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[摘要]从理论及实践的角度对产生桥台跳车的原因进行了分析,并提出桥涵两端的路基与桥涵结构物本身存在的刚度差是产生台背跳车的主要原因。接着从施工及设计方面阐述了如何采用合理的施工工艺及新技术、新材料来预防台背跳车这一公路病害。
[关键词]桥头跳车 原因分析 预防措施
中图分类号:F54文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0810197-01
公路作为一种特殊商品,随着社会的高速发展,其经济价值及使用价值亦越来越高,同时人们对公路的安全性、舒适性的要求也越来越高。而桥头跳车这一公路建设中常见的质量通病,它不仅直接影响了行车速度,也影响了行车的舒适与安全,甚至可能造成行车事故。同时,由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击,对路面和桥梁产生附加的冲击荷载,加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏,也加快了车辆本身的损坏,它直接影响了公路的使用寿命和社会经济效益。
一、桥头跳车产生的原因分析
(一)桥头路堤、锥坡范围内地基处理不彻底。桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上,如果在施工前不做处理或处理的不彻底,那么在路堤重力作用下,天然地基将会产生极大变形,而桥涵等结构物在设计时,根据地质结构的不同,均对地基提出了合理的处理方案,要么采取桩基,要么采用刚性扩大基础等。施工完毕后,其沉降量很小,如果桥头路堤重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成,将会产生桥不下沉而路基下沉的现象,造成跳车。
(二)压实度达不到标准而产生不均匀沉降。台背回填的压实质量是影响台背回填沉及跳车的一个重要因素。台背回填因位于结构物台背这个特殊部位,成为碾压的一个薄弱的部位,压路机难以碾压到位,且机械振动太大时,对结构物台身有影响。
(三)因高填土路基自身的引起的变形。在高路堤情况下,路基土的压缩量是很大的,因路基填土较高,即便在施工时仍按规范要求逐层碾压使压实度达到要求,但仍可产生1%左右的压缩量。也就是说每1m填土高最终还会产生1cm左右的压缩量,与桥台间将出现沉降差,引起跳车。
(四)工后沉降产生的变形。公路在设计时均考虑了工后沉降量,更何况许多的公路建设工期紧时往往剩余沉降量远远大于设计容许值就铺筑桥两端的路面,这样产生桥头跳车的概率就更大了。
(五)雨、雪水的影响。雨及雪融化后由路面渗入路基,造成路基土软化,水土流失,引起桥头两侧下沉,造成跳车。
(六)进出水口的防护工程不完善。对于常流水的桥涵构造物,因进出水口无完善的防护措施,造成水渗入台背两侧台背土易流失,引起沉降和跳车。
二、防治桥头跳车采取的措施
(一)地基处理。
1.当桥头路堤位于一般地基段时,挖除包括锥坡平面内的耕植土、表土、淤泥等进行压实。2.当桥头路堤位于软土、湿陷性黄土地段时,首先应做特殊地基处理。软土地基通常采用排水固结法、桩承路基法、粉喷桩法、碎石桩法等,软土层较薄时,可采用换土法。
(二)优化施工方案,提高桥涵两侧路基压实度。将桥头路基及锥坡范围内地填土压实度提高2个百分点,每层压实厚度不超过20cm。柱式、肋板式等埋置式桥台在台身浇筑完毕后不做台帽,先进行填土压实,台柱周围及边角部位用小型振动机具碾压或强夯机夯实。对于一般型构造的桥台,基坑回填原则是将开挖基坑时的扰动土全部清除,用天然砂砾或其它透水性好的材料分层回填夯实,台背回填则以台阶方式与路基相连接,即自基础顶面开始台墙外1m为起点,从这处起点开始,向上放坡,坡度一般可选1:1,并开挖成台阶状,台阶的宽度和高度依据土质材料而定,一般选取高度比为60×60 cm的土质台阶,在具体的施工过程中,应严格按照技术规范要求,逐层进行压实。
(三)根据当地筑路材料的特点针对性地选择台背填料。台背填料的选择是防治桥头跳车的关键。
1.台背填料应选择透水性良好、易压实、沉降完成快、后期压缩变形小的天然砂砾或透水性好的材料进行填筑。2.对于软土地基段,填土较高时,可采用粉煤灰等轻质填料,它们具有容量小、稳定性和透水性好的优点。3.在台背顶部0.8m高度内填筑水泥稳定砂砾或石灰土、碎石土等。4.在台背每一个平面内只允许采用同一种填筑材料,使每一层填料的内摩擦角基本一致,以克服由填筑材料不同而造成路堤的不均匀沉降和变形。
(四)桥头路堤的排水、防水。桥头路堤和锥坡采用浆砌片石或砼进行封闭式防护,防止桥头两侧路堤土因雨、雪水的冲刷造成水土流失,同时也保证防护工程基础的稳定性,防止土体移动,从而保持路堤的稳定性。
(五)采用新材料土工格栅加固桥头两侧路堤。土工格栅是一种抗拉较高的材料,具有良好的水稳性,对路基土颗粒间存在一定的约束作用。
(六)设置桥头搭板。目前国内外桥头搭板的设置长度,依据桥头路堤填土高度及实际沉降差的大小来确定,一般为4-12m,搭板的一端支撑在台背牛腿上,另一端支撑在矩形截面的枕梁上或直接置于稳定土基层上,较长的搭板应在跨中央加设枕梁或设置双跨搭板。
(七)合理安排施工工期。桥面铺装及桥头两侧的路面面层施工应在路面基层完工后间隔一段时间(至少在6个月以上),再进行面层摊铺,这样可使路面面层铺筑时路堤沉降能基本完成,以减少工后沉降差。
(八)优化设计方案。
1.对于在短期间一次建成的公路,尤其是在软土段施工的公路,在小跨径构造物形式上宜尽量采用箱形截面的涵洞或通道,这种结构物整体性强,刚度大,产生沉降也是均匀的。当地基承载力达不到要求时,可采用筏基来扩大承载面积,这种结构形式可明显减少构造物与路堤的沉降差。尤其是尽量选择有填料的暗涵式结构,对避免桥头跳车很有利。2.采刚U型桥台或在台背后两侧路肩设扶壁式挡土墙、护坡等防护工程,杜绝路堤被挤出或冲刷掉,能有效防止沉降差的发展,同时一定要处理好基底,保证基底不产生不均匀沉降。
(九)加强施工队伍的质量意识。施工单位的项目负责人应有高度的质量意识,在施工过程中应合理组织安排工期,不能为了赶工期,而忽略了桥头路堤回填的重要性,不能只考虑竣工验收时路面的标高、平整度是否符合要求,而对桥头两侧路基施工的重要性认识不足,使得每一道工序都存有不同程度的隐患,致使工后沉降差发展迅速、幅度大,引起跳车。
三、结束语
桥头跳车是公路桥梁施工中常见的质量通病,但只要在设计及施工过程中能根据施工地区的具体特点,充分分析引起跳车的各种因素,并在填料、施工工艺等方面严格按设计及技术规范要求组织施工,就可能最大限度地避免桥头跳车。
参考文献:
[1]交通部第一公路工程总公司《公路路基施工技术规范》JTJ033-1995人民交通出版社,1995年11月30日.
[2]中国路桥集团第一公路工程局《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000人民交通出版社,2000年8月24日.
[关键词]桥头跳车 原因分析 预防措施
中图分类号:F54文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0810197-01
公路作为一种特殊商品,随着社会的高速发展,其经济价值及使用价值亦越来越高,同时人们对公路的安全性、舒适性的要求也越来越高。而桥头跳车这一公路建设中常见的质量通病,它不仅直接影响了行车速度,也影响了行车的舒适与安全,甚至可能造成行车事故。同时,由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击,对路面和桥梁产生附加的冲击荷载,加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏,也加快了车辆本身的损坏,它直接影响了公路的使用寿命和社会经济效益。
一、桥头跳车产生的原因分析
(一)桥头路堤、锥坡范围内地基处理不彻底。桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上,如果在施工前不做处理或处理的不彻底,那么在路堤重力作用下,天然地基将会产生极大变形,而桥涵等结构物在设计时,根据地质结构的不同,均对地基提出了合理的处理方案,要么采取桩基,要么采用刚性扩大基础等。施工完毕后,其沉降量很小,如果桥头路堤重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成,将会产生桥不下沉而路基下沉的现象,造成跳车。
(二)压实度达不到标准而产生不均匀沉降。台背回填的压实质量是影响台背回填沉及跳车的一个重要因素。台背回填因位于结构物台背这个特殊部位,成为碾压的一个薄弱的部位,压路机难以碾压到位,且机械振动太大时,对结构物台身有影响。
(三)因高填土路基自身的引起的变形。在高路堤情况下,路基土的压缩量是很大的,因路基填土较高,即便在施工时仍按规范要求逐层碾压使压实度达到要求,但仍可产生1%左右的压缩量。也就是说每1m填土高最终还会产生1cm左右的压缩量,与桥台间将出现沉降差,引起跳车。
(四)工后沉降产生的变形。公路在设计时均考虑了工后沉降量,更何况许多的公路建设工期紧时往往剩余沉降量远远大于设计容许值就铺筑桥两端的路面,这样产生桥头跳车的概率就更大了。
(五)雨、雪水的影响。雨及雪融化后由路面渗入路基,造成路基土软化,水土流失,引起桥头两侧下沉,造成跳车。
(六)进出水口的防护工程不完善。对于常流水的桥涵构造物,因进出水口无完善的防护措施,造成水渗入台背两侧台背土易流失,引起沉降和跳车。
二、防治桥头跳车采取的措施
(一)地基处理。
1.当桥头路堤位于一般地基段时,挖除包括锥坡平面内的耕植土、表土、淤泥等进行压实。2.当桥头路堤位于软土、湿陷性黄土地段时,首先应做特殊地基处理。软土地基通常采用排水固结法、桩承路基法、粉喷桩法、碎石桩法等,软土层较薄时,可采用换土法。
(二)优化施工方案,提高桥涵两侧路基压实度。将桥头路基及锥坡范围内地填土压实度提高2个百分点,每层压实厚度不超过20cm。柱式、肋板式等埋置式桥台在台身浇筑完毕后不做台帽,先进行填土压实,台柱周围及边角部位用小型振动机具碾压或强夯机夯实。对于一般型构造的桥台,基坑回填原则是将开挖基坑时的扰动土全部清除,用天然砂砾或其它透水性好的材料分层回填夯实,台背回填则以台阶方式与路基相连接,即自基础顶面开始台墙外1m为起点,从这处起点开始,向上放坡,坡度一般可选1:1,并开挖成台阶状,台阶的宽度和高度依据土质材料而定,一般选取高度比为60×60 cm的土质台阶,在具体的施工过程中,应严格按照技术规范要求,逐层进行压实。
(三)根据当地筑路材料的特点针对性地选择台背填料。台背填料的选择是防治桥头跳车的关键。
1.台背填料应选择透水性良好、易压实、沉降完成快、后期压缩变形小的天然砂砾或透水性好的材料进行填筑。2.对于软土地基段,填土较高时,可采用粉煤灰等轻质填料,它们具有容量小、稳定性和透水性好的优点。3.在台背顶部0.8m高度内填筑水泥稳定砂砾或石灰土、碎石土等。4.在台背每一个平面内只允许采用同一种填筑材料,使每一层填料的内摩擦角基本一致,以克服由填筑材料不同而造成路堤的不均匀沉降和变形。
(四)桥头路堤的排水、防水。桥头路堤和锥坡采用浆砌片石或砼进行封闭式防护,防止桥头两侧路堤土因雨、雪水的冲刷造成水土流失,同时也保证防护工程基础的稳定性,防止土体移动,从而保持路堤的稳定性。
(五)采用新材料土工格栅加固桥头两侧路堤。土工格栅是一种抗拉较高的材料,具有良好的水稳性,对路基土颗粒间存在一定的约束作用。
(六)设置桥头搭板。目前国内外桥头搭板的设置长度,依据桥头路堤填土高度及实际沉降差的大小来确定,一般为4-12m,搭板的一端支撑在台背牛腿上,另一端支撑在矩形截面的枕梁上或直接置于稳定土基层上,较长的搭板应在跨中央加设枕梁或设置双跨搭板。
(七)合理安排施工工期。桥面铺装及桥头两侧的路面面层施工应在路面基层完工后间隔一段时间(至少在6个月以上),再进行面层摊铺,这样可使路面面层铺筑时路堤沉降能基本完成,以减少工后沉降差。
(八)优化设计方案。
1.对于在短期间一次建成的公路,尤其是在软土段施工的公路,在小跨径构造物形式上宜尽量采用箱形截面的涵洞或通道,这种结构物整体性强,刚度大,产生沉降也是均匀的。当地基承载力达不到要求时,可采用筏基来扩大承载面积,这种结构形式可明显减少构造物与路堤的沉降差。尤其是尽量选择有填料的暗涵式结构,对避免桥头跳车很有利。2.采刚U型桥台或在台背后两侧路肩设扶壁式挡土墙、护坡等防护工程,杜绝路堤被挤出或冲刷掉,能有效防止沉降差的发展,同时一定要处理好基底,保证基底不产生不均匀沉降。
(九)加强施工队伍的质量意识。施工单位的项目负责人应有高度的质量意识,在施工过程中应合理组织安排工期,不能为了赶工期,而忽略了桥头路堤回填的重要性,不能只考虑竣工验收时路面的标高、平整度是否符合要求,而对桥头两侧路基施工的重要性认识不足,使得每一道工序都存有不同程度的隐患,致使工后沉降差发展迅速、幅度大,引起跳车。
三、结束语
桥头跳车是公路桥梁施工中常见的质量通病,但只要在设计及施工过程中能根据施工地区的具体特点,充分分析引起跳车的各种因素,并在填料、施工工艺等方面严格按设计及技术规范要求组织施工,就可能最大限度地避免桥头跳车。
参考文献:
[1]交通部第一公路工程总公司《公路路基施工技术规范》JTJ033-1995人民交通出版社,1995年11月30日.
[2]中国路桥集团第一公路工程局《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000人民交通出版社,2000年8月24日.