高速公路路桥过渡段路基病害的防治策略

高速公路路桥过渡段路基病害的防治策略

朱太宜

（广东紫惠高速公路有限公司 广东省惠州市 516053）

摘要：本文简要介绍了高速公路路桥过渡段路基的主要病害，如天然基础沉降、桥台后填料不当、排水不畅及填土流失、路基滑移等，并围绕一般地基处理、软弱地基处理、湿陷性黄土地基处理、卵砾和块石地基处理、强夯法、挤密桩复合地基法、轻质填料法、路面处治技术等方面，探究相应的病害防治策略，希望能起到一定的参考作用。

关键词：高速公路；路桥过渡段；路基病害

高速公路存在各种病害，需要做好相应防治工作，才能切实保障公路行驶安全，降低事故发生几率，为公路事业的长远、良好发展带来支持。其中路桥过渡段作为高速公路路基病害的主要发生部分，需要在充分了解其主要病害的前提下采取对应措施加强防治，尽可能防止病害发生，并在病害发生后及时采取合理而正确的措施进行处理，以此强化对高速公路行驶安全的保障。

一、高速公路路桥过渡段路基的主要病害

（一）天然基础沉降

部分高速公路天然地基本身较软，即便对其进行了回填加固处理也难以完全保障其稳固性。高速公路桥梁在长期使用的过程中，路基会同时受到车辆、路堤、桥梁自重等的影响，可能会产生沉降，进而影响过渡段的安全性与稳定性，轻则导致桥头吊车，重则对整个桥梁的完整性、稳固性与安全性造成威胁。尤其是填土较高、填料密度较大的情况下，地基沉降变形往往更易发生也更为明显。

（二）桥台后填料不当

高速公路桥梁过渡段设计与施工需要使用填料，通过填料对桥台后路基进行处理，以此强化地基的稳固性。如果桥台后填料不当的话，将会导致路基发生沉降，严重威胁过渡段乃至整个桥梁以及附近路面的稳固性，对来往车辆带来不小的安全奉献。不管是填料选用不适合，还是填料处理工序不当，均可能导致高速公路在长期使用中出现填料由于路基自重以及行驶车辆载荷影响而被压缩、挤密的情况，进而导致路基沉降。尤其是桥台后回填通常在桥涵构造物完成后进行，相应的施工条件较差，需要面对填土高、施工面窄、工期紧的作业任务，导致实践中的作业质量往往难以完全达到要求，台背回填部位局部密实程度可能较差，更易引发路基沉降。

（三）排水不畅及填土流失

高速公路路桥过渡段的连接部位存在缝隙。高速公路在长期使用的过程中，雨水会顺着路桥连接部位的缝隙深入，进而对路面结构层以及路堤造成侵蚀乃至冲刷作用，同时也会使得路堤含水量增加以及细粒土流失。长此以往，路堤的结构层可能会受到破坏，整个路堤的安全性与稳固性会大打折扣，在外部车辆载荷的影响下较易发生桥头路堤沉陷的现象。

（四）路基滑移

路基滑移指路堤填土边坡较为陡峭或者边坡整体性较差情况下高速公路路桥过渡段发生的路基病害，即路基不够稳固并会滑移。路基滑移通常包含两种现象，其一为路基朝着桥台方向滑移，导致该现象的原因为台前填土受到侧压影响以及车辆和路基自重的载荷作用，使得土地不断偏移并最终导致路基下滑；其二为路基朝着横桥的方向标滑移，导致该现象的原因为路边边坡较陡或受到损害后，其坡面会出现纵向裂缝，最终导致路基沿着裂缝面下滑。

二、高速公路路桥过渡段路基主要病害的防治

（一）地基处理防治技术

对地基进行处理，能有效防止因地基本身原因而导致的各种路桥过渡段路基病害。针对不同地基，需采取不同的处理方法，从而保障经处理后的地基足够稳固，降低路桥过渡段路基发生沉降病害等的几率。

1. 一般地基处理。针对一般地基，可采取常规处理方法，即对边坡进行加固。在路桥过渡段的路堤边坡以及锥坡的坡脚处进行施工，将坡脚向外2m范围中的腐殖土、淤泥等较为软弱的部分挖除掉，然后再对基底进行压实处理，确保回填土分层压实且压实度超过85%。
2. 软弱地基处理。软弱地基是导致路桥过渡段路基沉降的主要因素，需要在高速公路工程施工过程中做好相应的地基处理工作。根据桥头地基地质情况，同时从路堤的横向与纵向进行考量，合理制定路基处理方案，务必要兼顾纵向上桥台沉降和路堤地基沉降的平衡过渡以及横向上路堤中央变形与坡脚路肩处变形的协调稳定。首先可选用换填法对软弱地基进行处理，即将基底挖出后换填砂砾、石渣、块石、石灰、水泥等材料，并且需要分层压实。换填法的优势在于操作简单、处理速度快，不过其通常只适用于换填深度在0.5~3m范围内的软弱地基，否则可能会出现效果不明显或费用过高、工期过长等问题。其次可选用的排水固接法对软弱地基进行处理，即在修筑构造物前在地基中设置竖向排水体，然后通过加载预压的方式让土体固结沉降。该方法的优势在于能起到良好的软弱地基处理效果，明显提升地基强度，不过存在操作较为复杂、施工难度大、施工时间长等缺陷。然后可以选用水泥粉煤灰碎石桩法对软弱地基进行处理，即通过浇筑水泥粉煤灰碎石桩的方式形成复合地基，通过置换作用、挤密作用以及褥垫层作用改善地基强度。该方法的优势在于地基处理效果良好，可大幅提升地基强度，其处理效果远好于排水固结法，不过该方法的应用难度更大、成本更高、时间更长。
3. 湿陷性黄土地基处理。湿陷性黄土作为结构不稳定的饱和土，其往往会受到极强的自重压力以及附加压力，而且土壤被水浸湿后其结构会被破坏。如果高速公路路桥过渡段的地基为湿陷性黄土地，那么不对其进行合理处理的话必然会严重威胁路基安全，很容易发生路基沉降、桥梁折裂与倾斜等事故。实践中针对湿陷性黄土地一般采取桩基法或夯土法、换土法，其中前者适用于湿陷性黄土层并不厚的地基，后者则适用于厚度更深的地基。
4. 卵砾和块石地基处理。部分山区河谷地段以及断层破碎带存在卵砾与块石地基，该地基的特点为孔隙结构大、振动载荷与地下水位变化对地基结构影响大等特点。在高速公路工程项目的路桥过渡段修建过程中遇到卵砾与块石地基，如果没有采取合理措施对地基进行处理，很容易发生地基不均匀沉降现象并对桥梁、公路的稳固性与安全性造成严重威胁。针对该类地基一般可应用渗透注浆法进行处理，即向土体缝隙以及岩石裂隙中渗透和填充浆液，达到加固效果。

（二）台背路堤处治技术

台背路堤出现不均匀沉降会导致桥头跳车，严重威胁高速公路行车安全。路桥过渡段台背路堤与路基有着密切关联，台背路堤处治不到位往往会影响路基，进而导致路基产生沉降甚至形变。故而在高速公路路桥过渡段进行施工时，应当将台背路堤处治作为重点。施工队伍需要通过合理的处治方法对台背回填区路堤进行严密压实，选用合适填料以兼顾换填压实效果与减轻路堤自重，设法提升路堤自身承载能力，加强施工管理，保障施工质量，尽可能在施工阶段就对路堤进行有效处治。

1. 强夯法。强夯法是地基加固处理的常见方法，即在路基填实后使用压路机等设备进行强夯处理。强夯法具有施工简单、速度快、成本低等优势，不过其在实际应用时也有一定限制。路桥过渡段台背路堤处治中可在桥台允许变形且较为稳定的情况下应用强夯法，否则不得应用以免对桥台造成损害。应用强夯法对台背路堤进行处治，一定要加强施工监督和管理，确保压实质量并提升路基承载能力。
2. 挤密桩复合地基法。施工队伍也可应用挤密桩复合地基法对台背路堤进行处理，即在路基填筑结束后对其进行钻孔、填料、振动、压实成桩处理，通过地桩的挤密作用来强化路基土壤的密实度。根据路桥过渡段的结构与受力特点，运用挤密桩复合地基法对台背路堤进行处理时需要沿着路基到桥台的方向，逐步增加桩长度或者减小桩间距以适应不同位置的路基刚柔情况。该方法的优势在于土桩材料低廉且易获取，而劣势则是需要打入桩施工设备故成本较高。
3. 轻质填料法。对台背路堤进行处治时，使用的填料质量越轻，那么路基自重就会越小，路基自重引发的不均匀沉降问题就能得到有效避免。随着现代工艺的不断发展以及路桥过渡段工程施工案例经验的积累，各种轻质材料被广泛应用于台背路堤处治之中并起到了良好效果，如泡沫聚苯乙烯EPS材料、粉煤灰、泡沫柱混凝土等。实践中需要将传统路基换填材料与轻质填料进行分层换填，而且须确保轻质填料与普通填料间的相互作用力能协调桥台与路基结合位置附近的沉降曲线，从而降低不均匀沉降发生几率，同时还不能在很大程度上抑制地基侧移。

（三）路面处治技术

路桥过渡段路基病害的防治不仅要从路基与路堤着手，还要加强对路面的处治，从而降低路桥跳车发生几率。路面处治实际上就是从路面缓解路基发生沉降的手段，通常包含设置桥头搭板、采用可起吊的活动搭板、设置柔性桥台、采用过渡性路面等，尽可能降低不均匀沉降对路面的影响，以此保障来往行车安全。其中桥头搭板是最为广泛的路面处治方法，即借助搭板将路基沉降过渡到刚性桥台上以匀顺纵坡，帮助车辆更加平稳地通过。桥头搭板的设置往往只能解决局部沉陷与错台或横坡变化状况，并不能从根本上解决不均匀沉降的病害，需要确保搭板长度符合实际情况，否则可能导致搭板的作用无法发挥。实践中需要将搭板长度设计为超过桥台到稳定段路基长的长度，即需要提前对路桥过渡段不均匀沉降情况进行分析和研究，以免设置搭板后依旧出现桥头跳车现象。而可起吊的活动搭板的优势在于能适应地基沉降现象，不用像普通搭板一样设置后需根据不均匀沉降情况频繁进行施工。设置路桥过渡段的活动搭板需要预留工作井，通过工作井中的千斤顶对可起吊的活动搭板进行抬升处理，然后通过预留孔灌注水泥浆，从而起到随不均匀沉降调整活动搭板的效果。柔性桥台的设置指在路桥过渡段使用土工格室柔性搭板进行夹紧处理，借助柔性搭板消化地基不均匀沉降而造成的变形，从而协调沉降差，减轻地基沉降对行车安全造成的影响和威胁。

结语：

综上，高速公路工程项目的建设需要加强对路桥过渡段路基病害的防治，从而减少路桥跳车现象，保障行车安全。施工队伍需要根据实际情况，合理进行路桥过渡段路基病害防治，通过施工技术手段针对性地增强路基稳固性以及过渡段安全性，确保来往车辆能有安全的行车环境。

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