1 前言
在公路工程建設中,由于橋頭沉降導致出現的跳車現象,已成為公路的最普遍的病害之一。橋頭縱坡一般較大,路基和橋臺又有沉降差,汽車在上下坡過程的安全性、舒適性就得不到保證,另外橋臺臺背伸縮縫、結構層路面在車輪荷載反復沖擊碾壓下容易造成破壞,引發交通事故。所以防止橋頭沉降具有非常重要的意義。
為防止橋頭跳車,近期,我們對自己施工的并已發生了橋頭跳車的幾個工程做了總結分析。
2 橋頭跳車原因分析
橋臺在樁基礎結構物之上,本身所產生的沉降比臺后填土在工后沉降要小很多,幾乎為零,所以兩者會出現沉降差,當沉降差超過2cm以上時,此處的路面斷裂,并且面積不斷擴大,影響伸縮縫等結構物,駛過此處的車輛將明顯感到不適。橋頭跳車是通病,在設計使用年限內是不可避免的。但是,新建開放不久的公路內就發生跳車是不正常的,現將跳車原因簡述如下:
1.1地基基礎下沉
橋臺處一般地下水位較高,地質不良,土的天然含水量大,壓縮性高,抗剪強度低,特別是受到擾動后,強度便顯著降低。橋頭路基一般填筑較高,自重就大。地基基礎除在路基、路面的恒載自重的作用還有汽車動載的作用,地基容易下沉。
1.2臺背填土自身壓縮引起的沉降
1.2.1大型路基壓實機械在碾壓時怕壓傷橋臺,不能非常靠近臺身碾壓,在臺身后一定范圍內的密實度就比較低。
1.2.2臺后填土雖然分層填筑,且密實度達到規范要求,但填土越高自重越大,并且上面有汽車等動載作用,時間久了,臺背后填土就會有一定的壓縮,填土高度也相對變小,從而導致沉降產生。
1.3路面結構層沉降
壓路機在墊層、基層、路面施工時和路基施工一樣,不能很好的靠近臺身,所以在臺身后一定范圍內,路面結構層的壓實度低于設計值。在長期的行車荷載和自重作用的影響下,結構層發生壓縮,當然壓縮不像路基那么明顯,但是這類沉降發生的速度比路基沉降發生的要快。
1.4設計方面的原因
橋臺處有軟土地基時,設計沒有采取做加固、換填等設計方案,而產生施工后沉降;橋臺處的防護工程沒有考慮抗滑穩定性,或者考慮不夠,導致在填土側壓力作用下水平滑移,產生沉降;臺后排水設計不當,雨水淤積橋頭填土,填土隨著天氣、溫度變化,不斷干濕循環,影響填土密實性,導致橋頭沉降;橋頭設計線性差,縱坡線性不順暢,銜接處有縱坡突變點,導致錯臺跳車。
1.5施工工序和施工措施不合理
現階段不管是施工單位還是業主都追求進度快,效率高,臺背填土速度必然會過快,這樣即使是分層填筑碾壓施工,如果沒有時間充分固結,對地基就會造成很大的擾動和破壞,臺背擋土墻受到的擠壓力會很大。另外,填土沒有按分層填筑碾壓,分層報驗施工,填料粒徑過大,含水量過高,施工排水不暢等施工措施不合理導致沉降。
1.6施工質量控制不嚴
施工過程沒有對原材料進行控制,材料的粒徑、強度、含泥量、含水率等沒有滿足要求,沒有嚴格按照規范和設計要求執行,偷工減料,求快不求質,沒有對隱蔽工程進行工前工后報驗。
2 橋頭跳車的防治措施
2.1臺后地基加固處理
地基加固處理是防治橋臺跳車的最有效方法之一,特別是對軟弱地基。當橋頭地基為軟弱地基時,必須嚴格進行處理,處理方法有有換填法、塑料排水板法、超載預壓法、粉噴樁加密等方法,施工時根據實際情況選擇合理的施工方法。選用塑料排水板法加固效果較好,施工方便簡單,工期也較短。選擇超載預壓法施工時,可以合理安排部分路段的路基填料作為預壓荷載,達到預期沉降目標后,將預壓的填料回填至部分路段,分層碾壓密實,該方法工期較長,沉降不完全,工后沉降還會小幅度的發生。所以,施工方法的選擇如在設計有要求時按照設計,沒有要求時,可以考慮到工期、經濟等實際情況后做出。
2.2優選臺后填筑材料,合理確定施工方法
橋臺后的回填材料應用強度高、透水性好、摩擦角大、大小均勻、壓實速度快且徹底的填料,如砂礫、清宕渣(浙江省)、級配碎石、水泥、石灰、粉煤灰等穩定類材料,都是很好的選擇。
橋臺背后填土位置特殊,施工作業面小,大型壓實機具無法順利展開施工。碾壓施工時,壓路機對離臺背較遠的施工面先行縱向碾壓,在橋臺邊緣處,壓路機必須橫向碾壓,既沿臺背盡量靠近臺背直線碾壓,壓好后掉頭碾壓,直至壓實能壓部分,在邊角處可以利用小型夯實機具夯實,分層填筑、分層壓實并每層檢測壓實度達到設計要求后方可填筑上層。分層厚度控制在30cm以內,填料的含水量、碾壓層厚度、壓實機械類型、碾壓遍數等必須經過工藝試驗后確定,壓實度在最佳含水量狀態下最容易達到。對含水量較大的材料,可以采用翻曬、摻入石灰等方法降低含水量,對含水量較小的可以加濕后填筑碾壓。當臺背填土碾壓后還是無法達到壓實標準時,必須采用摻入石灰、水泥等方法或換填砂礫土的措施了,回填土與路基連接處必須挖成臺階。錐坡處填土時必須加寬,再消除多余土方,可以保證護坡更加穩定可靠。
2.3采用土工合成材料
土工合成材料被廣泛應用于各種工程中,同樣臺背填筑應用土工合成材料對防治沉降也有很好的作用。在填筑過程中可以根據填筑高度等實際情況選擇土工格網鋪設層數,在臺背局部范圍內,可以分層防止填料沿臺背沉降,土工格網與填料層之間有很好的摩擦作用,擴散各種荷載,降低填土的壓縮變形,減小橋頭填土的沉降,并且起到橋梁與路堤過渡結構層作用。
2.4橋頭做搭板
搭板一般采用C25、C30的鋼筋砼澆筑而成,一端設置在橋臺,一端設置在預埋枕梁上(有些設計不用枕梁),搭板的長度應隨橋頭填土高度的變化而變化,一般應在1.5~2.0倍的橋頭高度之間。搭板的設置可以使橋臺與路基形成過渡結構,消除并減少沉降差,有效的防治橋臺跳車。
2.5做好排水工作
橋頭要做好路面及中央分隔帶的排水工作,防止水流對橋頭填土的浸泡或沖刷。橋臺兩側地勢高,并有地表水滲入時,必須設置排水溝;有地下水滲入時必須設置滲溝。橋頭填料盡量采用砂礫等透水性材料。在反復凍融的地區,就更加需要做好排水工作。
2.6加強施工過程的質量管理
施工單位加強施工質量意識,對每項隱蔽工施工前必須進行報驗,并經工程師批準后方可施工。施工過程應嚴格按照規范及設計要求施工,確保每道工序的施工質量符合要求。并在質監機構、項目業主和監理工程師等的監督指導下,實事求是,不斷進取,積極總結經驗。
3 結語
經過分析,橋頭跳車可以從以上六點加以控制。當然,隨著科技的發展,會不斷出現更好的施工防治方法,但是,就目前來講,以上幾點方法對防治跳車是非常經濟有效的。最大限度的改善行車條件,提高社會效益,促進經濟發展。