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【摘 要】 通过对公路桥头两侧局域的跳车病害问题,分析跳车病害产生的原因,提出合理的处治措施,从五个方面提出改进建议,对设计和施工有一定的参考价值。
【关键词】 公路工程;桥头跳车;防治措施
一、概述
近年来,公路交通建设取得了突飞猛进的成绩,投入营运的高等级公路愈来愈多,但从具体使用的状况看,出现了桥头跳车这个较为普遍的质量通病,桥头跳车问题已引起人们广泛关注。尤其是在一些分布不良地质的地带更为严重,给养护部门带来很多维护困难。桥头与公路结合部高差达5-8cm,使得桥头伸缩缝和搭板遭到破坏,影响了行车舒适与安全。因此,探讨桥头跳车现象,对此进行综合分析,对我省公路设计、施工、养护部门的工作具有重要意义。
二、桥头跳车成因分析
1、地基土质不良
土质不良,由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,在南方地带多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到挠动,天然结构易受破坏,强度便会显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定往往需要数年乃至数十年,当然,既是在一些稳定地基,在外荷作用下,也无可避免会出现这个问题。
2、台背填料的影响
台后填料一般为渗透性材料,存在着多孔隙,加上施工时受施工条件所限,压实机具不能完全靠近接触台背,不能将填料颗粒间孔隙完全消除,在车辆荷载和自身重力的共同作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低,便在短时间内产生压缩沉降,造成跳车。在工程建设中我们发现,即使施工时工序符合规范要求,压实度也达到要求,但台后填土较高,随着时间推移,也会产生不可避免的沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台倾斜,发生不均匀下沉,危及行车安全。
3、施工措施不当
当前公路建设中,一些施工队伍盲目追求进度,没有严格按照施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成挠动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测的“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水设施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,建成后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象的主要原因之一。
4、结构突变
构造物桥台一般采用刚性较大的钢筋砼浇筑而成,具有较大的整体刚度,而与之相连的道路,则是刚度较小、柔性较大的弹塑性体。桥台与台背路面在结构上存在着差异。从路面连接桥台的路面组合中可以看出,左右侧是两个不同性质路面体系,左侧是铺设在桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台组成的双层路面体系,右侧为柔性或半刚性多层路面体系,在车辆荷载作用下,垫层、基层密实度迅速增加,结构层压缩,而桥台由于巨大建筑作用,加上基础处理较好,一般认为沉陷已经完成,相对于路基而言,沉降可视为零,而铺装层压缩也不大。这样,两侧抗变形能力不同,相对沉降就会不可避免出现,使路面结构破坏,造成跳车。
5、设计问题
未按设计规范要求在桥台前后正确地段設置过渡段,对于软基路段,在沉降还未稳定时应考虑先设过渡性路面,使路堤沉降基本完成后再加铺原路面,在桥台与路面搭接处应设置胀缝。
三、桥头跳车病害防治措施探讨
1、处理好台后地基
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软弱地基处理,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。目前情况看,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较常用方法。我们要根据当地实际情况,加以应用,使地基承载能力满足设计要求。受造价约束,一般情况可设置过渡性路面,加强养护补强措施,待沉降后再改铺原设计路面,常用过渡性路面有预制水泥混凝土块、沥青过渡层等,都是解决好桥头跳车的有效办法,水泥搅拌桩法或高压旋喷桩法主要用于加固饱和软粘土地基,利用水泥、石灰或其他材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应,形成坚硬拌和柱体,与原地层共同起复合地基的作用。
2、处理好台后路基
①台背回填处理:桥台后宜选用摩擦角大、强度高、可压缩性小、压实快、透水性好的填料,如岩渣、砾石、砂砾等,并要求填料级配适当。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m,且与路基相接处按不大于1:1设置斜坡或台阶,回填高度视路堤高度而定,一般为2-4m,上述处理方式均能达到减少竖向变形和刚柔突变的成效。
②台背回填处的压实。由于台背回填处位于路基和桥台衔接的特殊位置,成为碾压的薄弱环节,压路机难以碾压到位,距离太近时对桥台有影响,故要求台背回填每层松铺厚度不得大于20cm,压实度必须达到95%,回填材料最大粒径不大于5cm,且有良好的级配和透水性,压实机械宜选用小型机具分层压实,对于机械夯实碾压不到之处,应及时采用人工补充夯实。
③填筑路堤预压。填筑路堤预压:为减少桥涵两端路堤的完工后沉降,从而使桥涵两端路堤与桥台结构物的相对沉降尽量小一些,一般可采用填筑路堤预压的施工方法,让路基排水固结,待路堤沉降基本完成以后在开挖桥台位置土方,然后再施工,使桥台基础位于已沉降的填好路基上,减少沉降。
3、对接头路面进行处治
我们认为桥台到路基结构是不同体系。因此,如何消除和减少结构突变影响,使两个对接性质不同路面体系在抗垂直形变上能平顺过渡,是我们考虑的主要方面。对连接沥青路面,则在桥台处增设增变厚式水泥混凝土埋板,对连接水泥混凝土路面,则将连接处路面板改为变厚式。我们还应注意,混凝土路面同桥梁相接处,最好是设置钢筋混凝土搭板。搭板一端放在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔,如为斜交桥,尚应设置钢筋混凝土渐变板。
4、妥善处理好接缝
参考柔性路面与刚性路面接缝处理方法,合理地使体系逐渐过渡,避免出现结构突变点。
5、严格控制施工
合理安排好施工计划,施工时遵照规范,是有效减少桥头跳车的关键,应遵循“早开工,工期长一点”原则进行,控制好填料质量,尽量采用轻型材料,渗水性好的填料。控制好每层填筑厚度,碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度。后台连接处填土应尽量与桥台浇筑协调进行,尽量使这些不易碾压地方密实度达到要求,台后最好按坡度设置泄水盲沟,沟底用粘土夯实,以利排水。这样,才能更好地减少病害。
四、结语
现在对桥头跳车问题的讨论,大家都有很多见解,同时,很多地方也展开了治理桥头跳车质量通病的专项整治活动,从一定程度上减少了桥头跳车问题的出现,个人认为只有设计部门、施工部门和养护部门之间尽力协调,针对不同原因提出具体处理方案,合理缩小造价和缩短施工期,才能有效避免桥头产生跳车病害,达到改善行车条件的目的。
参考文献:
(1)胡丽珍.公路桥头跳车病害的机理分析与对策研究.华东公路,2004(06)
(2)张会炜.公路桥梁台后地基结构设计方法研究.山东科技,2006(08)
(3)顾善美.公路桥头跳车病害发展过程研究.黑龙江工程学院学报,2010(05)
【关键词】 公路工程;桥头跳车;防治措施
一、概述
近年来,公路交通建设取得了突飞猛进的成绩,投入营运的高等级公路愈来愈多,但从具体使用的状况看,出现了桥头跳车这个较为普遍的质量通病,桥头跳车问题已引起人们广泛关注。尤其是在一些分布不良地质的地带更为严重,给养护部门带来很多维护困难。桥头与公路结合部高差达5-8cm,使得桥头伸缩缝和搭板遭到破坏,影响了行车舒适与安全。因此,探讨桥头跳车现象,对此进行综合分析,对我省公路设计、施工、养护部门的工作具有重要意义。
二、桥头跳车成因分析
1、地基土质不良
土质不良,由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,在南方地带多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到挠动,天然结构易受破坏,强度便会显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定往往需要数年乃至数十年,当然,既是在一些稳定地基,在外荷作用下,也无可避免会出现这个问题。
2、台背填料的影响
台后填料一般为渗透性材料,存在着多孔隙,加上施工时受施工条件所限,压实机具不能完全靠近接触台背,不能将填料颗粒间孔隙完全消除,在车辆荷载和自身重力的共同作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低,便在短时间内产生压缩沉降,造成跳车。在工程建设中我们发现,即使施工时工序符合规范要求,压实度也达到要求,但台后填土较高,随着时间推移,也会产生不可避免的沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台倾斜,发生不均匀下沉,危及行车安全。
3、施工措施不当
当前公路建设中,一些施工队伍盲目追求进度,没有严格按照施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成挠动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测的“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水设施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,建成后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象的主要原因之一。
4、结构突变
构造物桥台一般采用刚性较大的钢筋砼浇筑而成,具有较大的整体刚度,而与之相连的道路,则是刚度较小、柔性较大的弹塑性体。桥台与台背路面在结构上存在着差异。从路面连接桥台的路面组合中可以看出,左右侧是两个不同性质路面体系,左侧是铺设在桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台组成的双层路面体系,右侧为柔性或半刚性多层路面体系,在车辆荷载作用下,垫层、基层密实度迅速增加,结构层压缩,而桥台由于巨大建筑作用,加上基础处理较好,一般认为沉陷已经完成,相对于路基而言,沉降可视为零,而铺装层压缩也不大。这样,两侧抗变形能力不同,相对沉降就会不可避免出现,使路面结构破坏,造成跳车。
5、设计问题
未按设计规范要求在桥台前后正确地段設置过渡段,对于软基路段,在沉降还未稳定时应考虑先设过渡性路面,使路堤沉降基本完成后再加铺原路面,在桥台与路面搭接处应设置胀缝。
三、桥头跳车病害防治措施探讨
1、处理好台后地基
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软弱地基处理,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。目前情况看,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较常用方法。我们要根据当地实际情况,加以应用,使地基承载能力满足设计要求。受造价约束,一般情况可设置过渡性路面,加强养护补强措施,待沉降后再改铺原设计路面,常用过渡性路面有预制水泥混凝土块、沥青过渡层等,都是解决好桥头跳车的有效办法,水泥搅拌桩法或高压旋喷桩法主要用于加固饱和软粘土地基,利用水泥、石灰或其他材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应,形成坚硬拌和柱体,与原地层共同起复合地基的作用。
2、处理好台后路基
①台背回填处理:桥台后宜选用摩擦角大、强度高、可压缩性小、压实快、透水性好的填料,如岩渣、砾石、砂砾等,并要求填料级配适当。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m,且与路基相接处按不大于1:1设置斜坡或台阶,回填高度视路堤高度而定,一般为2-4m,上述处理方式均能达到减少竖向变形和刚柔突变的成效。
②台背回填处的压实。由于台背回填处位于路基和桥台衔接的特殊位置,成为碾压的薄弱环节,压路机难以碾压到位,距离太近时对桥台有影响,故要求台背回填每层松铺厚度不得大于20cm,压实度必须达到95%,回填材料最大粒径不大于5cm,且有良好的级配和透水性,压实机械宜选用小型机具分层压实,对于机械夯实碾压不到之处,应及时采用人工补充夯实。
③填筑路堤预压。填筑路堤预压:为减少桥涵两端路堤的完工后沉降,从而使桥涵两端路堤与桥台结构物的相对沉降尽量小一些,一般可采用填筑路堤预压的施工方法,让路基排水固结,待路堤沉降基本完成以后在开挖桥台位置土方,然后再施工,使桥台基础位于已沉降的填好路基上,减少沉降。
3、对接头路面进行处治
我们认为桥台到路基结构是不同体系。因此,如何消除和减少结构突变影响,使两个对接性质不同路面体系在抗垂直形变上能平顺过渡,是我们考虑的主要方面。对连接沥青路面,则在桥台处增设增变厚式水泥混凝土埋板,对连接水泥混凝土路面,则将连接处路面板改为变厚式。我们还应注意,混凝土路面同桥梁相接处,最好是设置钢筋混凝土搭板。搭板一端放在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔,如为斜交桥,尚应设置钢筋混凝土渐变板。
4、妥善处理好接缝
参考柔性路面与刚性路面接缝处理方法,合理地使体系逐渐过渡,避免出现结构突变点。
5、严格控制施工
合理安排好施工计划,施工时遵照规范,是有效减少桥头跳车的关键,应遵循“早开工,工期长一点”原则进行,控制好填料质量,尽量采用轻型材料,渗水性好的填料。控制好每层填筑厚度,碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度。后台连接处填土应尽量与桥台浇筑协调进行,尽量使这些不易碾压地方密实度达到要求,台后最好按坡度设置泄水盲沟,沟底用粘土夯实,以利排水。这样,才能更好地减少病害。
四、结语
现在对桥头跳车问题的讨论,大家都有很多见解,同时,很多地方也展开了治理桥头跳车质量通病的专项整治活动,从一定程度上减少了桥头跳车问题的出现,个人认为只有设计部门、施工部门和养护部门之间尽力协调,针对不同原因提出具体处理方案,合理缩小造价和缩短施工期,才能有效避免桥头产生跳车病害,达到改善行车条件的目的。
参考文献:
(1)胡丽珍.公路桥头跳车病害的机理分析与对策研究.华东公路,2004(06)
(2)张会炜.公路桥梁台后地基结构设计方法研究.山东科技,2006(08)
(3)顾善美.公路桥头跳车病害发展过程研究.黑龙江工程学院学报,2010(05)