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【摘 要】 公路是重要的公共基础设施,是国民经济的命脉。然而随着公路建设的快速发展,人们对公路的安全性和舒适性的要求越来越高。本文主要对公路桥梁过渡段软基路基的施工技术进行分析,并对桥头软基处理的方法进行探讨,从而确保公路桥梁的质量。
【关键词】 公路桥梁过渡段;软基路基;施工技术;桥头软基处理
一、公路桥梁过渡段软基路基不均匀沉降的原因分析
(一)桥头引道软土路基处理不合格
经过对公路运营调查结果分析可知,公路软基路段因为地基不均匀的沉降而造成出现桥头跳车现象,主要是因为在设计施工图时,没有进行更多的地质钻探布孔,也没有进行更深层的钻探,也没有及时的发现软基的存在,或者没有可以准确的探明软基的范围与深度,与软土的物理力学性质等,进而导致遗漏桥头路基软土地基的治理,也造成采用不合理的治理方法。另外,因为雨水的侵蚀,路基强度下降,填土流失,这也是造成公路桥梁过渡段软基路基不均匀沉降的主要原因。
(二)在压实桥台台背路提时力度不足
在公路建设中,根据要求,全部的通道,桥梁等都要进行台背填土处治。但是在具体的施工过程中,因为受施工顺序,使用的机械,施工的用料,施工作业面与施工经验等很多因素的影响,台背填土压实度满足不了设计要求的现象经常发生。这也是造成路桥过渡段路基路面发生不均匀沉降的一个基本原因。除此之外,在车辆荷载与自然因素的长期作用下,土基塑性变形的积累对路基路面的影响,也是造成路桥间路面的差异沉降,影响高等级公路路面平顺程度的原因。
(三)刚度差异
路桥过渡段是路基与桥梁桥台的连接部位,通常情况下路基和桥台的刚性是不同的。桥梁的墩柱桥台下方通常都有坚实的支撑物,目的是使桥梁基础的可靠性得以提高,这样桥台处的沉降变位会较小,几乎可以忽略不计;而道路路基下方的土基非常松散,刚性比桥梁小,所以在路面车辆载荷与重力载荷的作用下,桥梁的形变与路基的形变是不同的,导致过渡段的沉降差。
(四)桥头引道过渡段结构的布局不严密
桥头引道路基工程作业中,加筋土法、粗粒料填筑法,与钢筋混凝土过渡板等方法,都是几种经常使用的过渡段工程的处理措施。这些处置措施的主要目的是提高公路路基的整体强度,经过提高整体强度,路桥间的刚度变化降低,沉降不均匀的现象得以减轻,进而使路桥间的连接更加结实平稳,要杜绝或减少桥头跳车现象。依据公路工程施工建设,搭板结构是桥头引道过渡段最常使用的方案。然而这种方案的弊端是断板现象比较普遍,仍然存在桥头跳车现象,因此需要进一步改善搭板结构。
二、软基路基路面的施工探讨
(一)桥台软基进行处治施工
从之前公路工程探讨得知,效果最为显著的就是水泥粉喷桩复合地基加固软土,工程造价较高,而施工时间很短;超载预压可采取地基巩固软土效果较好,施工工期长,施工方面,剩下沉降率高;较粉喷桩法长,塑料排水板法加固工期较短。另外,还有强夯法与爆破法等软土地基处治方法。许多种方法的机理与适应性各有优势,施工程序中要勘察当地的具体情况,才可以进行采用。为保证软基排水固结的施工效果,消解软基路面不均匀沉降情况,尽可能提前软土基路段施工工期,更重要的是桥台地段的施工工期,预压时间上越长越好,防止软基路堤工后沉降;依据地质条件、土层性质与路堤填筑高度,一般路堤是采取袋装砂井或塑料排水板处理,在邻近桥头路段旁边进行间距上加密;桥台上装置搅拌桩过渡时间段,而且在塑料排水板与袋装砂井或搅拌桩过渡阶段加密区交接处设置土工织物砂垫层,相互调整变形。
(二)路桥过渡阶段施工结构
桥台结构完工的时候,尽量调整一般填土路堤与过渡阶段路堤的施工,及采用具备同样压实能量的压实机械将两个路堤阶段的路面高度进行填压,如果采用大型机械不方便时,可以采用小型振动压实机械进行全部压实。除此之外,对路基沉降大的工点,比如桥头高路堤和软土路堤,除了需要采用必要的地基整治措施外,首先要对施工进行安排,直到静置预压符合要求为止。从路桥工程施工来看,在其引道处,柔性路堤和刚性桥台之间强度改变逐渐发生不匀称沉降,会发生桥头跳车状态,是公路工程建筑中一个突出和重要的问题。如果充分了解工程地质条件,设计恰当结构,做好路桥过渡段地基整治,强化过渡段结构施工环节的控制,制定一套科学的管理工序,确保每道工序的工作质量和工程质量。
三、公路桥梁工程软基路基处理方法
(一)提高台后路堤的密实度
通过提高台后路堤的密实度来减小路基的压缩变形,我国通常采用的方法有塑料板排水法、强夯法、加载预压法和土工加筋。土工栅格是三维网状格式结构,在国内外运用较多新型高强度土工合成材料,在格室的内部填入泥土、碎石、混凝土等松散材料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体,不仅能减少桥背填土的沉降,还可以使路桥过渡段沉降差過渡缓慢。
(二)增加地基的刚度承载能力
常用的桩基有木桩、水泥土搅拌桩、碎石桩等。按照工程进度的具体情况分析,采用打桩的方法对软土地基进行加固。由于打桩时,将载荷大部分转移到木桩上,降低了土地承受的载重,能快速的使基地达到较高的强度,导致明显的减小且其侧向水平移动。
(三)路桥间均匀过渡
采取柔性桥台、桥头搭板在工程中应用很多,起到刚柔均匀过渡的作用,对预防路基的不均匀沉降具有一定的效果。传统的桥头搭板方法常常因为设计不合理、施工粗糙等原因产生病害。搭板末端沉降会造成二次跳车现象,沉降严重是的桥面倾角过大,影响行车安全;长期车辆载荷冲击下,会发生桥台裂缝、搭板断裂现象;搭板根部下方土体沉降或流失,导致搭板脱空。
(四)轻路堤法
降低路基本身的重量,减小软土层的附加应用力,可以使用轻质材料对路桥过渡段进行填充筑造。一般选用的材料是ESP块体、粉煤灰以及泡沫混凝土等。
四、桥头软基处理方法
(一)排水固结法
这是比较常见的处理方法,处理费用较低,然而常常需要的时间很长,通常采用薄层轮加法进行填筑施工,其核心是充分运用淤泥排水固结后增加的强度进行加载,每层填筑高度根据0.25~0.03m控制,待地基中孔隙水压力消散,沉降稳定,才填筑下1层。实践表明,每填筑1层到沉降收敛的1个周期一般为6~7d,有效的填筑时间就必须10个月,还不包括天气、机械、便道、土源等其它意外因素影响。填至设计高程后,通常还需要3~4个月时间才能满足20mm/月沉降速率标准,这时可以台背反开挖施工桩基。因此该种方法常常需要的工期较长,尤其是淤泥深,力学指标差,沉降大的路段,需要的时间更长。
(二)粉喷桩复合地基法
该种处理方法很大程度上改善了土体的承载能力,其受力模式是桩间土与桩体共同受力,能有效地减少地基沉降,加快填土速度,相对排水固结一般可缩短一半的时间。但由于桩体本身及桩间土的压缩,台背填筑时仍存在沉降,特别是对淤泥较深,力学指标较差地段,沉降仍然较大。对于粉喷桩复合地基处理后的超软地段,其沉降仍较大,要求桥梁桥台桩基是在台背填筑至设计高程稳定后,才反开挖施工,这样既可加快填土速率,同时尽快消散孔隙水压力,但费用相对提高。
五、结束语
路桥施工作为整个交通建设工程的重要环节,是交通建设的重中之重。在路桥过渡段的软路基施工过程中,工人们遇到的很多问题,因此,为了提高其工程质量,需要我们采用有效的措施进行控制,加强过渡段各个环节施工的管理控制,从而确保工程顺利开展。
参考文献:
[1]华学翰,吴和元.路桥过渡段软基路基的设计要求与施工技术[J].交通世界(运输.车辆),2012(12).
[2]黄锡哲.探讨道路桥梁过渡段的软基路基路面施工[J].才智,2013(23).
【关键词】 公路桥梁过渡段;软基路基;施工技术;桥头软基处理
一、公路桥梁过渡段软基路基不均匀沉降的原因分析
(一)桥头引道软土路基处理不合格
经过对公路运营调查结果分析可知,公路软基路段因为地基不均匀的沉降而造成出现桥头跳车现象,主要是因为在设计施工图时,没有进行更多的地质钻探布孔,也没有进行更深层的钻探,也没有及时的发现软基的存在,或者没有可以准确的探明软基的范围与深度,与软土的物理力学性质等,进而导致遗漏桥头路基软土地基的治理,也造成采用不合理的治理方法。另外,因为雨水的侵蚀,路基强度下降,填土流失,这也是造成公路桥梁过渡段软基路基不均匀沉降的主要原因。
(二)在压实桥台台背路提时力度不足
在公路建设中,根据要求,全部的通道,桥梁等都要进行台背填土处治。但是在具体的施工过程中,因为受施工顺序,使用的机械,施工的用料,施工作业面与施工经验等很多因素的影响,台背填土压实度满足不了设计要求的现象经常发生。这也是造成路桥过渡段路基路面发生不均匀沉降的一个基本原因。除此之外,在车辆荷载与自然因素的长期作用下,土基塑性变形的积累对路基路面的影响,也是造成路桥间路面的差异沉降,影响高等级公路路面平顺程度的原因。
(三)刚度差异
路桥过渡段是路基与桥梁桥台的连接部位,通常情况下路基和桥台的刚性是不同的。桥梁的墩柱桥台下方通常都有坚实的支撑物,目的是使桥梁基础的可靠性得以提高,这样桥台处的沉降变位会较小,几乎可以忽略不计;而道路路基下方的土基非常松散,刚性比桥梁小,所以在路面车辆载荷与重力载荷的作用下,桥梁的形变与路基的形变是不同的,导致过渡段的沉降差。
(四)桥头引道过渡段结构的布局不严密
桥头引道路基工程作业中,加筋土法、粗粒料填筑法,与钢筋混凝土过渡板等方法,都是几种经常使用的过渡段工程的处理措施。这些处置措施的主要目的是提高公路路基的整体强度,经过提高整体强度,路桥间的刚度变化降低,沉降不均匀的现象得以减轻,进而使路桥间的连接更加结实平稳,要杜绝或减少桥头跳车现象。依据公路工程施工建设,搭板结构是桥头引道过渡段最常使用的方案。然而这种方案的弊端是断板现象比较普遍,仍然存在桥头跳车现象,因此需要进一步改善搭板结构。
二、软基路基路面的施工探讨
(一)桥台软基进行处治施工
从之前公路工程探讨得知,效果最为显著的就是水泥粉喷桩复合地基加固软土,工程造价较高,而施工时间很短;超载预压可采取地基巩固软土效果较好,施工工期长,施工方面,剩下沉降率高;较粉喷桩法长,塑料排水板法加固工期较短。另外,还有强夯法与爆破法等软土地基处治方法。许多种方法的机理与适应性各有优势,施工程序中要勘察当地的具体情况,才可以进行采用。为保证软基排水固结的施工效果,消解软基路面不均匀沉降情况,尽可能提前软土基路段施工工期,更重要的是桥台地段的施工工期,预压时间上越长越好,防止软基路堤工后沉降;依据地质条件、土层性质与路堤填筑高度,一般路堤是采取袋装砂井或塑料排水板处理,在邻近桥头路段旁边进行间距上加密;桥台上装置搅拌桩过渡时间段,而且在塑料排水板与袋装砂井或搅拌桩过渡阶段加密区交接处设置土工织物砂垫层,相互调整变形。
(二)路桥过渡阶段施工结构
桥台结构完工的时候,尽量调整一般填土路堤与过渡阶段路堤的施工,及采用具备同样压实能量的压实机械将两个路堤阶段的路面高度进行填压,如果采用大型机械不方便时,可以采用小型振动压实机械进行全部压实。除此之外,对路基沉降大的工点,比如桥头高路堤和软土路堤,除了需要采用必要的地基整治措施外,首先要对施工进行安排,直到静置预压符合要求为止。从路桥工程施工来看,在其引道处,柔性路堤和刚性桥台之间强度改变逐渐发生不匀称沉降,会发生桥头跳车状态,是公路工程建筑中一个突出和重要的问题。如果充分了解工程地质条件,设计恰当结构,做好路桥过渡段地基整治,强化过渡段结构施工环节的控制,制定一套科学的管理工序,确保每道工序的工作质量和工程质量。
三、公路桥梁工程软基路基处理方法
(一)提高台后路堤的密实度
通过提高台后路堤的密实度来减小路基的压缩变形,我国通常采用的方法有塑料板排水法、强夯法、加载预压法和土工加筋。土工栅格是三维网状格式结构,在国内外运用较多新型高强度土工合成材料,在格室的内部填入泥土、碎石、混凝土等松散材料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体,不仅能减少桥背填土的沉降,还可以使路桥过渡段沉降差過渡缓慢。
(二)增加地基的刚度承载能力
常用的桩基有木桩、水泥土搅拌桩、碎石桩等。按照工程进度的具体情况分析,采用打桩的方法对软土地基进行加固。由于打桩时,将载荷大部分转移到木桩上,降低了土地承受的载重,能快速的使基地达到较高的强度,导致明显的减小且其侧向水平移动。
(三)路桥间均匀过渡
采取柔性桥台、桥头搭板在工程中应用很多,起到刚柔均匀过渡的作用,对预防路基的不均匀沉降具有一定的效果。传统的桥头搭板方法常常因为设计不合理、施工粗糙等原因产生病害。搭板末端沉降会造成二次跳车现象,沉降严重是的桥面倾角过大,影响行车安全;长期车辆载荷冲击下,会发生桥台裂缝、搭板断裂现象;搭板根部下方土体沉降或流失,导致搭板脱空。
(四)轻路堤法
降低路基本身的重量,减小软土层的附加应用力,可以使用轻质材料对路桥过渡段进行填充筑造。一般选用的材料是ESP块体、粉煤灰以及泡沫混凝土等。
四、桥头软基处理方法
(一)排水固结法
这是比较常见的处理方法,处理费用较低,然而常常需要的时间很长,通常采用薄层轮加法进行填筑施工,其核心是充分运用淤泥排水固结后增加的强度进行加载,每层填筑高度根据0.25~0.03m控制,待地基中孔隙水压力消散,沉降稳定,才填筑下1层。实践表明,每填筑1层到沉降收敛的1个周期一般为6~7d,有效的填筑时间就必须10个月,还不包括天气、机械、便道、土源等其它意外因素影响。填至设计高程后,通常还需要3~4个月时间才能满足20mm/月沉降速率标准,这时可以台背反开挖施工桩基。因此该种方法常常需要的工期较长,尤其是淤泥深,力学指标差,沉降大的路段,需要的时间更长。
(二)粉喷桩复合地基法
该种处理方法很大程度上改善了土体的承载能力,其受力模式是桩间土与桩体共同受力,能有效地减少地基沉降,加快填土速度,相对排水固结一般可缩短一半的时间。但由于桩体本身及桩间土的压缩,台背填筑时仍存在沉降,特别是对淤泥较深,力学指标较差地段,沉降仍然较大。对于粉喷桩复合地基处理后的超软地段,其沉降仍较大,要求桥梁桥台桩基是在台背填筑至设计高程稳定后,才反开挖施工,这样既可加快填土速率,同时尽快消散孔隙水压力,但费用相对提高。
五、结束语
路桥施工作为整个交通建设工程的重要环节,是交通建设的重中之重。在路桥过渡段的软路基施工过程中,工人们遇到的很多问题,因此,为了提高其工程质量,需要我们采用有效的措施进行控制,加强过渡段各个环节施工的管理控制,从而确保工程顺利开展。
参考文献:
[1]华学翰,吴和元.路桥过渡段软基路基的设计要求与施工技术[J].交通世界(运输.车辆),2012(12).
[2]黄锡哲.探讨道路桥梁过渡段的软基路基路面施工[J].才智,2013(23).