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【摘 要】 在桥头刚性桥台和柔性路堤之间的强度濒变段易产生不均匀沉降,出现桥头跳车现象,成为公路工程建设的―个重要而又突出的问题。但是,根据工程地质条件,做好桥头路基处治,设计恰当结构,加强结构施工各个环节的控制,从客遐上制定一套科学的管理程序,保证每道工序的工程质量和工作质量,就能防止或减少桥头的不均匀沉降,从而减轻甚至避免桥头跳车现象,提高公路使用性能和使用寿命,从而提高交通营运舒适性,安全性以及可靠性。
【关键词】 公路桥头;沉陷;跳车;原因;防治
桥头引道不均匀沉陷引起的桥头跳车,严重影响行车的平稳和舒适,对车辆本身及路面和桥梁产生较大冲击和破坏,危及行车安全,应引起高度重视,做到预防为主,防治结合。桥头引道不均匀沉陷引起桥头跳车的处治,没有现成的规章可循,要在工程实践中发挥积极性和创造性,不断进取和探索,积极研究应用一些新技术、新方法,以提高处治效果。
一、桥头跳车原因分析
1.地基沉陷
土质不良,由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,在很多地区多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定历时往往持续数年乃至数十年。就是在一些稳定地基,在外荷作用下,也无可避免出现这个问题。
2.压缩沉降
台后填料一般为渗透性材料,存在着多孔隙,加上施工时受施工作业方面影响,压实机具不能过分靠近接触台背,不能将填料颗粒间孔隙完全消除,在车辆荷载和自身重力作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低,便在短时间内产生压缩沉降,造成跳车。在工程实践中,即使施工时工序符合要求,压实度达到要求,但台后填土较高,随着时间推移,也会产生不可避免沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台向后倾斜,发生不均匀下沉,危及行车安全。
3.措施不当
当前一些施工队盲目追求高速度,施工质量控制不严,施工工序不符合要求。若台背填筑速度过快,沉降也较快,对台背挡土墙等构造物的挤压相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实机械作业效果,严重时还会危害桥基。台背填土时,施工面窄而工期要求又较紧,靠近桥面部分的填土平面形状不规则,如果缺乏适当的压实机具,采用人工夯实,则密实度难达要求;即使有压实机械,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土压实密度亦很难达到要求,特别是台墙后侧及翼墙内侧填土,达到压实密度要求更有一定的难度。施工时没有严格按“三分法”(分层填筑、分层碾压、分层检测)施工,用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,施工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。
4.设计不周
在基底未作彻底处理,而沉降还未稳定时,应周详考虑桥台结构与引道衔接,在没有质量保证情况下,不应该直接浇砼搭板。有条件的道路可采取适当措施,如先设过渡性路面,使路堤沉降基本完成后再改铺原设计路面,情况会好一些。设计时也应处理好桥梁与路面接缝问题,避免接缝损坏而造成跳车。
二、防治措施
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车重要措施。对软弱地基处理,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。就目前情况看,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较为常用方法。我们要根据当地实际情况,加以应用,使地基承载能力满足设计要求。受造价约束,一般情况可设置过渡性路面,加强养护补强措施,待沉降后再改铺原设计路面,常用过渡性路面有预制水泥砼块、瀝青过渡层等,都是解决好桥头跳车有效办法。
三、避免桥头跳车施工研究
3.1桥台软基的处治
施工从公路工程施工分析可知,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但工程造价高;超载预压可利用施工荷载作为软基预压荷载,方便施工,工期长,剩余沉降量大·塑料排水板法加固工期较超载法短,较粉喷桩法长。此外,还有强夯法和爆破法等软土地基处治方法。各种方法的机理及适应性各有特点,施工过程中要根据当地工程实际情况加以选择采用。为了保证软基排水固结的施工质量,消除软基路堤不均匀沉降的现象,必须尽可能地提前软土地基路段的施工时间,尤其是桥台地段的施工时间,争取更长的预压时间,以减少软基路堤工后沉降;根据软土的地质条件、土层性质和路堤填筑高度。一般路堤采用袋装砂井或塑料排水板处理,其间距在邻近桥头路段附近应加密,在桥台处设置搅拌桩,并在搅拌桩末端与袋装砂井或塑料排水板加密区交接处设置土工织物砂垫层,以协调变形。
3.2桥头路基的施工组织
在桥台结构完成后,尽快安排路堤与一般填土路堤的施工,并使用具有同等压实度能量的压实机械将路堤与―般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压。在路堤与桥台连接部位,路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压,使用大型机械碾压困难时可改用小型振动压实机械进行充分压实。此外,对一些路基工后沉降可能大的工点,如桥头高路堤,除了采用一切必要的地基处治措施外,必须优先安排施工,进行静置预压直至符合规范要求为止。
3.3路桥路堤填料的选择
实施路桥路堤填筑之前,要有目的地选择施工路段的填料,采用各种土壤作对比试验。其试验项目包括:土壤的液限和塑限联合测定,实施筛分和击实试验洛种土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。从试验结果中,比较各种土壤的技术指标,从中选出最适宜的土壤作为路堤的填料。填料的选择原则应选用干容重较大的砂类土或渗水性较好的材料。这样的材料具有良好的级配水稳定性和压实特性。当采用非渗水性土时。应在土中增加外掺剂,如石灰、水泥等。严禁使用淤泥,沼泽土以及含草皮、树根,生活垃圾、杂物和含水量过大的土作为填料。
参考文献:
【1】中交第一公路工程局有限公司主编公路路基施工技术规范(JTG F10-2006)人民交通出版社出版
【2】丁士昭,商丽萍主编.公路工程管理与实务中国建筑工业出版社出版
【关键词】 公路桥头;沉陷;跳车;原因;防治
桥头引道不均匀沉陷引起的桥头跳车,严重影响行车的平稳和舒适,对车辆本身及路面和桥梁产生较大冲击和破坏,危及行车安全,应引起高度重视,做到预防为主,防治结合。桥头引道不均匀沉陷引起桥头跳车的处治,没有现成的规章可循,要在工程实践中发挥积极性和创造性,不断进取和探索,积极研究应用一些新技术、新方法,以提高处治效果。
一、桥头跳车原因分析
1.地基沉陷
土质不良,由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,在很多地区多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定历时往往持续数年乃至数十年。就是在一些稳定地基,在外荷作用下,也无可避免出现这个问题。
2.压缩沉降
台后填料一般为渗透性材料,存在着多孔隙,加上施工时受施工作业方面影响,压实机具不能过分靠近接触台背,不能将填料颗粒间孔隙完全消除,在车辆荷载和自身重力作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低,便在短时间内产生压缩沉降,造成跳车。在工程实践中,即使施工时工序符合要求,压实度达到要求,但台后填土较高,随着时间推移,也会产生不可避免沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台向后倾斜,发生不均匀下沉,危及行车安全。
3.措施不当
当前一些施工队盲目追求高速度,施工质量控制不严,施工工序不符合要求。若台背填筑速度过快,沉降也较快,对台背挡土墙等构造物的挤压相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实机械作业效果,严重时还会危害桥基。台背填土时,施工面窄而工期要求又较紧,靠近桥面部分的填土平面形状不规则,如果缺乏适当的压实机具,采用人工夯实,则密实度难达要求;即使有压实机械,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土压实密度亦很难达到要求,特别是台墙后侧及翼墙内侧填土,达到压实密度要求更有一定的难度。施工时没有严格按“三分法”(分层填筑、分层碾压、分层检测)施工,用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,施工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。
4.设计不周
在基底未作彻底处理,而沉降还未稳定时,应周详考虑桥台结构与引道衔接,在没有质量保证情况下,不应该直接浇砼搭板。有条件的道路可采取适当措施,如先设过渡性路面,使路堤沉降基本完成后再改铺原设计路面,情况会好一些。设计时也应处理好桥梁与路面接缝问题,避免接缝损坏而造成跳车。
二、防治措施
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车重要措施。对软弱地基处理,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。就目前情况看,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较为常用方法。我们要根据当地实际情况,加以应用,使地基承载能力满足设计要求。受造价约束,一般情况可设置过渡性路面,加强养护补强措施,待沉降后再改铺原设计路面,常用过渡性路面有预制水泥砼块、瀝青过渡层等,都是解决好桥头跳车有效办法。
三、避免桥头跳车施工研究
3.1桥台软基的处治
施工从公路工程施工分析可知,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但工程造价高;超载预压可利用施工荷载作为软基预压荷载,方便施工,工期长,剩余沉降量大·塑料排水板法加固工期较超载法短,较粉喷桩法长。此外,还有强夯法和爆破法等软土地基处治方法。各种方法的机理及适应性各有特点,施工过程中要根据当地工程实际情况加以选择采用。为了保证软基排水固结的施工质量,消除软基路堤不均匀沉降的现象,必须尽可能地提前软土地基路段的施工时间,尤其是桥台地段的施工时间,争取更长的预压时间,以减少软基路堤工后沉降;根据软土的地质条件、土层性质和路堤填筑高度。一般路堤采用袋装砂井或塑料排水板处理,其间距在邻近桥头路段附近应加密,在桥台处设置搅拌桩,并在搅拌桩末端与袋装砂井或塑料排水板加密区交接处设置土工织物砂垫层,以协调变形。
3.2桥头路基的施工组织
在桥台结构完成后,尽快安排路堤与一般填土路堤的施工,并使用具有同等压实度能量的压实机械将路堤与―般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压。在路堤与桥台连接部位,路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压,使用大型机械碾压困难时可改用小型振动压实机械进行充分压实。此外,对一些路基工后沉降可能大的工点,如桥头高路堤,除了采用一切必要的地基处治措施外,必须优先安排施工,进行静置预压直至符合规范要求为止。
3.3路桥路堤填料的选择
实施路桥路堤填筑之前,要有目的地选择施工路段的填料,采用各种土壤作对比试验。其试验项目包括:土壤的液限和塑限联合测定,实施筛分和击实试验洛种土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。从试验结果中,比较各种土壤的技术指标,从中选出最适宜的土壤作为路堤的填料。填料的选择原则应选用干容重较大的砂类土或渗水性较好的材料。这样的材料具有良好的级配水稳定性和压实特性。当采用非渗水性土时。应在土中增加外掺剂,如石灰、水泥等。严禁使用淤泥,沼泽土以及含草皮、树根,生活垃圾、杂物和含水量过大的土作为填料。
参考文献:
【1】中交第一公路工程局有限公司主编公路路基施工技术规范(JTG F10-2006)人民交通出版社出版
【2】丁士昭,商丽萍主编.公路工程管理与实务中国建筑工业出版社出版