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公路橋梁橋頭跳車的分析與防治

2014-03-24 06:10:15吳秋福
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年9期
關(guān)鍵詞:施工

吳秋福

摘 要:結(jié)合我國公路建設(shè)現(xiàn)狀,研究分析公路橋梁橋頭跳車病害的各種成因,介紹幾種常見的橋頭跳車的處理方案,提出一些有效的防治橋頭跳車的措施。

關(guān)鍵詞:橋頭跳車;跳車分析;地基處理;設(shè)置搭板;施工控制

1 定義及危害

1.1 定義

橋頭跳車就是由于公路橋頭及伸縮縫(橋頭引道)處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺(tái)階而引起車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象。當(dāng)這種高差達(dá)到110mm以上后就會(huì)使過往的車輛產(chǎn)生跳躍。

1.2 跳車危害

橋頭跳車的主要危害表現(xiàn)為:(1)影響行車安全、降低行車速度。(2)車輛通過時(shí),司機(jī)和乘客感到顛簸不適,甚至造成車輛大幅度減速,可能導(dǎo)致車輛阻塞甚至發(fā)生交通事故。(3)增加車輛運(yùn)營(yíng)費(fèi)用和加速橋梁及路面的病害產(chǎn)生。

2 橋頭跳車成因分析

引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。橋梁與道路同時(shí)發(fā)生沉降,但兩者的沉降量有很大差異,道路的沉降量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量。橋梁完工時(shí),沉降就基本穩(wěn)定:但高填土路堤的剛度很小,在車輛荷載的反復(fù)作用下產(chǎn)生較大的塑性變形,當(dāng)這種沉降變形達(dá)到一定程度,就會(huì)產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象。這是產(chǎn)生橋頭跳車的主要原因。

2.1 地基沉陷

橋梁通常橫跨溝河,地下水位較高,這類土天然含水量大于液限,孔隙比大,常常含各種有機(jī)質(zhì),可壓縮性較高,抗剪強(qiáng)度較低,車輛在路面運(yùn)行,這類土天然結(jié)構(gòu)遭受破壞,抗壓強(qiáng)度就降低,橋頭一般路基填筑高度較高,產(chǎn)生基底應(yīng)力相對(duì)較大,在車輛荷載作用下,就更容易引起地基沉陷,造成路面高程下降,而橋臺(tái)高程不變,這種變形往往持續(xù)幾十年,這是引起橋頭跳車的主要原因。

2.2 路基壓縮沉降

路基在自重和汽車荷載的反復(fù)作用下,產(chǎn)生較大變形,這種變形包括壓縮沉降與側(cè)向變形,這種變形不斷積累,形成橋頭的沉降差。臺(tái)后填料多是透水性較好的材料,孔隙率大,并且受施工作業(yè)方面影響,不能全部消除填料顆粒間孔隙,在車輛荷載和自身重力反復(fù)作用下,填料顆粒間空隙不斷被壓縮,孔隙率不斷減少,于是頂面就產(chǎn)生沉降,當(dāng)沉降量達(dá)到一定程度,就造成車輛經(jīng)過時(shí)跳車。

2.3 施工不規(guī)范

目前,在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)下,有些施工隊(duì)伍素質(zhì)不高,光追求高速度,高效益,施工時(shí)不嚴(yán)格按照施工規(guī)范作業(yè),填土速度過快,沒有嚴(yán)格控制每層填土厚度,沒有嚴(yán)格按照施工方案碾壓、每層壓實(shí)度檢測(cè)頻率不夠,壓實(shí)度不能夠全部滿足設(shè)計(jì)要求;填筑材料沒有把好質(zhì)量關(guān),含有較多的有機(jī)雜質(zhì)或不同的土質(zhì)混合填筑;排水措施不當(dāng),造成局部含水量較高;壓實(shí)機(jī)具不配套,橋臺(tái)背后施工空間小,大型壓實(shí)機(jī)具的使用受到限制,不能無限靠近臺(tái)帽、耳墻,存在施工死角,橋臺(tái)背后的填土不能達(dá)到要求的壓實(shí)度。這些施工不規(guī)范的因素使填土不穩(wěn)定,完工后沉降量還較大,并且沉降不均勻,這也是造成橋頭跳車現(xiàn)象主要原因之一。

2.4 橋頭路堤滲水破壞

橋頭的差異沉降容易造成路面開裂,路面水順著裂縫滲入路基,造成路基填土含水量過高,受浸泡的路基強(qiáng)度指標(biāo)下降,土基軟化,造成路基下沉,導(dǎo)致跳車。同時(shí)還易發(fā)生唧泥等形式的破壞,跳車又加大了車輛荷載對(duì)路面和路基的沖擊力。如果養(yǎng)護(hù)維修不及時(shí),這種惡性循環(huán)會(huì)使破壞程度不斷加劇發(fā)展。

3 橋頭跳車病害防治措施

3.1 地基處理

不同的區(qū)域,地基土的各種指標(biāo)不同。為能最大限度的消除橋頭跳車現(xiàn)象,對(duì)橋頭地基進(jìn)行有效的處理是非常必要的,地基的處理方法多種多樣,用得比較多的有以下幾種方法。

3.1.1 換土墊層法

(1)灰土墊層:適用于地下水位較低,基槽經(jīng)常處于較干燥狀態(tài)下的一般粘性土地基的加固。

(2)砂墊層和砂石墊層:砂墊層和砂石墊層是將基礎(chǔ)下面一定厚度軟弱土層挖除,然后用強(qiáng)度較高的砂或碎石等回填,并經(jīng)分層夯實(shí)至密實(shí),作為地基的持力層。

3.1.2 夯實(shí)地基法,其中包括重錘夯實(shí)法和強(qiáng)夯法

擠密樁施工法包括灰土擠密樁、砂石樁和水泥粉煤灰碎石樁。

填土預(yù)壓法,等到沉降穩(wěn)定后,再進(jìn)行下步工序施工。

這些都是行之有效的方法。工程綜合考慮實(shí)際情況,選擇合適的處理方法,用來改善地基性能,提高地基承載力,減少地基沉降。

3.2 臺(tái)背填料的選擇

由于臺(tái)后路基壓縮沉降是橋頭跳車的主要原因之一。因此,選擇填料至關(guān)重要。選用壓縮性小,孔隙率大的填料,如半剛性填料、透水性的砂礫等,可以有效的減小臺(tái)背路堤的沉降量。透水性好、內(nèi)摩擦角大的材料能夠有效地減少壓縮沉降。(1)石灰、粉煤灰、碎石按一定比例混合就稱為二灰碎石,二灰碎石填料在我國應(yīng)用較普遍。(2)用低劑量(6%或8%)的石灰穩(wěn)定改善土進(jìn)行臺(tái)后填筑也能取得比較好的效果。(3)土工格柵處理路基填土。(4)在原地表設(shè)置碎石墊層,能夠及時(shí)排出路基內(nèi)多余的水分。不管用什么填筑臺(tái)背,臺(tái)背填料各層的壓實(shí)度是工程質(zhì)量的重要保證,臺(tái)背填料的每層壓實(shí)度至少要達(dá)到96%以上。

3.3 設(shè)置搭板

橋頭搭板的設(shè)置能有效減小橋頭跳車,通過搭板把地基的不均勻沉降量分散在搭板長(zhǎng)度范圍內(nèi),路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到橋臺(tái)上,避免橋臺(tái)與路面臺(tái)階的出現(xiàn)。橋頭搭板有利于橋頭與路堤的平緩過渡,調(diào)節(jié)橋面、路面之間的不均勻沉降,在橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用,效果較好。設(shè)置的搭板應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件:(1)搭板的長(zhǎng)度中小橋一般為6-8米,大中橋一般為8-12米,寬度一般為距路緣石50厘米。(2)將橋頭搭板設(shè)計(jì)為一端簡(jiǎn)支、一端自由的地基粱,當(dāng)橋頭地基沉降時(shí),其可以單獨(dú)支承路面上通行的車輛荷載。

3.4 施工控制

嚴(yán)格控制施工,是保證工程質(zhì)量的前提。在施工中,我們一定要做到以下幾點(diǎn):(1)對(duì)施工工序進(jìn)行合理安排,如果條件允許,先把橋臺(tái)處路基和錐坡填土完工,再施工臺(tái)樁基和臺(tái)帽,能有效保證路基壓實(shí)度。(2)控制好填料質(zhì)量,控制好填料的各項(xiàng)指標(biāo)。含灰量、含水量不合格的決不允許施工。(3)嚴(yán)格控制好每層填筑厚度,碾壓遍數(shù),并對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測(cè),特別是控制好壓實(shí)度,不要留任何死角。(4)臺(tái)背填料盡量選擇透水性好的材料。

4 結(jié)束語

(1)首先要保證原材料質(zhì)量關(guān)及生產(chǎn)質(zhì)量關(guān),尤其要對(duì)施工前材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查,不合格混合料要堅(jiān)決棄掉。(2)橋頭地基處理是非常必要的,結(jié)合各自的實(shí)際情況,選擇最有效合理的處理措施及施工方案。(3)橋頭搭板設(shè)置能有效的緩和橋臺(tái)與路堤之間沉降差出現(xiàn)。(4)不嚴(yán)格按規(guī)范施工,會(huì)加劇橋臺(tái)與路堤的高差,因而加劇了跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生,所以,施工質(zhì)量也必須嚴(yán)格把關(guān)。橋頭跳車是一種成因復(fù)雜的病害,影響因素多種,這便需要設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位做到具體情況具體分析,各部門協(xié)調(diào)合作,制定切實(shí)有效的解決方案,使橋頭跳車時(shí)處理達(dá)到最好的結(jié)果,讓有限的資金發(fā)揮最大的效益。

參考文獻(xiàn)

[1]隋耀華,王曉峰,王桂堯.橋頭跳車產(chǎn)生原因及防治措施研究[J].湖南交通科技,2003.

[2]凌曉,李志能,凌堅(jiān)橋頭跳車的原因分析[J].路基工程,1999(3).

[3]王明懷.高等級(jí)公路橋頭跳車病害的成因與防治研究[J].華東公路,1996.

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