四川交通职业技术学院 《路基病害整治》 第八章 纵向不均匀沉降病害与防治 16
图8-13 搭板改进设计
为了改善搭板末端的受力状态，在搭板末端宜设置枕梁，但枕梁的设置却对搭板的弯拉应力带来了不利影响。据研究，枕梁设置可使板底弯拉应力增大约1／3，从而增大了搭板断裂的可能些。搭板断裂不仅没能消除跳车现象，而且导致路面开裂，雨水下渗使土基受到破坏，加剧该部±的沉降。因而，防止搭板断裂是桥头设置搭板应该解决的第三大问题。
关于搭板配筋设计，目前设计中多采用简化分析方法：对于不设枕梁的单段式板，按简支结构，计算跨度取0.7倍的实际板长进行计算；对于设枕梁的单段式板，按简支结构，计算跨度取0.9倍的实际板长进行计算，并且在板上下边缘采用相同的配筋。对于多段式搭板，则视具体支承条件，参照单段式板的简化法计算。
上述简化计算还不很完善，难以保证不发生断板。因此，为了减少板底部弯拉应力，采取在板底设置一层或二层水泥稳定碎石层。水泥稳定碎石层改善了板底的局部沉降，为搭板提供了均匀支承，使搭板的受力更加均匀一致；同时，水泥稳定碎石层也改善了枕梁处应力集中的现象，进一步避免搭板和路堤衔接处出现局部沉陷，从而消除了因设置搭板而引起的二次跳车。
2.采用过渡性路面
根据桥涵的长度和路基的容许工后沉降值，在桥头一定长度范围内铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成(一般为3-5年)后，再改铺原设计永久性路面。过渡性路面可采用预制水泥；混凝土六棱块、条石铺砌、半刚性过渡层或沥青表处过渡层等类型。其中，水泥混凝土六棱块、条石铺砌仅适应于水泥混凝土路面，最大优点是翻修处理速度快；但不易铺砌平整，行车仍与抖动感觉，且其砌缝应采用防水材料，以防渗入雨水损害路基。值得推广的简便有效方法是铺设沥青表处过渡层，其优点是当出现较大沉降时，可及时补充铺设一层沥青混凝土或沥青砂，便能确保行车畅顺，有效避免跳车现象。
3.设置纵向反坡
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所谓的纵向反坡就是在可能产生沉降的范围内，根据沉降的经验值设置一定的纵向路面超高，以抵消在运营过程中的路基沉降，从而达到消除桥头跳车的目的。通常有设置搭板和不设搭板两种，如图8-14所示。
图8-14 桥头搭板设置纵向反坡
4.HD掺胶混凝土修补处治
水泥混凝土路面结构与沥青混合料路面结构相比，有显著不同的特点。水泥混凝土强度高，强度形成的龄期长(一般需28d)，弹性模量大等，导致处治水泥混凝土路面桥头跳车变得复杂，如果用同种水泥混凝土材料修复，不仅存在最小厚度要求，而且由于强度形成的龄期长，在已通车的高等级公路上，必须要封闭较长一段时间的区间交通，这显然不适应现代高速公路建设、运营的需要。
试验表明，采用HD掺胶混凝土快速修补水泥混凝土路面具有黏结强度高、早期强度好、抗折强度及模量大、抗冷热交变性好、路面视觉效果好、通车时间短等优点，在高等级公路水泥混凝土路面处治桥头跳车施工中具有很好的应用前景。
5.采用可起吊的活动搭板
对部分桥头路基填土高、路桥过渡段施工进度快等特殊情况，考虑通车后剩余沉降量较大，很有可能出现跳车现象的路段，将桥头搭板设计为可起吊的活动搭板，通车一段时间后若出现跳车现象，可将搭板吊起，调整基层及枕梁高程，再将搭板放回原位即可通车。其施工工艺简单、方便，是一种快捷、有效地处治桥头跳车的方法。
四、综合处治对策
路面、路基、地基是道路的重要组成部分，它们之间相互影响相互作用，是一个密不可分的整体。地基是道路的基础，为承受上部荷载和保持其稳定性的主体，一旦出现问题，上部结构必然破坏。路堤不但传递上部荷载，对其上下的结构也有很大的影响，如路堤的不均匀沉降既会引起上部结构的凹陷，还会引起地基局部受力过大。同样，路面破坏后，雨水渗入也可能造成路基的破坏。因此，在对桥头跳车处治时，往往是对破坏段路基、路面同时进行综合处治，而且在处治过程中往往是多种方法相结合。
1.路基整体滑移或纵向开裂的综合处治对策
路基整体滑移造成的路桥过渡段病害虽然并不多见，但是由于其后果比较严重，因此很有
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必要对可能形成的病害的处治对策进行研究。前面已提到的路基整体滑移包括路基整体侧向和向桥台方向的滑移或开裂，其实质是路基的滑移破坏或边坡的坍塌。
针对路基整体滑移或纵向开裂产生的原因，治理的目的就是要削弱乃至完全消除存在的内、外因素。从外因方面考虑，要加强边坡防护，阻止雨水渗入，把边坡和已形成的裂缝全部封闭起来；从内因方面考虑，不仅要改变填土的性质，同时还须增加其强度，提高抗滑移的能力。
因此，对其治理可以采用类似治理滑坡的方法，由于路基的特殊性，通常采用桩体与其他方式相结合的综合处治措施。抗滑桩是治理滑坡和路基纵向开裂隙的一种最常用方法，其作用原理是借助桩与周围岩土共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。下面就一般比较常用的方法作一些探讨。
(1)抗滑桩+注浆法
在路桥过渡段病害处治时同样可以采用抗滑桩法，利用抗滑桩可以阻止路基侧向变形发展，并提高抗滑移的能力；而注浆既
图8-15 抗滑桩+高压注浆法治理方案示意图
可以改善滑移面的力学性能，还可以防止地
表水的下渗，从而达到治理的目的，如图8-15所示。
(2)密集弧形高压旋喷注浆+抗滑桩+注浆当路基的下卧软弱层较厚、埋深较大时，可以采用密集弧形高压旋喷注浆+抗滑桩+注浆的处理措施。采用此方法可以达到以下目的：高压旋喷注浆水泥浆置换地基中软弱层部分土体，可以使其固结稳定，提高其承载力和抗剪能力；抗滑桩可以阻止路基侧向变形的发展，提高抗滑移的能力；注浆可以增加滑动面土体的整体性和防止地表水渗入，如图8-16所示。
图8-16 密集弧形高压旋喷注浆+抗滑桩+注浆
(3)高压旋喷桩+注浆
高压旋喷注浆是在填土中形成高强度的水泥与填土混合的固结体，以阻止路基侧向变形的发展，提高抗滑移的能力；注浆则是将路面下已破裂的土体通过注浆联结起来，改变填土的性
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质，增加土体的强度和整体性，同时阻止雨水通过路面下渗，如图8-17所示。
该方法主要适用于地基较好的高填土质路基开裂或滑移。高压旋喷桩可以是一排或多排，注浆按其充填范围进行合理布置，待路基处理完毕后再根据具体情况做路面。
(4)挡土墙+注浆
低路堤段路面纵向开裂产生的原因，主要是由于存在切过地基的滑动面，缓慢蠕滑所致。其最初可造成路面架空，进而使路面形成纵向裂缝。雨水沿滑动面下渗，起到润滑剂的作用，促使滑动速度加快，裂缝渐渐变宽。如果路面纵向裂缝治理不及时，便会形成浅层滑坡。治理目的主要是阻止滑体蠕滑，阻止雨水沿滑面下渗。对于地基较好的低路堤，设置挡土墙可对滑动土体产生抗滑力；同时，对滑移面进行注浆不但可以有效增加滑动面土体的整体性和强度，还可以防止地表水沿裂缝人渗，如图8-18所示。
图8-17 高压旋喷注浆+注浆 图8-18 挡土墙+注浆
(5)反压护道+注浆
当在较薄软土地基上填筑低路堤时，由于地基承载力不足，常常会出现堤脚外面隆起，路基剪切破坏或引起路堤滑塌现象，因此，需要对路堤边坡进行加固处理。其中，反压护道和注浆综合处理是一种经济有效的方法之一。所谓反压护道，是在堤坝两侧一定距离内堆土石以防地基土被挤出，达到稳定堤坝的作用，亦称镇压法。该法的优点是施工简单方便，不需要特殊的施工机具；填料可就地取材，经济实用。反压护道法虽然是一种较成熟的方法，但若与注浆相结合效果会更好，施工也比较方便，如图8-19所示。
(6)采用土工格室(栅)
对于基础较好的矮路基，也可将滑移体开挖后，采用土工格室(栅)加土分层按台阶状回填，这里主要利用土工织物的加筋作用。埋置于稳定路堤上的土工织物可以限制滑体的侧向位移，增加土体的抗剪能力，从而改善土体的力学性能，减小或消除差异沉降，如图8-20所示。
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图8-19 反压护道+注浆治理示意图 图8-20 土工格室(栅)治理示意图
2.与路基沉降有关的桥头跳车综合处治对策
同路基沉降有关的路桥过渡段病害主要包括台背差异沉降、路面凹陷、搭板断裂、搭板末端产生差异沉降或裂缝。上节分别从地基、路堤、路面方面针对以上病害提出了处治对策，但在实际中往往是路基、路堤、路面或搭板均发生破坏而产生桥头跳车。因此，治理时也应从地基、路堤、路面方面综合治理。
对于路基发生了不均匀沉降的未设搭板或者搭板已发生断裂的路桥过渡段，可采用路基处治与设置搭板相结合的方法，常用的有钻孔桩+搭板、树根桩托换+搭板、旋喷桩+搭板、压力注浆+搭板等。
路基处治后生成的复合路基不但可以增加路基的强度和整体性，还可以有效阻止地基的后续沉降与变形，而设置搭板可以扩大路基（桩顶）的受力面积，最大限度地减少路面的不均匀沉降。
(1)钻孔桩、旋喷桩+搭板
钻孔桩、旋喷桩+搭板主要适用于未设搭板或搭板已破坏，而且沉降范围较大的路基：钻孔桩、旋喷桩既可以在一定程度上改善土的性质又可以起支撑上部荷载的作用；而搭板可以起到防止桩体刺入路面和扩散车轮荷载的作用。其布置形式如图8-21所示。
(2)树根桩托换+搭板
树根桩主要适用于路基的局部不均匀沉降或局部加固。通过在路基局部沉降处设置树根桩，可以使该处的荷载扩散到强度较高的路基，从而起到改善此处的受力情况，达到减小不均匀沉降的目的，如图8-22所示。