鄔建波
(中建新疆建工路橋有限公司,新疆 烏魯木齊 830054)
在公路工程中橋頭“跳車”現象,一直是路橋過渡段的質量通病。橋頭跳車不僅會影響到行車的舒適度,還會對車輛造成不同程度的危害,而且也無形中增加了公路的養護費用。所以公路工程施工中,必須對路橋過渡段的質量通病問題加以重視,深入分析橋頭跳車現象產生的原因,從而采用合理的技術措施來進行路橋過渡段路基路面的施工。
造成橋頭跳車現象的主要原因是路橋過渡段的沉陷。公路投入使用以后,在橋涵臺背回填處會出現路面沉陷的問題,車輛通過該處便會出現跳車現象。而過渡段沉陷的根本原因是路基與橋臺的剛度存在較大差異。橋梁與路基、路面組成材料不同,其剛度、強度以及脹縮性能也不同,且在路橋過渡段容易形成應力集中問題,在長期的車輛荷載及結構自重作用下,便會出現不均勻沉降。通過分析,導致路橋過渡段沉陷的主要原因有以下方面。
路基填料相對于橋臺材料來說,固結程度較差、強度較低,如果選擇不合理或者使用不正確,很難在壓實度上得到有效保證,這就大大增加了過渡段沉陷的機率。
路橋過渡段施工時,由于位置較為特殊,壓路機很難碾壓到位,壓實度也很難達到設計要求,從而造成在橋臺后出現部分填土沉陷的問題。
如果路基為軟土地基或采用高路堤形式,工后沉降量將會很大。在軟土地基路段如果處理方法不正確,或者路堤填筑速率或材料控制不當,都會引起過渡段的沉陷;另外在橋臺與路堤銜接處理時,雖然設置了搭板,但承受搭板一端的路堤如果沒有進行必要的處理,也容易在搭板的一端形成沉陷,甚至引起搭板滑落。
在路橋過渡段橋涵與路堤的連接處,很容易產生縫隙,雨水會沿著縫隙向下滲透。下滲水會對路基填料產生浸蝕和軟化作用,尤其對于壓實度不夠的填方體來說,其強度會慢慢降低,進而產生變形。加上車輛的長期荷載作用,自然會在過渡段形成質量通病。
在路橋過渡段施工時,施工工序不合理、臺背填筑速度過快等都是導致過渡段沉陷的主要原因。如果臺背的填筑速度過快,其沉降也會較快,這會對臺背擋土墻等構造物造成一定的擠壓。另外,臺前護坡或擋土墻修筑不及時,很容易引起土體的滑移,也會影響到路基的壓實度,甚至會對橋臺造成危害。在臺背處,臺墻后側以及翼墻內側等處施工面較窄,如果不采用合理的壓實方法很難保證壓實度。
2.1.1 搭板的設置方法
搭板的設置方法通常有三種,第一種方法是在過渡段設置相應長度的搭板,這樣在搭板長度范圍內,在車輛荷載作用下,路面會逐漸發生彎沉變化,這種方法能夠有效解決過渡段的剛柔差異問題,但會給施工帶來較大困難;第二種方法是采用預留反向坡度的方法,也就是橋臺與搭板的連接處標高相同,而與路面連接一端則略高于設計標高,從而形成一個預留的反向坡,其坡度的大小可根據具體計算的沉降差來確定,采用這種方法時,應該保證路線的縱斷面平順;第三種方法是搭板與面層頂面平行,將搭板頂面標高與橋面面層底標高設置一致,也可與正常路段基層頂面標高一致,不僅可以解決施工困難的問題,也可有效解決橋臺與路基剛度差異的問題。
2.1.2 搭板及其頂層的施工技術
混凝土搭板施工時,應該按照要求進行立模,對混凝土表面的坡度及平整度進行嚴格控制。如果搭板與基層頂面的距離較小,基層厚度較小時,為了避免壓路機作業時對搭板造成損壞,在鋪筑底面層瀝青混凝土時,應該先將鋪好的水泥穩定碎石基層鑿除,然后用底面層瀝青混凝土進行統一填筑和找平,從而保證過渡段的整體強度。
如果不設置搭板時,則需要精密的設計臺后填筑方式,并嚴格控制施工質量??刂坪锰盍腺|量和壓實度,可采用鋪設土工格柵或填筑聚乙烯塊等方法來提高結構強度。
可以通過合理的地基處理方法,來改善地基的承載力或其他各項性能指標,從而減少沉降與反復凍融對地基造成的影響,縮小橋臺與路基的剛度差異。通常地基施工時,可采用加筋及土工格柵的方法來對橋涵過渡段進行處理。加筋法就是在過渡段的路堤當中埋設一定量的拉筋,從而形成加筋土路基結構,加筋土不僅可以提高路基的強度,也可明顯增加路基的剛度,進而達到降低路基變形的機率。施工時可以根據設計要求的過渡段長度,以及路堤與橋臺剛度的差值來對拉筋布置情況進行調整;土工格柵法就是在臺背沿路基方向將土工格柵錨固于臺背上,可采用分層設置的方法。土工格柵的長度變化應該從下至上逐漸增長,間距逐漸變窄,分層設置土工格柵時每層夯實。
在路橋過渡段,為了避免水沿著連接處下滲而降低連接處的整體穩定性。應該根據填筑材料、當地的氣候特征等情況來選擇合理的排水方法。在臺背路基填筑之前,需要在原地基土上設置上泄水管或盲溝。在臺背后整個寬度范圍內鋪設上一層隔水材料。在地溝處鋪設塑料泄水管,并將出水口伸出路基外或橋頭錐坡外。同時在排水管四周鋪設透水性較好的砂石材料。如果需要可在臺后填方中設置一層排水墊層,以提高路基的滲透固結速度,減少工后沉降。通常墊層的厚度可在1~2m,并要高出原地面0.5m以上,以避免原地面地下水的入侵。
2.5.1 臺背材料的選擇
由于路橋過渡段存在一定的剛柔差異,所以填料剛度最好介于橋臺材料與路基材料之間;由于橋臺后的壓實作業比較困難,所以應該選擇容易壓實的材料;另外還應該要求填料具有較好的透水性。通常情況下路橋過渡段所采用的主要填料有砂礫石、碎石、中粗砂或其他工業廢渣等。如果采用滲水性較差的粘性土,應該在其中摻入石灰、水泥等材料,以提高填料的穩定性;土工合成材料也是一種較好的填料,土工合成材料能夠有效降低填土的自重,從而減少自然沉降量以及對橋臺的擠壓作用;另外,從工程成本控制方面考慮,在選擇填料時應該本著就地取材的原則,盡量選擇當地干容重較大的砂礫土或其他具有較強透水性的材料。
2.5.2 臺背壓實技術
壓實不良是造成路橋過渡段沉降跳車現象的重要原因。受施工場地限制,壓實作業面較為狹窄,這就限制了大型壓路機的使用,從而影響了壓實度控制。為了提高臺背的壓實度,施工時應該嚴格遵守分層夯實的原則,臺背回填料的松鋪厚度應該控制在20cm內;對于通道、涵洞可先填筑路堤,然后開挖,以減少夯實的寬度;壓實完成后,需要對壓實度進行檢測,以確保壓實質量。
在路橋過渡段進行公路路基路面施工時,首先要考慮的就是如何對容易出現的沉陷、跳車等病害進行有效預防。施工過程中應該盡量合理選擇地基處理方法,加強對過渡段每道工序的施工控制,從而減少過渡段的不均勻沉降,提高路橋工程的整體質量。
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