包勃芝
摘 要:隨著時代的發展,道路越來越多并且對道路的要求也越來越高。根據近幾年道路的運行情況,發現橋頭跳車是幾大嚴重的病癥之一。此文分析了此問題的危害性,產生此現象的成因主要是地基自身的沉降,內部填土密度變化而產生的沉降以及排水不暢造成的水土流失。針對幾項問題提出了換置填充物、強夯法還有使用CFG柱的方法,并且對每一種方法的技術要求和作用進行了簡單闡述。
關鍵詞:橋頭跳車;臺背;不均勻沉降;處理方法;技術研究
中圖分類號: U416 文獻標識碼: B 文章編號: 1673-1069(2017)04-63-2
1 病害影響及分析
1.1 橋頭跳車
橋頭跳車是由于橋與道路銜接的部分形變或者有裂縫,更嚴重的出現明顯的層次,類似凹槽,車輛經過時不會平穩駛過,受到不同程度的沖擊可能會出現停頓、顛簸、搖晃的情況。而這可能會在沖擊的時候加重了車輛的重力,更加速了橋與道路銜接部分毀壞情況的惡化。
1.2 橋頭跳車帶來的不良影響
①二次降低車輛行駛速度。當司機看到橋時,會主動降低車速以便上坡。如果有跳車現象發生,伴隨著車輛的顛簸、震動車輛的速度會被迫二次降低。對車的發對機造成更大的壓力。②安全風險增大。輕微的跳車現象,會使乘坐的舒適感降低。而嚴重的跳車現象可能會導致車輛搖晃厲害司機無法控制車輛平衡,甚至失控造成翻車,引發嚴重的車禍。③對車輛的損害增加。當遇到橋頭跳車現象,司機會用減速來處理,經常性的剎車減速對車輛的使用壽命會有所折損。其次,不斷地剎車對輪胎和車內零件的摩擦也相對提高。如此一來,車輛的使用壽命會大大縮減。
1.3 橋頭跳車產生的原因
①現有的地基沉降。修筑路堤時在現有的地基上,路堤填土的自重以及過往車輛自身負載施加在地基上,使地基間產生縫隙,進而沉降變形。②路堤密度增加造成的沉降。路堤自身有自重再加上過往的行駛車輛對路堤的正面施壓(在發生橋頭跳車時壓力更大),造成路堤內部填土密度逐漸增大從而產生路堤的變形。③雨水滲入。當下雨雨水排出不順暢時,雨水會滲進路堤和地面連接的縫隙中。雨水在路堤內部流動,造成路堤內部的細沙位移甚至流失。④對道路的損害也會增加。在跳車現象中,小型的車量會對道路產生更大的摩擦,而大型的車輛在增大了摩擦的同時,也大大增加了道路要承受的重量,對路面造成更嚴重的損壞,促進路面的惡化。
2 病害處理方法及技術研
2.1 處理方法研究
橋頭跳車的主要產生原因就是不均勻沉降造成的,對臺背的基地進行加固處理便可以有效地控制橋頭跳車的現象。尤其當地基為不硬實的軟土和易流動陷入的黃土,要采用特殊的方法才能更好地解決不均勻沉降,增加承受程度,減少沉降的距離,進而減少路堤和地面銜接處的沉降差。
在實行的過程中還要考慮土壤、費用、可操作性。安全性等因素,選擇最適合的方法。
2.2 處理方法
2.2.1 更換填充材料
在修建路堤時,如果想要路堤的第一層有一個較高的壓實度,首先地基就要有足夠得強度,不然很難達到要求。要想使地基有足夠的壓實度和承受程度,在臺背回填之前,一定要反復充分碾壓臺背地基。但是有時即使已經盡最大程度的讓它充實,但由于臺背地基太過軟弱,還是無法達到想要的承重力要求,填土高度沒有達到標準的時候,可以考慮對臺背地基進行少層面的更換材料。例如砂碩、中沙、粗砂。如果條件尚可也可以選擇石渣。塊石等材料,如果材料不充足,也可以采用石灰或者水泥替代。然后再碾壓,進行臺背的回填。
2.2.2 強夯法
強夯法在處理地基沉降問題上應用十分廣泛。強夯法是把100-400kN的重錘在6-40m的高處釋放,讓其自由落體,產生的能量施加在地面上,使地基形成沖擊波和動應力,這樣地基土就會變得更加密實,增加了可以承受的強度,可壓縮的空間減小。強夯法不僅可以壓實地基將地基擠密,還可以通過這個方法,破壞土地內部結構、硬度強的大孔隙結構,以免以后造成塌陷。強夯法不僅能增大地基的承受能力,并且承受能力會成倍的提高。有粘性的土壤,可提高1-3倍。粉狀砂土,承受能力可以提升4倍之高。沙土和泥灰巖石,承受力可提高2-4倍。
經過此方法的嚴密打擊和振實,土地的可壓縮性會大大縮減,大約2-10倍。地基更加均勻,在施工加荷之后地基沉降的差值可以控制在標準的范圍內,在工程使用中這種沉降差可以忽略不計;還可以很大程度的縮短施工時間,強夯可以使5-12cm厚的砂紙層瞬間沉降15-40cm,再次強夯,可以再次壓縮60%,臺式設備每天壓縮的平均距離為300-600平方米,這種壓縮速度另其他的方法望塵莫及。被強夯過的土地不用等待,可以立即開始施工其他的工程。
2.2.3 CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)
隨著復合地基理論的研究和應用近年來得到快速發展,產生了很多樁型、施工設備和施工工藝。
CFG樁就是其中之一,它是在碎石樁的基礎上發展而來的。它的主要原料有碎石、石屑、粉煤灰、水泥和水,原料攪拌而成,有很高的粘結強度。碎石相當于這個木樁的粗骨料,石屑可以填補碎石之間的空隙,可以說是僅次于骨架的重要材料。粉煤灰發揮填充作用的同時,還具有火山灰的作用。和水泥還有水按比例調和攪拌之后,強度可達到C5-C10.最高可達到C20。褥墊層的作用原理:樁和樁之間的土壤由于是不同的承受工具,它們所能承受的最大限度的重量差距也很大,不方便直接受力。在它們上方增鋪了碎石和石屑之后,大大增加了有效的受力面積,同時解決了承受重量有差異的問題,如果發生不均勻沉降,褥墊層也可以發揮補償的作用。CFG樁和每根樁之間的填土通過由碎石和石屑組成的褥墊層構成CFG復合地基。想要讓沉降呈一個遞減的趨勢,可以通過控制調節樁在底下的長度從而控制地基的沉降量。可以通過漸變樁達到橋臺與路堤的平緩過渡目的;CFG樁比碎石構成的地基樁更具有粘合性,承重力更高。在受到壓力時,CFG樁比軟土抗壓,伸縮性也更小。
2.3 CFG樁實行技術
樁的直徑不大時,可以使用振動沉管樁打樁機或螺旋機,也可以振動沉管機和螺旋機混合一起工作。當樁徑較大時,則采用鉆孔灌注樁的成樁設備。在正式開始之前要進行檢測,確定樁的質量,以及相關技術參數,然后再開始大規模操作。目前最常見的是振動沉管機,所以本文針對此設備的施工技術進行闡述。
2.3.1 操作順序
打樁有很多種打法,樁適用于那種打法還要再進行測試使用連打法還是間隔跳打法。如果是一根接一根地打進去,對旁邊的樁造成壓力較大,有可能破碎開裂,如果土質較粘有可能造成地面隆起。如果是間隔的打樁,不易出現上述情況,但如果土質較硬在兩個樁之間加新樁的時候也有可能造成兩側的樁被振斷。如果土質松軟,且樁間距較大,則非常適用于此方法。如果是飽和粉狀類型的土地中,則不宜用此方法。
2.3.2 施工技術
打樁的設備要水平,且穩固,確保沉管與地面是垂直狀態,垂直偏差要非常小。若樁尖是采用鋼筋混凝土材料,埋土深度要大于320mm。啟動機器,要觀察設備的穩定程度,如出現偏斜、錯位的現象,應立即停止。工作過程中也要時刻注意激振電流的變化,最好1m記錄一次,土層的變化要做特殊的聲明。
2.3.3 投放材料
可以采取在沉管的過程中進行空中投料。沉管到標準后盡快投料,料面與鋼管口平齊。如投料的量并不多,可以在拔管的過程中投料,這樣會更精準。材料的配必要嚴格遵守,碎石和石屑的雜質要小于6%。混合后加入攪拌機放水攪拌,時間要長于1分鐘,成樁后上面的浮漿要少于200mm。
2.3.4 拔管
混合料面和鋼管水平以后,開動設備,振動一會兒以后,邊振動辯拔管。速度要均勻,確認成樁以后封頂,準備打下一根。
3 結論
橋頭跳車是現在待解決的嚴重的公路問題之一,對安全、經濟有不同程度的影響。根據橋頭跳車產生的主要原因地基自身的沉降,內部填土密度變化而產生的沉降以及排水不暢造成的水土流失,可以考慮換置填充物、強夯法和CFG柱的方法,選擇最合適的方法對癥下藥。并且執行過程中要嚴格控制各項標準,以免影響方法效果。
參 考 文 獻
[1] 程翔云.橋頭跳車防治和綜述[J].公路,2011(12):1-7.
[2] 劉蕾.橋頭跳車理論淺析及防治綜述[J].云南交通科技,2013,17(2):37-39.