蘆 麗 芳
(太原市市政工程總公司,山西 太原 030002)
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橋頭跳車產生原因及防治措施
蘆 麗 芳
(太原市市政工程總公司,山西 太原 030002)
通過分析橋頭跳車產生的原因,從基底處理、設置搭板、回填質量、減輕交通負荷、排水處理等方面,闡述了防治橋頭跳車的措施,有利于提高道路的質量,保證行車的舒適度和安全性。
橋頭跳車,地基,搭板,排水處理
橋頭跳車是影響道路建設中普遍存在的一種病害,由于橋臺屬于剛性結構,理論上來講,其變形沉降量很小,甚至可以忽略不計。而與橋臺連接的道路屬于柔性結構,其沉降量較大,且隨著時間的推移會逐步加大然后趨于相對穩定。因此在同一時間節點,橋頭兩端路堤與橋臺本身的沉降量不一致,隨著時間推移累積到一定程度時,就會致使路、橋相接處縱斷面線形發生突變,形成錯臺或凹槽,使得車輛在通過這些地方時發生明顯的顛簸現象,而且直接影響行車速度以及行車的安全性和舒適性,這時橋頭跳車就發生了。
1.1 地基的沉降
原土地基土質不良,由此產生沉陷是產生橋頭跳車現象的主要因素。城市道路在遇到大型的十字路口時,考慮到對周邊建筑物的影響,有時不能采用高架橋,此時就只能采用下穿的方式,設置箱涵通道,下挖深度往往低于地下水位。即使在地下水位較低的地方,也會遇到軟土地基,此類土天然含水量較大,天然孔隙比也很大,壓縮性高,抗剪強度低,因此一旦受到擾動,天然結構易受破壞,強度便顯著降低,在車輛荷載作用下,更易引起地基沉陷。在箱涵兩端與道路相接的部位容易引起道路結構破壞。
1.2 臺背填料的影響
在市政工程施工中,無論是開挖后箱涵兩側的回填,還是在高架橋施工時道路引道與臺背連接處的回填,其回填質量都會是造成橋頭跳車的原因。而填料的選擇也是影響臺背回填的重要因素。臺后填料一般選擇為滲透性材料,存在著多孔隙,在外力作用下會產生變形,主要為彈性變形和塑性變形,當塑性形變量較大時,該形變會使橋頭的沉降差變大,從而導致橋頭跳車的發生。
1.3 基礎結構變化
雖然從表面看,絕大多數城市道路都為瀝青混凝土路面,但實際上橋梁與道路下的基礎結構完全不同。橋梁基礎為剛性基礎,而道路下為柔性和半剛性基礎,橋梁基礎與路基基礎的承載能力不同,橋臺與臺背路面在結構上存在著差異。在車輛荷載作用下,由于橋臺側的基礎都有足夠的深度和強度,另外橋的整體性也可分散車輛荷載,因此對于橋臺側的沉降量,可基本視為零。而對于路基側,即使是通過驗收合格達到規定強度的路基,在車輛荷載的作用下相對于橋臺仍然會有較大的沉降量。正是因為兩側變形量的不同,產生的相對沉降,致使路面結構出現或輕或重的破壞,形成了橋頭跳車。
1.4 交通方面的原因
隨著經濟的發展,車輛在不斷增加。道路的日均車流量往往會超過設計的車流量。在中環路剛剛通車時,車流量很小,近幾年隨著周邊樓盤的開發建設,中環路經常會出現嚴重擁堵,這直接反映出車流量的不斷增加,而且這種趨勢還在日趨嚴重。這種情況加重了道路的負荷,使道路提前進入疲勞期。另外市內的許多建筑工地施工,需要大量的地材,一些重型的車輛如混凝土罐車、運輸水穩和瀝青混凝土的車輛也需要在這些道路通行,或多或少增加了道路損壞的可能性。
1.5 施工方面的因素
由于在市內施工,往往受到周圍建筑和現場條件的影響。在下穿通道開挖時,兩側僅僅能夠保證工作面的寬度,空間比較狹窄,在臺背填料回填時,基本無法使用大型機械,主要是采用輕型機械夯實和人工夯實,很難保證達到設計要求的壓實度,特別是邊、角等部位,壓實度更低,形成了欠壓實區,這一區域會產生較大沉降,進而出現明顯的橋頭跳車。另外,在高架橋的臺背填料選擇上,雖然近幾年采用了更多的透水性較好的材料,如砂礫、級配碎石等,但是在靠近橋臺的部分,大型機械在碾壓的過程中,為避免碰觸到橋臺,造成外觀損傷,無法碾壓到邊,而工期要求又比較緊,很多施工隊伍施工不認真,忽略這些細節的處理,進而導致臺背回填質量達不到設計要求,必然會導致橋頭路基沉陷。在車輛荷載和自身重力作用下,填料迅速壓縮,孔隙率降低,因而在短時間內會產生壓縮沉降,造成橋頭的跳車。在工程實踐中,即便施工時工序符合要求,而且壓實度達到要求,但臺后填土較高,隨著時間推移,也會產生不可避免沉降。
有時臺后填土荷載對基底產生附加壓力,嚴重時會使橋臺向后傾斜,發生不均勻下沉,危及行車的安全。
2.1 基底處理
由于太原屬于濕陷性黃土地區,對于原狀地基必須進行相應的消除濕陷性處理,可以在基底換填0.8 m~1.0 m灰土進行處理。如遇到軟弱地基可采用粉噴樁復合地基加固法,但此方法造價較高,也可采用換填透水性較好的材料,要根據實際情況而定。
2.2 臺背填料選擇
目前太原市在臺背回填時,多數選用的都是砂礫回填,其效果也比較明顯,但是仍然存在一定的下沉量,而且目前砂礫的貨源也在不斷的減少,砂礫的質量也存在參差不齊的情況,尋找新的替代材料必須提上日程,在柴村橋立交的施工中臺背填料采用了斷級配碎石的方法,效果有待觀察。也有的橋梁使用了級配碎石摻加一定量的水泥(1%)的方法,效果較好。
2.3 設置搭板
目前大部分的橋梁都設置了鋼筋混凝土搭板,它可以使橋臺與路基相接的部位形成一個過渡區域,從剛性基礎逐步過渡到半剛性基礎,搭板的長度一般為6 m~8 m,厚度為30 cm,在搭板上預留一定高度,一般為15 cm~20 cm,在其上足夠鋪筑一層水泥穩定碎石,使其與路基形成一個整體,保證路基的連續性,使沉降量逐步過渡到橋臺,從而控制橋頭跳車的發生。
2.4 回填質量的控制
在施工中,施工單位必須重視臺背回填質量,將其作為一個重點工作來抓。由于開挖后的基底情況千變萬化,所以在開挖后要對基底進行釬探,確定其承載力是否滿足設計要求,如無法滿足設計,則應請相關設計人員到現場確定合理的處理方案。在回填過程中,要對一些邊角等薄弱部位,采取相應的加固措施,以保證其壓實度。在檢驗檢測時,要適當增加對薄弱部位的檢測,以保證整體回填質量。在回填時要采用錯臺搭接的方法逐步加寬工作面,當工作面達到大型機械施工的條件時,要及時更換碾壓設備。在回填至路基頂面以下1.5 m以內時,可適當進行土工格柵的使用,增加土體的摩擦力和穩定性,增加土體的抗剪能力。
2.5 減輕交通負荷
交管部門應對大部分的市內道路實行大型車輛交通管制,限制其在市內的通行。對于必須在市內通行的大型、重型車輛,應該限時通行或者按照規定線路通行。對于一些寬度較窄的道路,可適當采用單行的方式控制交通流量,保證道路質量的同時,還可緩解交通擁堵。
2.6 做好排水處理
路面積水會對瀝青路面產生侵蝕,加速路面破壞。如果路面破壞積水下滲到路基,又會對路基產生影響,造成路基下沉,特別是在濕陷性黃土路基,影響特別大。因此對于橋頭兩側要根據地形做好排水設施,在瀝青路面攤鋪時要對橋頭的高程進行合理布設,保證路面積水能夠順利排入收水設施之中。
對于橋頭跳車的問題,應該是一個由來已久但又一直未能很好解決的頑固問題,從目前國內外的資料來看,包括我國高速公路施工,也在探索解決這個問題,大家都提出了很多針對性的解決方案,但并不完全通用,在這里筆者也僅僅是針對本地區遇到的情況予以分析并提出一些建議,以期能合理減小橋頭跳車這一病害發生的可能性。
[1] 張銀海.淺談高速公路橋頭跳車問題[J].科學之友,2009(3):55,57.
The causes and prevention measures of bump at bridge head
Lu Lifang
(Taiyuan Municipal Engineering Corporation, Taiyuan 030002, China)
Through analysis on the causes of bump at bridge head, from the foundation treatment, approach slap setting, backfill quality, reducing traffic load, drainage treatment, elaborated the control measures of bump at bridge head, conducive to improve the road quality, ensured the driving safety and comfort.
bump at bridge head, foundation, approach slap, drainage treatment
1009-6825(2017)08-0141-02
2017-01-06
蘆麗芳(1981- ),女,工程師
U418
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