易旭華
摘 要:公路是社會發展的命脈,近年來,隨著經濟形勢的持續向好,社會發展對于高級公路的需求與依賴也在不斷增加。就公路投入運營后的保障工作而言,普遍存在搭板斷裂及不均勻的沉降問題。這些問題的存在不僅威脅著公路的正常運行,同時也會直接導致橋頭跳車的現象發生。本文以此為基礎,圍繞高級公路橋頭跳車的原因及相關預防措施展開探析,希望能夠為今后高級公路的維護與建設工作提供有價值的參考。
關鍵詞:高級公路;橋頭跳車;施工優化
引言:高級公路的建設不僅是一個社會發展的重要指標,同時也是助力社會持續進步的重要保障。在當前高級公路建設領域不斷發展的背景下,公路的日常使用與維護工作也面臨著很多切實存在的問題。橋頭跳車作為其中典型的代表,該現象的存在不僅影響到行車的舒適性與安全性,同時也會對公路的長期運營造成不利的影響。在今后相關工作的開展中,如何徹底有效的解決橋頭跳車的問題,無疑成為了相關工作者值得關注的重要問題。
一、橋頭跳車的原因分析
造成橋頭跳車的原因有很多,就實際情況而言,以下幾種原因更為典型。
1.1、路基沉陷
地質因素是造成橋頭跳車的重要原因,一些地質不良的地區往往也是橋頭跳車現象頻發。橋涵通常設計在溝壑等地區,溝壑地區的地下水位通常較高,且地基土質承載力都存在不足,在這些地區進行道路施工,勢必會存在很大的限制因素。同時在后期車輛長期的荷載作用下,也會出現較為明顯的沉降效果,繼而其自身與橋梁結構出現沉降差最終導致橋頭跳車現象。
1.2、壓縮沉降
臺背填料所選擇的一般是透水性較好的材料,這些材料本身就有著較高的孔隙率。在來往車輛的作用以及其自身的重力影響下,填料會迅速的進行壓縮并導致孔隙率下降。在短時間內的反應會導致出現壓縮沉降效果,繼而引發橋頭跳車的現象。在施工中,臺后填土較高,也會導致沉降現象的發生。因為臺后填土本身的荷載也會對基底產生一定的壓力,長此以往便會出現不均勻的沉降現象并最終出現橋頭跳車的問題。
1.3、施工措施不當
在施工過程中,因人為因素的操作不當也會直接或是間接的導致橋頭跳車。一些施工人員自身沒有較為嚴謹的工作態度,在作業過程中盲目的追求施工速度,沒有按照施工的相關規程作業。在臺背填土的作業中速度過快,導致地基出現擾動與破壞,沒有預留出足夠的時間去固結。除此之外,在施工的過程中也沒有嚴格按照“三分法”進行施工以及分層的厚度以及用料的質量都沒有嚴格的規范和把關。這些人為因素都會直接造成臺背填土的不穩定、工后沉降量較大等現象,這也是當前橋頭跳車現象較為突出的影響因素。
1.4、結構突變
眾所周知,橋臺與臺背路面二者的結構存在有較大的差異,所以在長期的車輛荷載作用下,基層的密實度也在不斷的增加,結構層也會因此受到持續的壓縮。但是因為兩側的抗壓能力存在較大的差異,所以相對的沉降也就無法避免。長此以往便會導致路面結構受到損害繼而出現跳車。
1.5、設計問題
設計工作中存在的缺陷,往往也會限制后期的施工作業以及最終的施工效果。例如在設計工作中對于基底未做徹底有效的處理,對于一些并不理想的地基也沒有徹底有效的去提高其承載力。這樣的規劃勢必會對之后的公路運營造成影響。除此之外,橋梁與引道路面之間的接縫問題也是設計環節的重點優化對象,如果未有效的處理,勢必也會也會因為接縫的損壞而造成橋頭跳車現象。
二、橋頭跳車現象的預防措施
2.1、地基的處理
對橋頭部位較弱的地基進行有效的處理,是控制橋頭跳車的重要方法。當前針對橋頭部位較為軟弱的地基,國內外的應對方法已經相對成熟。例如料粒樁法、加固土樁法等。
2.1.1、深層攪拌加固軟基
通過深層攪拌的方式對橋頭的軟基進行處理,這本身屬于加固土樁的處理類型。該方法主要的使用土質是較軟粘性土。在施工中,首先需要整平原地面,隨后做好鉆機的定位以及鉆桿鉆進。通過強制攪拌以及復拌的過程后在移出鉆桿。這樣的處理方式在實際的應用中有著重要的現實意義,一方面因為該施工過程不會限制路基的填土速率,另一方面因為施工過程無污染和震動,對于周邊的環境及建筑物也不會造成不利的影響。
2.1.2、砂樁加固軟基
通過利用砂樁去固定橋頭軟基的方式,本身也是作為料粒類處理方法。該處理方式在松砂地址軟土等地質條件。在施工的過程中,同樣要平整原地面,而后定位固定機具。隨著樁管的沉入,開始加料并壓實。最后拔出樁管,移走機具。該處理方法在應用的過程中,為了更好地促進地基的固結以及控制后期的沉降,在后期還會配合堆載進行超壓或是預壓施工,以此來保障地基的強度達到理想的狀態,同時促進地基整體穩定性的提高。
2.1.3、塑料排水板堆載預壓
這一處理方法屬于豎向排水體預壓類型的范疇。在該方法在一些柔弱黏性土質中有著廣泛的應用。在實際的應用過程中,為了更好的提高排水效果,促進固結以及控制后期的沉降。在施工的過程中還會配合堆載預壓或是超壓施工,以此來促進地基土有效應力的增加、承載力及穩定力的提高。該處理方法最大的特點在于過程更為簡便且成本較低。但是相比于以上兩種處理方法,該方法的實質效果會有一定的不足,仍會存在少量的工后沉降現象。
2.1.4、換填及晾曬
對于常年積水地段的地基,需展開及時有效的處理。在施工過程中,當地基的厚度小于兩米的時候,可以采用臺背回填相同的材料進行置換。而當地基的厚度較高,置換成本明顯增加的時候,也需要選擇其他類型的處理方式。例如地基中富含有機質的粘性土層,那么便可以進行換填處理,而對于一些含水量較大的粘性土,則可以在施工的過程中進行挖出翻曬處理并回填利用。
當填土的高度小于四米時,開挖深度應控制在0.6米左右,當填土高度大于4m的時候,開挖深度也可以控制在一米以上。在挖出翻曬并回填使用之后,應當采用石灰進行土填筑的穩定。在施工過程中如果如果因天氣因素無法有效翻曬,則可以全部采用石灰進行改良處理。值得一提的是,在這一環節中如果有理想的透水性材料料源的時候,也應該進行優先選用。
2.2、路面處理
2.2.1、設置橋臺搭板
橋臺搭橋的主要作用在于將相關的力從柔性的路堤逐步的轉移到橋臺之上,以此來減緩車輛的跳躍現象。在設置橋頭搭板的過程中,需要結合路基施工之后的沉降值來選擇,通常會選擇設置的長度為三米到十五米之間。在橋頭引道是剛性路面的時候,搭板的縱坡設計也需要平行與路面的設計。同時為了保證搭板的使用狀態,在搭板之上也可以鋪設瀝青。隨著時間的流逝,當搭板出現下沉的問題時,也可以繼續使用鋪設瀝青的方式予以解決。
2.2.2、設置變厚式埋板
為了控制二次跳車問題,也可以在搭板的末端埋設一段變厚式埋板。埋板的長度需控制在三米到五米之前,對于水泥混凝土的路面來說,也可以將搭板連接的路面板換成變厚式板。為了提高該部位的抗壓能力,也可以采用強度和回彈模量均高于其他路段的材料層,這樣的設計也有利于控制錯臺幅度,避免出現二次跳車的現象。
2.2.3、采用過渡式路面
過渡式的路面就是在橋頭一定范圍內鋪設的,用于預防橋頭跳車現象的一種鋪設路面。通常是選擇將相應部位的永久性路面進行改鋪處理,處理的時機選擇應當在路堤沉降基本結束之后。當前過渡性路面的選擇類型也十分的廣泛,例如混凝土六棱塊,半剛性過渡層等。其中六棱塊的主要優勢在于翻修的效率較高,且在水泥混凝土路面以及土路面上應用較為理想。但是這一類型的材料不易于平整的鋪設,所以在行車的過程中仍然會出現小幅度的抖動。所以相比于這兩種類型的路面,瀝青表處過渡層在施工及后期的維護作業中,都有著更為直觀明顯的優勢。待出現較大沉降的狀況時,可通過加鋪瀝青的方式進行完善,以保證高級公路的正常運營。
三、橋頭跳車的處理
在出現橋頭跳車現象之后,當前較為主流的處理方式有換土復填法、灌漿法和重鋪面層法等處理方式。其中灌漿法和加鋪路面也為經濟和有效的選擇。
3.1、灌漿法
灌漿法不僅操作簡便,而且成本較低,對于公路的正常運行也不會造成較大的影響。在采用灌漿法的過程中,應首先選擇良好的壓漿材料。通常而言會選擇水泥漿液加添加劑,但是這樣的設置會因為凝固時間難以控制而存在諸多的弊病。當前市場上出現的高水速凝材料,其在于粉煤灰等材料進行混合攪拌之后,能夠保持較長時間的不凝固。這就能夠實現遠程的投放和運輸,同時材料的凝結時間也能夠更好的控制,是當前灌漿法較為理想的壓漿材料選擇。其次便是壓漿工藝的完善,壓漿孔應按照梅花狀進行布置。孔之間的間距需保持3cm,注漿壓力設置為1.5-0.5MPa。在壓漿的過程中,要注重調和料的和易性,同時要嚴格的控制配比,最后還要確保混合料具備一定的膨脹性。
3.2、加鋪面層法
顧名思義,加鋪面層就是在出現問題的部位進行重新的鋪筑,以保證行車的平順。但是這樣的處理方式只能是暫時的解決跳車問題,不能從根本上進行完善。所以一般在地基和路基基本沉降到位之后才選擇這樣的處理方式。
結語:橋頭跳車作為公路維護作業中常見的現象,其不僅會影響公路的使用壽命,同時也會直接影響行車的安全與舒適性。本文以此為基礎,結合橋頭跳車的影響因素和預防措施展開及的探索。在文章的最后,還結合橋頭跳車現象的處理措施進行簡要的分析,希望能夠為今后橋頭跳車問題的預防和就解決提供有價值的參考。
參考文獻:
[1] 倪振華. 高等級公路橋頭跳車的危害及其機理的分析[J]. 建筑工程技術與設計, 2015(13).
[2] 劉美朋. 高等級公路橋頭跳車病因分析及防治措施[J]. 科技致富向導, 2015(5):257-257.
[3] 李軍政. 解決高等級公路橋頭跳車的理論與施工[J]. 2016, 14(5):211-211.
[4] 陳曉光. 基于沉降量和沉降速率控制的黃泛區橋頭跳車地基處治技術研究[D]. 山東大學, 2017.
[5] 沈水龍, 石名磊, 杜守繼, et al. 軟土地基上道路橋頭跳車緩解工法的設計與工程實踐[J]. 期刊, 2016, 24(07).
[6] 郝東洪. 路橋工程設計中柔性搭板技術的應用[J]. 企業文化旬刊, 2018(3).
作者簡介:
技術職稱: 副高 學歷:大學本科? 籍貫 湖南長沙
主要從事的工作: 公路橋梁質量檢驗