張凱
(貴州省公路工程集團有限公司貴州貴陽550000)
如何保證土方路段橋頭跳車病害
張凱
(貴州省公路工程集團有限公司貴州貴陽550000)
橋頭跳車現象高速公路常見的工程問題,隨著社會進步與發展,高速公路已成為現代化建設不可或缺的重要基礎設施,如果橋臺臺背回填土不適當地處理,容易導致橋頭跳車現象的發生。因此,如何有效地進行背背處理,有效控制跳車現象,保證高速公路交通正常運行,引起了工程界的極大關注。本文對跳車產生的原因、跳車產生的危害進行了系統分析,并結合工程實踐經驗,提出了橋頭跳車控制措施,最大限度減少病害發生。
橋頭跳車;土方路段;危害;控制措施
隨著經濟的高速發展,尤其在我國,自從加入WTO以后,國內車輛行業水平逐漸向發達國家靠近,伴隨著各種各樣的高等級公路如雨后春筍般應運而生,近而導致橋頭跳車現象越來越嚴重,在高等級公路中已成為一個急需解決的問題之一。為了國內基礎建設的需求,道路建設力度加大,但近年來由于許多原因,一些高等級公路建設,通車沒多久就出現了嚴重的跳車現象。當高速車輛遇到不均勻,甚至有裂紋的路段,在高速行駛狀態下,由于慣性會出現車輛跳躍情況,不僅降低了乘坐舒適性,而且影響了交通安全。
現今對公路技術人員提出的挑戰性問題就是如何有效地消除或最大限度地減輕橋頭跳車現象產生的危害從而最大限度地滿足高速公路行車過程安全和保持高速勻速行駛的要求。
1.1 降低車輛行駛速度
當車輛經過路基和橋頭臺背向的沉降帶時,為了防止車輛嚴重顛簸,司機將被迫制動減速,這樣就會使高等級公路的使用功能大幅下降。
1.2 容易引起交通行車事故
由于車輛通過“臺階”(橋臺和路基之間不均勻沉降形成的)會出現車輛的跳動,引起車輛振動,會造成乘客和司機不舒適,并且司機還會受到不好的心理影響,會嚴重的影響車輛的正常運行,如果剎車不及時,很容易造成交通事故。
1.3 降低伸縮縫使用年限及車輛壽命
在車輛通過橋頭時出現的跳動和受到的沖擊,這增加了橋梁和道路不必要的附加載荷,加速了橋臺、橋梁板、橋臺支座和伸縮縫損壞速度,特別是支座和伸縮縫的損壞、磨損,同時也對汽車零部件,輪胎造成磨損,降低了車輛的使用壽命。
1.4 造成大量經濟損失
跳車現象發生后,會造成不必要的損害,比如車輛零件磨損以及路基和壩肩裂縫,這就需要大量的維修費用,造成可以避免的經濟支出。
2.1 路基填料的壓縮
在橋梁施工中,一般按照正常的順序進行施工,工程師根據橋梁設計完成一部分施工,然后在橋梁支座的兩端進行路基和路堤的施工。由于開挖后的回填土疏松,土體體積變大,穩定性降低。在這種情況下,若道路建設和經營規模小,大型機械的方法難以實施,所以在橋兩側形成了高填土,施工周期短、工作面窄小的路段;任何施工的條件下,靠近路堤位置壓縮都達不到設計要求,人工壓縮固結沉降也不均勻。在實際工程中,土方工程一般是達不到最佳含水量,同時臺背一定范轉圍內土方壓實往往輔以人工夯實,壓實功較小,局部壓實程度很難達到施工工程質量要求。
2.2 臺背回填存有的問題
路基壓實度不滿足橋涵臺背回填施工工藝的要求往往是一些嚴重的問題,但是這個問題是不可避免,主要原因有兩點:①在施工過程中,按照每層回填外土,由于施工不確定因素造成鋪設不均勻,使每層回填壓實未能充分;②施工人員自身原因,不按照施工規范進行施工,沒能達到壓實標準,因此未能控制好回填土含水量。
3.1 利用強夯加強地基承載力
路段的接縫處是地基的薄弱點,當此處地基下沉時,為避免跳車現象的發生,最有效的補求方式就是進行強夯。這種方法是運用400kN左右的重錘,讓其從50m的高度內進行自由落體運動,利用這種強大的沖擊力,使地基內部產生共振,強大的沖擊波會使地基內土層抱合更加緊密,從而達到提高地基強度的作用。這種處理方法的好處有:
(1)使用這種方式進行處理的地基承載力會翻倍增加。比如砂石的承載力會是原來的5倍,而泥灰巖土的承載力將是原來的4倍。
(2)能夠有效地減少地基油層降不均現象發生。時的路面在碾壓后冷卻度還沒有達到標準,同時也不能在路面的面層表面灑落礦料物質和油性物料等等,并時刻觀察瀝青混合料路面表層的整潔狀況,一旦出現雜物和污染就要在第一時間進行清除,使其保持干凈無污物的狀態,實現碾壓效果的最佳。
3.2 加筋土橋臺地基處理
3.2.1 土工合成材料的應用
(1)處理半填半路基
在自然地面坡降小于等于1:5的路基邊坡,路基開挖應建立臺階,臺階寬度大于或等于1m,必要的公路施工階段應擴大標準。新老路基填方邊坡之間,須修建放坡臺階,高等級公路的臺階寬度一般2m,在每層臺階鋪設面下面5cm增鋪一層土工格室,借助于土工格室特有的控制側向位移能力以及網兜效應,能有效的處理不均勻沉降問題上的難點,從而有效控制橋頭跳車。
(2)臺背路基填土加筋
和土工格柵在工程上的使用效果做比較,土工格室可以更好地達到橋臺加固的目的,土工格室和回填可以產生足夠大的摩擦力,有效降低路基和橋臺之間的不均勻沉降。
3.2.2 在橋臺地基處理中的應用
土工合成材料加筋土橋臺組成包括支承材料、面板和幾種不同類型的連接。與常見的剛性橋相比,加筋土橋臺具有以下優點:加筋土結構為柔性結構,能承受出現不良反應的基礎產生的變形,最大限度地吸收地震能量,從而保證上部結構施工正常進行,不需要大規模的建設制備設備,現場制備要求比較小,占地面積也小,基本要求略低于普通剛構橋施工,施工工人只需要一般的施工工藝,橋臺外觀可根據環境保護和周邊環境,靈活的布局和處理。
通常根據加筋土是如何承受上部荷載傳遞的情況,從結構上可以分為復合加筋橋臺結構和整體加筋橋臺結構,組合橋臺結構是基于加筋土和橋臺柱之間的不同,分為內部和外部相結合的組合式橋臺結構,如圖1所示。這兩種類型的支座在實際工程中有很大的差別,在實際工程中需要分開施工。
3.3 路基路面壓實施工技術
3.3.1 灌砂法
壓實施工技術在當前公路建設中的應用是很常見的,它是通過噴涂砂質顆粒填充測量圓洞空間,砂顆粒的密度和體積都是相適的,它可以準確地測算出產品圓形孔的實際尺寸。在實際道路施工中,它具有成本低、操作簡單、精度高的優點,但這種技術也有局限性,其適用范圍不大,設計應用前應做好預先規劃,不能盲目使用。

圖1 加筋土橋臺類型圖
3.3.2 環刀法
環刀法的實際應用具有一定的發展歷程,從其實際應用來看,它屬于傳統的“土方”,實際操作簡單方便,且效率很高,但由于路基路面壓實的高精度的不足,其技術含量低,因此,這只適用于一些類型的道路路面壓實情況,如無機細粒薄層效應試驗是非常好的,但相反的是在土壤壓實土路面結構相對穩定的情況下,正常使用范圍不廣。那么對于技術人員,在對路基路面壓實度進行實地檢測和考察的同時進行壓實操作,有必要保持操作的靈活性,才能高效、科學、集約化,從而達到壓實的目的。
橋頭跳車是常見公路病害之一,對行車舒適性和安全性造成嚴重影響,給公路養護帶來成本負擔,制約了公路事業的發展。而引起跳車的根本原因主要是橋梁與道路交接處的不均勻沉降,所以控制跳車的關鍵也是如何控制沉降。由此可以看出,筆者認為,借助于加筋材料在橋臺地基中的應用,可以減小路基與橋臺之間臺階沉降,加之道路路基路面的壓實施工,二者結合從而使整個公路工程的施工質量得到保證,為施工單位創造更多的經濟效益和社會效益。
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U416.1
A
1004-7344(2016)30-0167-02
2016-10-9
張凱(1973-),男,漢族,貴州安順人,工程師,大專,主要從事公路施工管理工作。