公路桥头跳车的原因分析及防治措施

2010-01-01 02:53王海东
中国新技术新产品 2010年9期
关键词:桥涵跳车桥头

王海东

(新疆喀什地区公路桥梁工程有限责任公司,新疆 喀什 844000)

1 桥头跳车的原因分析

一般情况下,桥头跳车的危害通常表现为:影响行车安全,降低行车速度,加快并加剧桥梁在桥头连接处的进一步破坏,从而间接地对桥梁的通车质量产生影响。

引起桥头跳车的主要原因众多,其中主要有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等等。就城市道路路况而言,主要是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降,从而产生错台所致。在车辆荷载、结构自重、自然因素等的作用下,桥梁与道路同时发生沉降,但两者的沉降量存在明显的差异,通常情况下,道路的沉降量远远要大于桥梁的沉降量,从而形成错台,导致行车时发生桥头跳车。下面我们将对造成桥头跳车的几个主因进行重点分析。

桥台与路基间的沉降差。在公路设计中,桥台基础一般都作了加固处理,如采用扩大基础、桩基础等,因此桥台处的沉降量相对较小,建成后的桥台沉降基本可视为零。而路堤填土因其固有的压缩性质,即使经过充分压实也难以避免因土基固结等因素造成的沉降,需待通车一段时间后才能基本趋于稳定。根据施工实践,台后路基的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降两部分组成,在路基自重和车辆垂直荷载的作用下,路基填料逐渐被压缩,孔隙率降低,密实度逐渐增大,从而在一定时期内产生填土沉降。

排水不畅及填土流失。在桥涵与路堤的连接部位,由于存在缝隙空隙,雨水会沿着缝隙一路渗透,下渗的水对桥台一般不产生破坏作用,但对土类填料易产生浸蚀和软化,特别是对压实不够的填方土体易产生侵蚀和软化,降低强度,从而导致填方体变形,在这种情况下,在外部车辆的冲击作用下,必然造成桥头路基的沉陷。

桥头高填土及软基等处理措施选用不适。如果路基穿越软基或采用高路堤方案,在施工初期势必存在较大的工后沉降。桥涵构造物选用桩基或扩大基础等不同的处理形式,其工后沉降的差异较大。对软基路段采用不同的处理方法、对路堤填筑速率和填筑材料的控制不同,其得到的处理效果往往也大不一样。根据笔者在工地的实践所知,工程施工过程中,往往容易忽略桥台与路堤的恰当衔接,即施工和控制中往往存在"桥归桥,路归路"现象。此外,设计质量的好与坏对桥头跳车的影响也不容忽视,在我省,在连接部位有的设计成接缝,有的设计成连续铺装,由于路基不均匀沉降的存在,使其在使用过程中必然形成裂缝。虽然有考虑设置搭板来调节连接部位的不均匀沉降,但对承受搭板一端的路堤部位却未进行特别处理,让搭板一端直接置于一般土基上,从而在该位置形成凹陷,从而导致搭板滑落。再则,有些设计单位对在桥台与路基相邻处的沉降差考虑较为到位,而对桥头竣工后沉降引起的纵坡变化却注意不够,从而造成桥头路段纵坡不顺,在突变点往往形成台降,以致出现跳车现象。

施工过程质量控制不严。施工过程中,若桥台台背的工艺施工不符合规范、设计要求,往往也是造成日后桥头跳车的一大主因。若台背填筑过快,沉降相对也较快,对台背挡土墙等构造物的挤压也就相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实机械的作业。在进行台背填筑时,回填断面窄且工期要求紧,如果缺乏适当的压实机具,采用人工夯实,则回填区的密实度则难以达到要求。或是说,即使是有采用压实机械,但由于受地形、便道、作业面等因素的限制,桥头填土的密度度亦是很难达到要求的,特别是台墙后侧及翼墙内侧填土。没有严格按“三分法”(分层填筑、分层碾压、分层检测)施工,没有严把填料质量关等也是造成桥头跳车的重要原因。

2 桥头跳车的防治及质量控制

合理设置桥涵构造物:设置桥涵构造物应允分考虑台背路基的地质情况、填方高度、填料等问题,从而选择恰当的桥涵位置、跨径及台后防护工程,并尽量避免大河面小跨径桥涵。

加固台背填筑前的地基:处理好台背软弱地基,是控制桥头跳车的重要措施。对于软基处理,目前国内已有不少成熟方法,如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等,都是行之有效的方法。可以根据实际情况进行选用,以改善地基性能,提高承载力,减少沉降,从而最大程度缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。

同时,考虑到桥头部位大多为高填施工,故在桥头可考虑采用材质较轻的粉煤灰或轻质土进行填筑,且做好填筑宽度的控制,严禁因填筑宽度不够进行贴坡,致使遇雨期间引起滑坡,导致桥头路基不稳而发生沉降。

对于特殊地质的填方措施:因潮汕平原的路基填土中含水量较高,因此,可针对性的采用石灰土进行处理,从而来控制路基含水量,保证填筑质量。对于现场地质差、水位高、施工质量控制难的桥头部分,亦可考虑在桥头10-15 米范围内,采用水泥搅拌桩(梅花形布置)进行桥头接坡处理。

严格控制填料质量及填料的选用:桥台台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,便于控制压实质量,减小路基压缩沉降;同时,选用内摩擦角较大的填料也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。

同时考虑到桥头高填土自重较大,排水不利等因素,可选用轻质、透水性材料,严格施工工艺,保证填料质量。

桥头路面作特殊的结构处理:考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异,为了确保纵、横向都能平顺过渡,可采取设置枕梁和搭板和设置变厚式埋板的措施。

桥头连接路基部位施工新工艺的应用:桥台台背填土的质量控制尤为重要,填土控制如果不好,便会出现桥头跳车这一现象,为防止这一病害,可采用如下新工艺进行控制。

台背填筑材料的选择与施工:桥头跳车产生的原因,主要是路基压缩沉降和地基沉降引起的,台背处填筑内摩擦角较小的材料,加之压实质量影响,路基部位的沉降量一般较大,为保证台背处路堤的稳定,其填土应选用内磨擦角较大的透水性材料,如碎石等就能较好地减少路基的压缩沉降,另一方面也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排出路堤外。

台背后填筑透水性材料,应满足一定的长度、宽度和高度要求,在通常情况下,台背填料顺路线方向顶部长度为距翼墙尾端不小于台高加2m,底部距基础内缘控制长度不小于2m。台背与路基接壤处,为保证连接质量,一般路基留一斜坡,斜坡坡度不大于1:1,也可采用台阶形式连接。

3 结束语

桥头跳车预防和治理是一项长期而艰巨的工作,在严格按照有关规范操作的前提下,还需要建设方、设计方、监理方及其它建设方的共同努力才能较好完成,希望通过深入研究严格施工,使桥头的跳车问题能得到进一步的控制和解决。

[1]《公路软土地基路堤设计与施工设计规范》.人民交通出版社JT017-96

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