關(guān)于盡量減少橋頭跳車病害影響的探討

李 莉

目前,公路建設施工中常見的質(zhì)量通病——橋頭跳車,直接引發(fā)車輛顛簸,降低行車舒適度,影響了道路原有的使用功能和通行能力,是道路交通安全的重要隱患之一,必須引起大家的足夠重視。

通過大量施工實踐證明,采用強夯法對橋頭地基進行處理是預防橋頭跳車病害的有效施工方法,能夠有效地減少甚至消除橋頭跳車病害現(xiàn)象,保證公路整體能夠滿足對行車速度、行車安全及行車舒適度的種種要求,延長公路的使用壽命,對公路建設施工具有十分重要的意義。

1 橋頭跳車的成因分析

1)橋頭路堤及錐坡范圍內(nèi)原地基處理不徹底。橋頭路堤及錐坡一般均位于天然地基上,如果在填土前不做基底處理或處理不徹底,在路堤土的重力作用下將會產(chǎn)生較大變形,再加之我國目前對公路工程施工的工期要求都很嚴格,無法為路堤土提供足夠的自然沉降時間。這樣一來,橋頭路堤土重力產(chǎn)生的變形往往不能在橋頭路面鋪筑時完成,這樣必然產(chǎn)生橋不沉而路沉的不同步現(xiàn)象,形成沉降差,從而造成橋頭跳車病害。2)壓實度達不到標準要求。由于橋頭臺背填土范圍,在施工過程中壓路機碾壓的工作面小,特別是埋置式肋形或柱式橋臺的臺帽周圍一般壓路機無法作業(yè),而采用人工夯實工藝,這就導致橋頭臺背回填及錐坡的填土壓實度達不到標準,或者本身標準要求就不同于主線路段的壓實度標準要求,最終造成這部分填土下沉引起跳車。3)路面滲水。路面水滲入路基或路面積水沿臺背滲入路基,造成路基土軟化、水土流失,引起橋頭臺背路基下沉,造成跳車。再加之橋頭路基兩側(cè)排水不暢、防水工程不完善也極易引起路基土的流失,從而引起沉降和跳車。

2 橋頭跳車的危害

1)降低行車速度;2)容易引發(fā)行車事故;3)由于車輛在高速行駛狀態(tài)下在橋頭產(chǎn)生跳動和沖擊,對路面和橋梁產(chǎn)生附加力的沖擊荷載,加速了橋臺、路面及伸縮縫裝置的破壞,加快了車輛本身的磨損,直接影響了公路的使用壽命和社會效益。

以上所述的原因分析,完全消滅沉降差和跳車現(xiàn)象幾乎是不可能的,我們采取各種防治措施的目的也只能是減少沉降差,以最大限度地滿足使用要求。而最有改善空間的莫過于對橋頭地基的處理之上,也就是說,在橋涵沉降保持不變的前提下,盡量減少路基土方在自重作用下的自然沉降。

3 強夯法的加固原理及其作用

強夯法又名動力固結(jié)法,是將很重的錘(一般 100 kN～400 kN)從高處自由落下(一般為6 m～40 m),給地基以沖擊能和振動。國外最大夯擊能曾達到50 kN?m。它不僅能夠提高地基強度,降低其壓縮性,而且大量工程實踐證明,強夯法具有施工簡單,加固效果好,使用經(jīng)濟等特點,其承載力可提高200%～500%,壓縮性可降低200%～1000%。在公路施工過程中,處治橋頭跳車病害經(jīng)常采用強夯法對橋頭的地基進行加固處理,并且取得明顯的效果。

強夯法是在極短的時間內(nèi)對地基土體施加一個巨大的沖擊能量,這種突然釋放的巨大能量將使土體發(fā)生一系列物理變化,如土體結(jié)構(gòu)破壞或液化,排水固結(jié)壓密,觸變恢復等,從而將地基土壓密、振實,以加固地基土,達到提高地基強度、降低其壓縮性的目的。

對地基的強夯處治,一方面是對地基產(chǎn)生壓實和擠密作用;另一方面是通過強夯對地表下一定深度土層施加動力荷載,達到破壞土體結(jié)構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)性大孔隙的作用。

對于一般的天然地基進行強夯處治之后,承載力將得到成倍提高。經(jīng)過一系列均勻的夯擊之后,地基體的可壓縮性降低了2倍～10倍,從而在工程施工填土加荷之后,其所產(chǎn)生的沉降值也基本可以忽略不計,大大降低了橋頭跳車出現(xiàn)的可能性。

4 強夯法的施工工序及質(zhì)量控制

4.1 施工工序

1)清理并平整施工場地,認真查明強夯場地范圍內(nèi)的地下構(gòu)造物和各種地下管線的位置及標高等,實現(xiàn)安全施工;2)用穿眼灌白灰法按正方形布置標出第一遍夯點位置,并測量場地高程;3)起重機就位,使夯錘對準夯點位置;4)測量夯前錘頂高程;5)將夯錘起吊到預定高度,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,測量錘頂高程,若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時,應及時將坑底整平;6)重復步驟5),按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準,完成一個夯點的夯擊;7)重復步驟3)～6),完成第一遍全部夯點的夯擊;8)用推土機將夯坑修平,并測量場地高程;9)在規(guī)定的時間間隔內(nèi),按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù),最后用低能量滿夯,夯點以梅花形布置,夯跡彼此重疊搭接 d/4,每點夯擊 2遍,將場地表層松土夯實,并測量夯后場地高程。

4.2 施工要求和檢測

1)首先本著先控制后細部的原則進行夯點的測量工作,根據(jù)設計要求控制點測放各夯點具體位置,并測量地面高程;2)根據(jù)設計要求確定夯擊能和所采用的錘重,并計算夯錘落距。開夯前檢查夯錘重和落距,并采取相應措施,以確保單擊夯擊能量符合設計要求,并在夯擊過程中不被改變;3)在每遍夯擊前,應對夯點位置進行復核,夯擊完成后檢查夯坑位置,發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應及時糾正;4)夯錘夯擊地面,測量夯錘頂面標高減去夯錘就位時的頂面標高就是該擊的夯沉量,按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量,如此反復進行,直至最后一擊的夯沉量達到設計控制標準;5)整遍夯擊完成后,檢測夯坑深度、落點間距和處治寬度。檢查強夯施工記錄,要求每個夯點的累計夯沉量不得小于試夯時各夯點平均夯沉量的95%,合格后,用推土機將夯坑周圍土體推至夯坑內(nèi),坑內(nèi)土體高于周圍土約5 cm～10 cm后壓實;6)滿夯施工時,不再進行夯點布置和夯沉量觀測,僅控制夯擊數(shù)、夯錘落距和夯印搭接情況。滿夯結(jié)束后,對場地進行平整和壓實,應達到規(guī)范要求的各項指標,并測量高程,填寫地面標高變化;7)夯后檢測,強夯施工結(jié)束后應隔一段時間方能對地基進行檢測,一般為15 d后,在每500 m2～1000 m2面積內(nèi)任選一處,應從夯擊終止時的夯面起,每隔50 cm～100 cm取土樣測定土的干密度、力學及物理等指標,檢測報告報監(jiān)理或業(yè)主驗收。

4.3 注意事項

1)強夯施工前,應在施工現(xiàn)場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區(qū),進行試夯或試驗性施工。2)地基的處理范圍應大于基礎的平面尺寸,每邊超出基礎外緣的寬度不宜小于3 m。3)在試夯過程中,應測量每個夯點的夯沉量。最后兩擊的平均夯沉量不宜大于5 cm。4)作好強夯地基的施工監(jiān)控。5)試夯結(jié)果不滿足設計要求時,可調(diào)整夯錘質(zhì)量、落距或其他參數(shù)重新進行試夯,也可修改設計方案。

5 結(jié)語

采用強夯施工工藝處理過的地基起到了減少土方路基填筑的沉降變形,從而更好地保持了同橋涵構(gòu)造物的變形同步,最終形成二者之間沉降差的最小化。

同時,通過處理地基來防治橋頭跳車病害的方法還有很多,但是由于強夯法的施工特點,工期短、費用低、效果明顯、施工工藝簡單等種種優(yōu)點,能夠保障良好的社會效益和經(jīng)濟效益,所以,在實際工程施工過程中確實值得被廣泛推廣。

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