公路橋頭跳車原因分析及加固對(duì)策

1、公路橋頭跳車原因分析及加固對(duì)策路面橋頭跳車是公路工程建設(shè)的八大質(zhì)量通病之一,在高速公路和各級(jí)公路中普遍存在,研究分析和預(yù)防橋頭跳車現(xiàn)象,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。一.橋頭跳車的原因分析橋頭跳車主要產(chǎn)生在路、橋過(guò)渡銜接處,其產(chǎn)生跳車的原因,概括地說(shuō)是路、橋剛度差異大,剛?cè)岵痪鸬某两挡痪鶎?dǎo)致的現(xiàn)象。經(jīng)具體分析,認(rèn)為產(chǎn)生路基剛度不均的主要原因有以下幾個(gè)方面:1.1路、橋結(jié)構(gòu)不同從路面和橋的組合可以看出,橋臺(tái)是剛性體系,路面為柔性或半剛性多層體系,由于結(jié)構(gòu)的剛度不同,在路、橋過(guò)渡段受到車輛荷載的作用時(shí),橋臺(tái)由于巨大建筑作用,加上基礎(chǔ)處理較好,一般認(rèn)為沉降已經(jīng)完成,沉降可視為零,而路面的墊層、基層密實(shí)度迅

2、速增加,結(jié)構(gòu)層壓縮,兩者之間引起不同的變形從而造成豎向沉降不均。水平方向的橋臺(tái)前面沒(méi)有荷載,而臺(tái)后路基土對(duì)橋臺(tái)產(chǎn)生水平推力,加上車輛行使沖擊荷載的作用,橋臺(tái)便會(huì)發(fā)生一定程度的水平位移,這也加大臺(tái)后填土的沉降。1.2橋臺(tái)的填料、壓實(shí)臺(tái)后填料一般為滲透性材料,存在多孔隙,施工時(shí)受施工作業(yè)方面影響,壓實(shí)機(jī)具不能過(guò)分靠近接觸臺(tái)背,不能將填料顆粒間孔隙完全消除,在車輛荷載和自身重力作用下,填料迅速壓縮,孔隙率降低,便在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降,因而產(chǎn)生路面下沉而造成跳車。在工程實(shí)踐中,就是施工時(shí)工序符合要求,壓實(shí)度達(dá)到要求,但臺(tái)后填土較高,在運(yùn)營(yíng)后路堤填土的自重和動(dòng)荷載的作用下也不可避免產(chǎn)生沉降。有時(shí)臺(tái)后填

3、土荷載對(duì)基底產(chǎn)生附加壓力,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使橋臺(tái)向后傾斜,發(fā)生不均勻下沉,危及行車安全。象粵贛高速龍南段小車河大橋,通車已達(dá)8年左右,養(yǎng)護(hù)部門(mén)每年都進(jìn)行大中修,每年都用瀝青貫入式作了調(diào)平層,但沉降量都在8cm左右,使下雨時(shí)水分不能迅速排出,影響行車,又破壞了路面結(jié)構(gòu),危及行車安全。1.3地基條件影響由于橋涵通常位于溝壑地方,橋臺(tái)都是建在河海地基之上,土質(zhì)不良,地下水位較高,在南方地帶多有軟基軟土,此類土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有機(jī)質(zhì),壓縮性高,抗剪強(qiáng)度低,一旦受到擾動(dòng),天然結(jié)構(gòu)易受破壞,強(qiáng)度便顯著降低,橋頭路基填筑高度較大,產(chǎn)生基底應(yīng)力相對(duì)較大,在車輛荷載作用下,更容易引起地基沉陷,且變

4、形穩(wěn)定歷時(shí)往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年。就是在一些穩(wěn)定地基或者地基作了處理,在外荷不斷重復(fù)作用下,也無(wú)可避免出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。1.4橋臺(tái)地面以上設(shè)計(jì)高,臺(tái)后路堤沉降量大在平原地區(qū)為滿足人車立交、排洪能力需要,一般將橋下凈空加大,致使臺(tái)后路堤填土較高,多數(shù)達(dá)到5m以上,甚至高達(dá)10m以上。按土力學(xué)計(jì)算和施工規(guī)范規(guī)定,填土高度>6m 的路基,其后臺(tái)路基沉降范圍在820cm。1.5施工的原因施工隊(duì)伍盲目追求高速度,沒(méi)有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè),臺(tái)背填土與其連接的路堤不能同時(shí)施工,速度過(guò)快,對(duì)地基造成擾動(dòng)和破壞,沒(méi)有充分時(shí)間固結(jié),由于存在縫隙,雨水會(huì)沿縫隙滲透,對(duì)路面結(jié)構(gòu)層和路基土產(chǎn)生沖刷和浸蝕,增加路面各結(jié)構(gòu)

5、層和路基土的含水量,造成各種細(xì)粒土的流失,隨著路基和各結(jié)構(gòu)層的破壞,對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大,施工時(shí)沒(méi)有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)“三分法”施工。用料沒(méi)有把好質(zhì)量關(guān),排水措施沒(méi)有做好及填土流失,壓實(shí)度沒(méi)有達(dá)到要求,在外部車輛荷載沖擊作用下,這些人為因素使高填土引道不穩(wěn)定,工后沉降大且不均勻,是造成跳車現(xiàn)象主要原因之一。二.橋頭跳車的防治對(duì)策為解決橋頭跳車問(wèn)題,必須盡量減小路橋過(guò)渡段的剛度不均。對(duì)此,可采取以下幾個(gè)對(duì)策進(jìn)行處理。2.1橋臺(tái)軟基處理處理好臺(tái)后軟弱地基是控制橋頭跳車重要措施。對(duì)于臺(tái)前不良地質(zhì)地段應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理,處理軟基現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有換填法、超載預(yù)壓、塑料排水板、粉噴樁復(fù)合

6、地基等常用方法。就目前情況看,水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯,施工工期短,但費(fèi)用高;超載預(yù)壓一般可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載,但施工工期較長(zhǎng),剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期較短,施工簡(jiǎn)單,經(jīng)驗(yàn)較為成熟,是目前處理軟基較為常用方法。我們要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,加以應(yīng)用,使地基承載能力滿足設(shè)計(jì)要求后方可在其上填筑路堤。2.2填料選擇及壓實(shí)要求臺(tái)后填料采用改良填料。從理論講應(yīng)當(dāng)選擇強(qiáng)度高、宜壓實(shí)、級(jí)配好、透水性強(qiáng)的砂礫土、卵石土等填料較理想。這種填料包括碎石、砂礫石、水泥石灰穩(wěn)定砂石土、低等級(jí)混凝土等。使用優(yōu)質(zhì)填料,必須配以嚴(yán)格的填筑壓實(shí)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),否則將不會(huì)發(fā)揮過(guò)渡段的功能。2.3

7、橋臺(tái)上設(shè)置鋼筋混凝土搭板如何消除和減少結(jié)構(gòu)突變影響,使兩個(gè)對(duì)接性質(zhì)不同路面體系在抗垂直形變上能平順過(guò)渡,是我們考慮主要方面。對(duì)連接瀝青路面,則在橋臺(tái)處增設(shè)增變厚式鋼筋混凝土搭板,對(duì)連接水泥混凝上路面,則將連接處路面板改為變厚式。搭板一端放在橋臺(tái)上,并加設(shè)防滑錨固鋼筋和在搭板上預(yù)留灌漿孔,另一端置于枕梁上,枕梁處路堤局部范圍設(shè)置碎石樁或水泥石屑樁,以形成局部復(fù)合路堤,改善枕梁及其下部路基土承載能力,減小該處沉降。搭板可水平放置,也可傾斜放置。搭板按簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì),枕梁按彈性地基梁設(shè)計(jì)。枕梁處路堤局部范圍,是應(yīng)力集中的部位,也是變形最敏感的部位,因此,在該局部范圍應(yīng)作特殊處理,即在碎石樁或水泥石屑樁,

8、均采用普通碎石樁成樁機(jī)械施工,樁徑為35厘米,樁長(zhǎng)一般為5米,樁距1.5米,經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),這一處理方法能明顯改善沉降不均問(wèn)題。采取措施處理此問(wèn)題,一是注意施工方法,盡量減小凹陷和錯(cuò)臺(tái)高度;二是對(duì)出現(xiàn)的凹陷和錯(cuò)臺(tái)及時(shí)修補(bǔ)。2.4加筋土路基在臺(tái)后路基中分層埋設(shè)加筋材料。加土工網(wǎng)不僅可以減少路基的沉降,而且能使沉降呈線性連續(xù)發(fā)生。2.5合理安排施工工序?qū)Σ捎脴吨綐蚺_(tái)的路橋過(guò)渡段可先施做粉噴樁進(jìn)行地基加固,然后填筑路基及橋臺(tái)錐體護(hù)坡,最后反開(kāi)挖施工橋臺(tái)鉆孔樁及蓋梁。粉噴樁一般采用水泥粉噴樁,其加固范圍一般為橋涵缺口至錐體護(hù)坡前。橋頭填土采用8%9%的石灰土分層建筑,分層壓實(shí),填筑時(shí)按填土、整平、壓實(shí)、檢測(cè)密實(shí)度四道工序進(jìn)行,每層填土松鋪厚度30cm,壓實(shí)度95%。在廣州市廣園快速路、廣惠高速公路、廣深高速公路等項(xiàng)目中均使用了上述方法填筑的臺(tái)后路堤。三.結(jié)束語(yǔ)通過(guò)分析橋頭跳車原因,對(duì)以上幾項(xiàng)防止橋頭跳車的方法可以這樣評(píng)價(jià):3.1使用級(jí)配粗粒填料填筑臺(tái)后路基,能有效解決橋頭跳車現(xiàn)象,但由于填料質(zhì)量相對(duì)較大,容易引起地基過(guò)大沉降,使處理難度加大,且成本較高。3.2鋼筋混凝土過(guò)渡板是處理橋頭跳車的有效手段,但必須注意搭板坡度的合理設(shè)計(jì)及搭板尾部與瀝青混凝土路面銜接部位