桥头台背路基沉降分析研究

桥头台背路基沉降分析研究

于宏志 1 冯思 1 魏新麒 1 黄京 1 袁非凡 2

武汉市市政路桥有限公司 湖北武汉 430000

武汉葛化建设投资发展有限公司 湖北武汉 430000

摘要：在台背路堤与路基发生不均匀沉降后，容易在结合面引发标高突变现象，一方面会对路面使用功能造成损害，另一方面也会引发桥台跳车问题等。因此，在公路项目生产建设中，通常十分重视对桥头台背路基沉降问题的防治。本文以此为出发点，选取桥头台背路基沉降分析研究作为题目，概述了沉降发生后的危害，剖析了桥头台背路基沉降的相关因素，并以此为基础提出了几点建议。

关键词：桥头台背；路基沉降；分析

新时代，我国政府通过研发设计系统性治理方案，推动了交通工程行业的全面改革。从当前的改革成果看，交通行业已经初步完成了工业化改革与产业化`转型。并且，通过应用工业设计思想创建了交通工程行业规模产业链，与具体的项目生产建设产业链。进入新时期高质量发展阶段后，交通工程项目中又进一步推进了数字化改革，较好的提高了交通工程项目生产建设水平与生产管理能力。具体分析如下：

1、桥头台背路基沉降危害

桥头台背以刚性结构为准，在生产建设中以持力层为基础，并通过应用扩大基础法、桩基础设置法、深基础建设法等，提升其施工质量，减少沉降现象发生。同时，刚性结构本身的承载力较好，且不会产生压缩现象，所以，总体上的沉降处于较小范围之内。与之相比，桥头台背路基则属于柔性结构，当运行车辆经过时，产生的交变荷载会引发弹性变形现象。其中，塑性变形属于不可逆的变形现象，伴随着时间的延长、积累性的塑性变形量会超过桥头台背的沉降量，进而引发差异沉降问题。从危害看差异化沉降会造成路面损害、路基损毁、桥头跳车等。

2、桥头台背路基沉降分析

从表面上看，影响桥头台背路基沉降现象的影响因素包括了桥头台背回填料质量不过关、施工过程管理不细致、客观自然因素持续性影响、超载车辆碾压等。深入一步发现，引发该现象的深层原因主要集中在桥头台背路基构成要素与其它影响因素之间的关系上。所以，下面分别从不同的关系角度展开具体分析。

2.1以台背路基沉降-时间关系为例

在桥头台背路基中心表面沉降、地基中心表面沉降、路基自身压缩量方面，随着时间的推移，均会产生一定的沉降现象。虽然沉降量十分微小，但是，对于3到10米的多数路基而言，经过不均匀沉降与竣工后沉降后，会在1年到2年内使不均匀沉降与沉降趋于稳定。从当前的实践经验看，在路基高度与沉降趋于稳定之间的存在着正比例关系，当路基高度大于10米之后，这个时间会逐渐延长。根据现阶段的研究成果看，路基竣工后的沉降可以达到总沉降的80%左右，并且通过竣工后200d的观察、测量、数据统计情况看，沉降趋向于稳定将会减少路面结构层受到的不均匀沉降影响等。填土高度变化与沉降变化曲线见下图1：

图1 填土高度-沉降变化曲线

2.2以桥头台背地基-路基沉降量关系为例

在桥头台背路基中心位置，当路基高度增加时，自身的压缩量增加。而且，地基表面不均匀沉降、路基沉降量、最终沉降量，均会随着路基高度增加面增加。但是，比较压缩量与其它沉降量之间的数值可以发现，前者的稳定时间相对较短，后者的稳定时间相对较长。从原因方面看，主要是在路基碾压后土体密实度相对增大，造成了其压缩量变化相对稳定的现象。而在与地基相关的沉降量方面，路基填土高度达到10米时，路基表面最终沉降量的84.5%为地基最终沉降量。当该数值为3米时，占比达到了95.9%。由此可见，地基表面沉降量与路基填土高度不仅存在正比便关系。填土高度与路基自身压缩量变化曲线、与不均匀沉降变化曲线见下图2、图3：

图2 填土高度-路基自身压缩量变化曲线 图3 填土高度-不均匀沉降变化曲线

2.3以桥头台背路基弹性模量-沉降关系为例

在路基中心表面沉降时，与时间存在密切关联，而沉降-时间关系又受到路基变形模式变化的影响。从当前的研究成果看，两者之间的关系主要体现在：（1）路基变形模量E>60兆帕时，路基中心表面沉降量不受影响；（2）路基变形模量在60兆帕以内时，路基中心表面沉降量会根据路基变形模量的扩大而减小。因此，在一定的范围内，桥头台背路基弹性模量与沉降之间存在反比例关系。由此可见，当路基变形模量在60兆帕以上时，不宜采用增加路基变形模量的办法控制沉降量。

3、桥头台背路基沉降预防措施

首先，除以上影响桥头台背路基沉降的因素之外，路基与地基变形模量比例在（1） 5：10；（2）10：5；（3）10：20；（4）20：10时的条件下，路堤中心表面沉降量、地基中心表面沉降量、路堤自身压缩量、地基沉降占总沉降百分比、路堤自身压缩量占总沉降量百分比、路堤表面不均匀沉降值均会发生相应的变化。所以，需要对两种工况中的各项数据进行数准计算，并根据路基变形模量、地基变形模量的不同取值，选择适用性较强的后一种工况。这样，当路基土被压实后，可以超过天然变形模量，并起到控制地基沉降与软弱地基沉降的实质性作用。简单讲，桥头台背路基沉降包括中包括了正常地基与软弱地基，所以，在具体控制沉降量时，应该做好对软弱地基的处理与对正常地基的强化处理。

其次，在具体的预防措施方面，对于桥头台背地基进行处理时，建议选择重型碾压机具设备。建议在标准地基设计值40厘米以下的土层中，按照93%以上的压实度进行碾压处理。尤其是遇到软弱地基时，需要配套的应用综合措施，通过置换土层、回填土层、分层强夯、重锤碾等综合措施开展施工作业。正常地基的沉降控制中，建议通过加强夯实力度的办法，提高地基弹性模量。

第三，为了减小时间延长产生的路基沉降现象，建议在前期勘察中做好对施工区域地质水文条件的多元化勘测，确保对地下水位及其变化情况做出精准计算。然后，结合工程设计方案选择含水量较小的砂砾等填土料。如此有利于通过排出土层中的多余水分而达到固结台背填土的作用，最终增加其弹性模量，使沉降量获得有效控制。或者选择灰土制作板体的方式对后期沉降量进行合理控制。从当前的实践经验看，选择粗粒土、粗粒料有利于提高压实效果，达到对后期沉降量的预期控制目标等。

结束语

总之，在现代交通工程规模化、功能化发展的条件下，项目产品生产建设的复杂性越来越高。通过以上初步分析可以看出，桥头台背路基沉降的影响因素相对较多，并且在差异化沉降条件下，它会直接造成桥头跳车现象的发生，严重时可能引发交通事故，给民众的生命与财产造成严重威胁。所以，建议从深度与广度联合视角出发，研发设计适用性较强的方案，对桥头台背路基沉降展开理论层面的深入剖析，并在此条件下，结合分析结果制定一些有效的预防措施，保障对桥头台背路基沉降的有效控制，扩增公路产品投入使用后的应用效用。

参考文献

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[3]赵亮.台背回填与桥头跳车施工技术[J].中国高新科技,2020,18(9):117-118.