時間:2013年05月16日 分類:推薦論文 次數:
摘要:本文主要對橋頭跳車問題作以分析,并簡述了一些常用的防治措施。實踐表明,只要根據工程實際情況,采取適當的措施,就能將橋頭跳車病害降到最低程度。
關鍵詞:橋頭跳車,原因分析,防治措施
1.橋頭跳車的原因分析
橋頭跳車危害表現為:影響行車安全、降低行車速度、影響車輛運營費用和加速橋梁及路面的病害,對道路橋梁的運行影響極大。橋臺構筑物與臺后填土銜接處普遍存在差異沉降,使得路面形成臺階或顯著縱坡變化,高速行駛的車輛通過時產生顛簸跳躍,從而導致橋頭跳車現象的產生。這種現象幾乎在每條高速公路上都有,只是數量多少和程度輕重的差別。橋頭跳車不僅影響了行車的速度與舒適性,降低了道路的通行能力,加速了橋臺臺背、橋頭伸縮縫以及接縫路面的破壞,而且是道路交通安全的重要隱患之一,嚴重到影響行車安全和舒適性的程度,給養護部門帶來了很大困難,影響高速公路的社會效益。
一般情況下,橋頭跳車產生的原因是多方面的,包括地基地面條件、填料、施工材料以及設計、施工等方面的諸多影響因素。
1.1 橋臺與路堤的沉降量差異
橋臺的沉降只隨地基的沉降而產生,沉降量很小;而橋頭路基的沉降則由路面沉降、路基沉降和地基沉降三部分組成。路面沉降可忽略不計,若等深度地基沉降視同相同,則主要區別是橋頭引道路基的變形。由于受自然因素影響和車輛自重荷載作用,引道路基將產生一定的壓縮變形;同時,橋頭路基填筑高度較一般地段高,產生基底應力相對較大,可能易引起路基基底的沉降。
1.2 橋頭剛柔突變
橋臺結構一般采用鋼筋砼,屬于剛性材料;高等級公路路面一般采用瀝青砼,屬于柔性材料。鋼筋砼的彈性模量為20 000~35 000 MPa,瀝青砼的彈性模量為1 000~2 000 MPa,二者彈性模量相差較大形成剛性突變,而剛性不同的材料對能量的吸收能力不同,這就會增加橋頭跳車的振動效果。
1.3 臺背填料
臺背填料一般為滲透性材料,存在著較大的孔隙,施工中的任何措施都不可能將填料顆粒問的孔隙完全消除,只能在其自重及車輛荷載不斷作用下,孔隙率逐漸降低,填料逐漸壓縮,便在一定期限內產生壓縮沉降。壓縮沉降主要決定于填料性質、施工條件及橋(涵)頭防護工程的設置情況。一般透水性好的土、級配較好的砂石料,其壓縮沉降小;施工符合程序、壓實符合要求時,壓縮沉降小。如果原地表連年干旱少雨,水位下降,則會造成地基孔隙較大,經過長時間的固結沉降過程,路基會下沉變形。
1.4 橋頭滲水
路堤與橋涵構筑物的連接處,往往需設置伸縮縫,在伸縮縫使用過程中,雨水和融雪容易發生滲漏;再是河(渠)漲水時也易浸入橋頭引道,對路面結構層和路基產生侵蝕,造成各種細粒料的流失,增加了各結構層與地基土的含水量,使其強度下降,加劇了橋頭錯臺的發生和發展。
1.5、施工質量控制不嚴:
施工工序不符合要求,若臺背填筑速度過快,沉降也較快,對臺背擋土墻等構造物的擠壓相對較大。如果臺前護坡或擋墻砌筑不及時,則可能引起土體滑移,影響壓實機械作業效果,嚴重時還會危害橋基。臺背填土時,施工面窄而工期要求又較緊,靠近橋面部分的填土平面形狀不規則,如果缺乏適當的壓實機具,采用人工夯實,則密實度難達要求;即使有壓實機械,由于受地形、便道、作業面及機械等的限制,橋頭填土壓實密度亦很難達到要求,特別是臺墻后側及翼墻內側填土,達到壓實密度要求更有一定的難度。沒有嚴格按分層填筑、分層碾壓、分層檢測施工,沒有嚴把填料質量關等也會引起橋頭跳車。
2 橋頭跳車的防治措施
2.1 合理設置橋涵構造物
設置橋涵構造物應充分考慮橋頭填方路基的地質情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路基沉降等問題,選擇合適的橋涵位置、跨徑及引道防護工程。
2.2 徹底處理橋頭填筑前的基底
地質勘察時,應對填土較高的橋頭引道進行詳細地質鉆探,測算地基承載能力,這是控制橋頭跳車的重要措施。對承載能力不足的地基可采用超載預壓、換填法、水泥攪拌樁、旋噴樁等措施,提高地基的承載能力,以減小地基的工后沉降。
2.3 合理選擇橋頭路堤填料
橋涵兩端路堤與橋涵構造物的剛柔差取決于填筑路堤材料剛度和壓實度。壓實度僅是縮小剛柔差的一個方面,填料的剛度則是避免橋頭跳車的根本。
設計及施工中,擇優選用臺背填料。優先選用粗顆粒材料作為路基的填料,有助于改善壓實性能、提高水穩性。設置穩定土結構層能夠使路基、路面的整體剛度有所提高,從而減少局部沉陷。采用輕質材料填筑臺背可以減小對地基的豎直壓力,減少豎向沉降變形,達到抑制跳車的目的。
2.4 超前修建橋頭引道路基
習慣作法是先修建橋(涵),再修建兩端的引道,這樣由于路段較短,特別是橋臺與八字墻嚴重影響了大型壓實機械的施工,往往造成密實度不足,工后引起較大沉降。為此在橋(涵)施工前,最好先完成引道路基施工,以便充分發揮大型壓實機械的碾壓功能,使引道土方達到工后基本不沉降的要求,可大大降低橋頭跳車現象的發生。
2.5 增大橋頭搭板的剛度
以往的橋頭搭板用的大都是Φ12 mm 的鋼筋網,C25水泥混凝土,當橋頭填土略有變形時,在大型車和超載車的作用下,使搭板變形,引起橋頭跳車,為此適當增大搭板的剛度是減少橋頭跳車現象的一種有效措施。加大剛度的辦法:一是將搭板的縱向鋼筋由 Φ12 mm加大到中Φ16 mm;二是將搭板的混凝土標號提高到不低于C40。
3. 一些具體工藝
3.1 提高地基承載力
對于原地面2 m.以下孔隙率大、承載力低的地段,采用了水泥攪拌樁、旋噴樁等措施進行加固處理。采用高壓旋噴樁加固時要穿越堅固的填土層,進入天然地基土進行加固,而且施工方便,能夠不擾動原有路基結構。旋噴樁平面布置如圖1。首排旋噴樁的旋噴深度為地面下3 m,以后每排旋噴樁的旋噴深度遞增3 m,直到進入淤泥層下0.5 m 為止。這樣的排列方式能夠形成一個比較平緩的過渡段,以免形成新的不均勻沉降,即在加固區與未加固區之間出現沉降差。
3.2 (1)設置橫向泄水管或盲溝:
臺背路基填筑前,在原地基土拱上設置泄水管或盲溝,在基底上,先對基底作必要的處理,然后填筑橫坡為3%-4%的夯實粘土拱,再在土拱上挖一條成雙向坡的地溝,然后在臺背后全寬范圍內滿鋪一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。在地溝內四周鋪設有小孔的硬塑料管(管徑一般不小于10cm),塑料泄水管的出口應伸了路基外,然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料,再分層填筑臺后透水性材料,直到路基頂面。橫向盲溝的設置與上相同,取消泄水管,以滲透系數較大的透水性材料填筑地溝。用土工布包裹盲溝出口處,并對其做必要的處理。
3.3 臺背特殊處理
(1)土工織物:
(2)設置柔性橋臺。
3.4 注漿法
對于臺背回填土存在局部的大空隙結構。在車輛荷載和自重壓力作用下易發生重新排列,從而引起路基的不均勻沉降。因此對于可能具有大空隙的材料宜采用滲透注漿法,利用漿液充填大空隙,同時產生一定的膠結作用,從而達到限制路堤的沉降變形和增加其整體性,提高路堤強度的目的。 對于路基發生了不均勻沉降或因滲水已造成臺背水土流失的情況通常可采用壓密注漿法,這樣不僅可使路堤填土的密度增大,還可使局部下沉的路堤得到抬升。
4、結束語:
橋頭跳車預防和治理、施工質量控制是一項長期而艱巨的工作,在嚴格按照施工規范操作規程下,還需建設方、設計方、監理方及其它相關方等各單位共同努力才能完成。實踐說明,雖然橋頭跳車產生的原因是多方面的,但只要根據工程實際,采取適當的措施,就能真正使橋頭跳車問題得到進一步的控制和解決。
參考文獻:
[1]《簡明公路施工手冊(第二版)》----人民交通出版社
[2]《公路路基設計規范》(JTG D30-2004)
[3]《公路施工手冊—工程材料分冊》----人民交通出版社
[4]《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004)