相关公路桥梁软土地基工后沉降的设计计算方法和设计方法正在不断完善，能够促进软土地基上公路桥梁建设发展。
2. 设计基本原则以及思路
在沉降控制设计思路中，设计所遵循的基本原则是在满足地基稳定的基础上，满足规范规定的公路桥梁容许工后沉降。在实际的公路桥梁运行状况中，在满足规范规定的允许工后沉降范围内，控制工后差异沉降在公路桥梁路堤设计中非常重要。工后差异沉降的评定标准以公路桥梁纵坡要求和差异沉降引起的路面开裂为准，根据《公路桥梁工程技术标准》规定，确定汽车爬坡能力和发动机工作特性最大纵坡的规范取值。在公路桥梁软土地基处理中首先需要满足《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》中相关的公路桥梁容许工后沉降以及公路桥梁安全舒适运行和防止路面开裂的要求，此外还要综合考虑软土地基中公路桥梁建设以及运行中软土地基的承载力和稳定性的要求。
若公路桥梁软土深度较厚、路堤较高、工期要求较紧迫，定义为高等级公路桥梁，在工后沉降和工后差异沉降方面，桥头路段的处理主要采取刚性桩复合地基法，一般路段上主要采取排水预压法进行软土地基进行处理，一般路段和桥头路段的连接部分则采用变桩距或者变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过渡。根据相关研究结果，桩长变桩距的设计方案较桩距变桩长更加合理，在路堤荷载作用下复合地基的最大沉降和平均沉降以及减小横向差异沉降和纵向差异沉降方面都具有明显的优势。因此一般在桥头过渡路段的处理中刚性桩复合地基法采用桩长变桩距的设计方案。
若公路桥梁桥头路段的深度较小、路堤较低、等级较低或工期要求相对宽松，一般采用柔性桩复合地基法以及预压法进行加固处理，一般路段的公路桥梁软基处理采取排水预压法，在桥头路段以及其他结构物路段与一般路段的连接部分采用变桩距的方式对两者之间的差异沉降进行平稳过渡。软土地基的公路桥梁衔接部分需要在采取地基处理方法之后用路堤预抛高方式提高过渡的平稳性以达到控制差异工后沉降的目标，正常预抛高连接路段纵坡坡度取在3到6‰以内。
3. 工后沉降计算方法
3.1 预压法计算
在采用预压法进行加固的公路桥梁软土地基中，地基的沉降分为瞬时沉降、固结沉降以及次固结沉降（ ）。目前预压法中在瞬时沉降的计算上没有推荐的具体方法，通常将其涵盖在修正系数 当中。而固结沉降采用单向压缩分层总和法进行计算，用e-p曲线法或考虑土体应力历史的e-logp’曲线法来计算分层沉降。次固结沉降的发生原因为土骨架在持续的荷载下发生蠕变，往往公路桥梁软土地基处理预压法加固过程时间不长，不需要考虑其中次固结沉降的影响。
3.2柔性桩复合地基法计算
柔性桩复合地基法中，计算路堤荷载作用下的变形量需要将复合地基加固区域增强体以及土体整合起来，采用分层综合的方法配合复合模量进行压缩变形的计算，下卧层采用地基土层原模量，具体计算公式为：
注：沉降计算修正系数 ；对应荷载效应准永久组合时基础地面的附加应力 ；加固区第i层桩土复合模量 ；地基第i层土的压缩模量 ；基础地面第i层土底面的距离 ；基础地面计算点到第i层土底面范围内平均附加应力系数 ；加固区范围土的分层数 ；沉降变形计算深度范围内涂层总的分层数 ；竖向排水时的土体固结度计算参数α、β。
结语
在软土地基处理设计中需要注意其与施工规范规定的容许工后沉降未规定差异工后沉降控制标准，是否会出现桥头跳车的情况。此外，软土地基设计不仅要满足规范设定的容许工后沉降，也要满足工后差异沉降，其基本原则包括《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》中关于满足公路桥梁安全舒适运行和避免路面开裂的相关要求，并且要综合考虑满足软土地基上公路桥梁建设与运行中软土地基的承载能力和稳定性。根据实际情况采用合理的公路桥梁软土地基处理设计方案进行公路桥梁软土地基处理设计可以更加有效地过渡公路桥梁差异工后沉降，满足公路桥梁车辆运行的舒适性。针对公路桥梁软土地基在处理闺房中的容许工后沉降所遇到一些不完善情况，并参照相关公路桥梁工程技术标准，根据公路桥梁运行的实际状况提出针对性的公路桥梁软土地基处理设计遵循基本原则以及设计思路，分析探讨软土地基处理技术的沉降计算方法，提出公路桥梁软土地基处理的设计方法，分析在公路桥梁桥头软土地基处理设计的应用情况。
参考文献
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