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摘 要:作为道路交通运输的重要组成部分,公路桥梁在社会经济发展中发挥着重要的作用。过渡段路基施工是路桥工程建设的重点,如何提升施工技术水平显得尤为重要。为此,必须重视路基沉降问题,掌握施工关键技术要点,全面提升技术水平,规范施工工艺,只有这样才能更好地延长路桥工程使用寿命。
关键词:路桥过渡段;差异沉降;综合处治
中图分类号:U416.1 文献标识码:A
0 引言
随着我国社会经济的迅速发展,我国公路建设规模持续扩大,导致大量病害不断显现。其中亟待解决的一个问题就是“桥头跳车”,该病害不仅会对车辆行车舒适性造成极大影响,甚至会产生巨大的经济损失。我国地域辽阔,软土分布极为广泛。此类土质具有含水量高、孔隙比大、渗透系数小等特点。在行车荷载长期作用下,将大幅降低路基承载力,进而产生差异沉降,出现“桥头跳车”现象。为有效防治“桥头跳车”,必须采取科学有效的措施,全面控制过渡段差异沉降,避免桥头跳车问题产生,保证行车舒适性及安全。
1 路桥过渡段差异沉降的形成原因
1.1 填料不均匀
在公路桥梁建设过程中,最重要的就是填料,因为公路与桥梁都是由填料堆砌而成的,是路身和桥身的重要组成部分。因此,在台背填料的过程中,我们必须选用具有良好透水性的材料,但是,透水性较好的材料又存在另一个问题,那就是材料的空隙率大,压实度不能得到很好的控制。
1.2 压实度不够
据大量实践证明,压实度是影响道路和桥梁过渡段出现差异沉降的主要因素。由于台背填土不仅受机械设备的影响,而且还受施工顺序、用料、作业面、经验等诸多因素的影响,如果在施工过程中出现疏漏,很容易导致台背填土压实度达不到要求,造成路桥过渡段不均匀下沉。
1.3 气候水文的影响
气候水文也是致使路桥发生差异沉降的主要因素。洪水、积雪、温差过大、冰冻或是降雨量过大都很有可能导致路堤发生横向不均匀下沉。当然,地下水也是路堤产生不均匀横向下沉的重要因素,因为路基土在地下水的交替作用下,体内的水含量变化很大,使土体重量波动,发生下沉。除此之外,水文地质变化也是影响路桥下沉的重要原因。因为,在地表水的侧向补给、雨水补给和地下水补给的多重作用下,水的侵蚀会对路基的土体强度、结构产生相当大地破坏性,导致路基的内部力作用不均匀,从而引起路面纵向和横向的沉降。
1.4 设计不合理
当然,道路和桥梁的结构设计也是不容忽视的原因。在施工过程中,因地质钻探深度不够和或钻探布控过少,未能达到准确探明软基深度和范围的要求,从而造成软基所选用的相关计算参数和处治理论计算与实际不符,导致软基设计要求不能达标。
2 工程概况
某路桥工程通车运营多年,据现场勘查可知,路面产生了不同程度的病害问题,主要病害为车辙、松散、裂缝等。在各类病害中,裂缝病害最多,经原因分析引发各类病害的最根本原因在于差异沉降。据调查发现,伸缩缝处、路桥衔接处、搭板和路堤衔接处这三个部位为最大差异沉降处,且搭板和路堤衔接处最为严重,则地基土和路堤工后沉降为桥台差异沉降的直接原因。经计算,本路段平均差异沉降值在2.82 cm,相对较大,存有一定行车安全隐患。为了解决过渡段差异沉降问题,必须采取切实可行的措施。经多方商议,决定采用DGR工艺处治,即深层注浆加固抬升技术,近年来,在路桥工程桥头跳车治理中应用较多,一般可采用分幅养护,无需深填深挖,基本不会影响道路通行情况,且施工周期短,由养护角度来讲,此方式施工效果最好。
3 路桥过渡段差异沉降处治措施
当前,路桥过渡段差异沉降问题日益凸显,尤其是位于软土等特殊地基条件下,对过渡段处的差异沉降要求更为严格,为此,应采取相应措施。综合考虑本工程实际情况,决定采用DGR工艺,具体处治流程如下:
3.1 放样
在施工前,需做好放样工作,确定灌浆孔位,标记好每一个孔位。当土体具有较大空隙时,则在地下浆液的扩散半径也会随之增加,经施工计算可知,本工程可在1.5 m~2.5 m之間控制浆液扩散半径范围,为此,应综合考虑施工现场的软弱土质情况,做好各施工设备的调整,保证注浆压力满足施工要求。并在2 m~4 m之间控制灌浆孔距和排距。在注浆孔布设时,需严格按照具体车道宽度,先对注浆孔的数量、间距等参数进行适当调整,保证所需施工处治段施工效果。此外,还需在施工前,做好地下管线排查工作,避免因施工损坏地下管线。
3.2 造孔
严格遵循施工要求进行孔位、孔数的确定,一般需在20 cm以内控制孔位偏差,此外,在1.5%以内控制垂直度偏差。根据施工现场具体情况,可采用专用钻机在路基填土层进行造孔,并做垂直度控制。待钻杆装设好了以后,保证钻头与孔位对准,开启钻机向预定深度进行钻进,待达到设计要求后即可停机。
3.3 安装注浆器及灌浆管
待完成上述施工之后,为防止出现塌孔现象,需及时将混合注浆器与灌浆管安装到位,相比3 mm无缝钢管,可在其上控制灌浆管管壁厚度,从而保证其完整性。按照振动加压的方法向设计高度放入混合注浆器与灌浆管,但应与设计桩底保持一定距离,可控制在0.5 m~1.5 m之间,保证土体能够全面充分裹附住注浆管。
3.4 清孔
待上述设备安装到位以后,可通过清水对注浆管进行清洗,保证灌浆孔通畅。为确保注浆管和注浆泵之间连接正常,必须做好各接口安装检查工作,防止出现安装不当问题。
3.5 制浆
根据设计要求,以0.75为水泥浆液的水灰比,通过高速剪切专用制浆设备进行施工,要求严格按照配合比设计进行材料均匀搅拌,待水泥浆搅拌好以后,必须在净水泥浆初凝前使用完,避免出现材料离析情况。此外,需根据地质软土的各项特性,结合设计要求,合理确定DGR化学浆,以3:1的比例配置水泥和DGR化学浆。且综合考虑施工地点的软土情况、施工温度等因素,在具体施工中做好调整,确保处治效果良好。 3.6 灌浆
按照工程实际情况,本工程可在0.1 MPa~1.0 MPa之間控制水泥浆液和化学浆液的压力,并做好DGR浆液配合比的调整,随后在1.5 m~2.5 m控制浆液扩散半径。根据软土地基的深浅情况、差异沉降问题等进行各个灌浆阶段的准确确定。要求按12~15根桩组成群桩的方式进行交叉灌浆。
第一,初灌。在柱底与地面相距5 m~6 m时,可开始初灌,灌注时间为3 min~5 min,灌注量为0.4 t/m~0.6 t/m,待完成交叉灌注后,即可进入下一阶段复灌。第二,复灌一。施工中,要控制好注入量,保证灌注量控制在0.5 t/m~0.6 t/m,待距路面3 m~5 m时,即可停止注浆,在整个施工过程中,要实时对路面抬升现象进行监控,保证交叉灌注充分,且能够连成一个整体,保证初始抬升量充足,并能够对桩基产生反压作用,从而加固软土地基,提升地基承载力。第三,复灌二。在相距地面2 m~4 m时,同样要做好灌浆量控制,可在0.2 t/m~0.4 t/m之间加以控制。且做好路面抬升现象监测,保证过渡段病害消除,降低沉降。
4 结束语
综上所述,近年来,随着我国经济的健康快速发展,我国公路建设也发展十分迅速。舒适、便捷已成为公路的最大优点,但是从已建成并运营的公路使用情况来看,路桥过渡段的不均匀沉降和由此产生的桥头跳车现象普遍存在,桥头跳车病害不但严重影响行车安全性和舒适性,也成为制约公路事业发展的一大难题。为了解决路桥过渡段差异沉降问题,必须结合具体工程案例,采取切实可行的措施,达到最佳处治效果,才能满足公路舒适安全运行的目标。
参考文献:
[1]张晓飞.高速公路路桥过渡段的设计与施工技术探讨[J].工程技术研究,2017,40(06):209-210.
[2]李泽智.浅析高速公路路桥施工过程中过渡段路基病害的防治[J].工程建设与设计,2017,65(09):138-139.
[3]魏立恒.高速公路路桥过渡段加宽不均匀沉降有限元数值分析[J].价值工程,2019,38(14):72-74.
[4]侯登志.关于路桥过渡段加宽不均匀沉降控制技术的研究[J].建筑工程技术与设计,2018,6(33):2213.
[5]曹建宁.路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因分析[J].交通世界(建养.机械),2015,22(05):76-77.
关键词:路桥过渡段;差异沉降;综合处治
中图分类号:U416.1 文献标识码:A
0 引言
随着我国社会经济的迅速发展,我国公路建设规模持续扩大,导致大量病害不断显现。其中亟待解决的一个问题就是“桥头跳车”,该病害不仅会对车辆行车舒适性造成极大影响,甚至会产生巨大的经济损失。我国地域辽阔,软土分布极为广泛。此类土质具有含水量高、孔隙比大、渗透系数小等特点。在行车荷载长期作用下,将大幅降低路基承载力,进而产生差异沉降,出现“桥头跳车”现象。为有效防治“桥头跳车”,必须采取科学有效的措施,全面控制过渡段差异沉降,避免桥头跳车问题产生,保证行车舒适性及安全。
1 路桥过渡段差异沉降的形成原因
1.1 填料不均匀
在公路桥梁建设过程中,最重要的就是填料,因为公路与桥梁都是由填料堆砌而成的,是路身和桥身的重要组成部分。因此,在台背填料的过程中,我们必须选用具有良好透水性的材料,但是,透水性较好的材料又存在另一个问题,那就是材料的空隙率大,压实度不能得到很好的控制。
1.2 压实度不够
据大量实践证明,压实度是影响道路和桥梁过渡段出现差异沉降的主要因素。由于台背填土不仅受机械设备的影响,而且还受施工顺序、用料、作业面、经验等诸多因素的影响,如果在施工过程中出现疏漏,很容易导致台背填土压实度达不到要求,造成路桥过渡段不均匀下沉。
1.3 气候水文的影响
气候水文也是致使路桥发生差异沉降的主要因素。洪水、积雪、温差过大、冰冻或是降雨量过大都很有可能导致路堤发生横向不均匀下沉。当然,地下水也是路堤产生不均匀横向下沉的重要因素,因为路基土在地下水的交替作用下,体内的水含量变化很大,使土体重量波动,发生下沉。除此之外,水文地质变化也是影响路桥下沉的重要原因。因为,在地表水的侧向补给、雨水补给和地下水补给的多重作用下,水的侵蚀会对路基的土体强度、结构产生相当大地破坏性,导致路基的内部力作用不均匀,从而引起路面纵向和横向的沉降。
1.4 设计不合理
当然,道路和桥梁的结构设计也是不容忽视的原因。在施工过程中,因地质钻探深度不够和或钻探布控过少,未能达到准确探明软基深度和范围的要求,从而造成软基所选用的相关计算参数和处治理论计算与实际不符,导致软基设计要求不能达标。
2 工程概况
某路桥工程通车运营多年,据现场勘查可知,路面产生了不同程度的病害问题,主要病害为车辙、松散、裂缝等。在各类病害中,裂缝病害最多,经原因分析引发各类病害的最根本原因在于差异沉降。据调查发现,伸缩缝处、路桥衔接处、搭板和路堤衔接处这三个部位为最大差异沉降处,且搭板和路堤衔接处最为严重,则地基土和路堤工后沉降为桥台差异沉降的直接原因。经计算,本路段平均差异沉降值在2.82 cm,相对较大,存有一定行车安全隐患。为了解决过渡段差异沉降问题,必须采取切实可行的措施。经多方商议,决定采用DGR工艺处治,即深层注浆加固抬升技术,近年来,在路桥工程桥头跳车治理中应用较多,一般可采用分幅养护,无需深填深挖,基本不会影响道路通行情况,且施工周期短,由养护角度来讲,此方式施工效果最好。
3 路桥过渡段差异沉降处治措施
当前,路桥过渡段差异沉降问题日益凸显,尤其是位于软土等特殊地基条件下,对过渡段处的差异沉降要求更为严格,为此,应采取相应措施。综合考虑本工程实际情况,决定采用DGR工艺,具体处治流程如下:
3.1 放样
在施工前,需做好放样工作,确定灌浆孔位,标记好每一个孔位。当土体具有较大空隙时,则在地下浆液的扩散半径也会随之增加,经施工计算可知,本工程可在1.5 m~2.5 m之間控制浆液扩散半径范围,为此,应综合考虑施工现场的软弱土质情况,做好各施工设备的调整,保证注浆压力满足施工要求。并在2 m~4 m之间控制灌浆孔距和排距。在注浆孔布设时,需严格按照具体车道宽度,先对注浆孔的数量、间距等参数进行适当调整,保证所需施工处治段施工效果。此外,还需在施工前,做好地下管线排查工作,避免因施工损坏地下管线。
3.2 造孔
严格遵循施工要求进行孔位、孔数的确定,一般需在20 cm以内控制孔位偏差,此外,在1.5%以内控制垂直度偏差。根据施工现场具体情况,可采用专用钻机在路基填土层进行造孔,并做垂直度控制。待钻杆装设好了以后,保证钻头与孔位对准,开启钻机向预定深度进行钻进,待达到设计要求后即可停机。
3.3 安装注浆器及灌浆管
待完成上述施工之后,为防止出现塌孔现象,需及时将混合注浆器与灌浆管安装到位,相比3 mm无缝钢管,可在其上控制灌浆管管壁厚度,从而保证其完整性。按照振动加压的方法向设计高度放入混合注浆器与灌浆管,但应与设计桩底保持一定距离,可控制在0.5 m~1.5 m之间,保证土体能够全面充分裹附住注浆管。
3.4 清孔
待上述设备安装到位以后,可通过清水对注浆管进行清洗,保证灌浆孔通畅。为确保注浆管和注浆泵之间连接正常,必须做好各接口安装检查工作,防止出现安装不当问题。
3.5 制浆
根据设计要求,以0.75为水泥浆液的水灰比,通过高速剪切专用制浆设备进行施工,要求严格按照配合比设计进行材料均匀搅拌,待水泥浆搅拌好以后,必须在净水泥浆初凝前使用完,避免出现材料离析情况。此外,需根据地质软土的各项特性,结合设计要求,合理确定DGR化学浆,以3:1的比例配置水泥和DGR化学浆。且综合考虑施工地点的软土情况、施工温度等因素,在具体施工中做好调整,确保处治效果良好。 3.6 灌浆
按照工程实际情况,本工程可在0.1 MPa~1.0 MPa之間控制水泥浆液和化学浆液的压力,并做好DGR浆液配合比的调整,随后在1.5 m~2.5 m控制浆液扩散半径。根据软土地基的深浅情况、差异沉降问题等进行各个灌浆阶段的准确确定。要求按12~15根桩组成群桩的方式进行交叉灌浆。
第一,初灌。在柱底与地面相距5 m~6 m时,可开始初灌,灌注时间为3 min~5 min,灌注量为0.4 t/m~0.6 t/m,待完成交叉灌注后,即可进入下一阶段复灌。第二,复灌一。施工中,要控制好注入量,保证灌注量控制在0.5 t/m~0.6 t/m,待距路面3 m~5 m时,即可停止注浆,在整个施工过程中,要实时对路面抬升现象进行监控,保证交叉灌注充分,且能够连成一个整体,保证初始抬升量充足,并能够对桩基产生反压作用,从而加固软土地基,提升地基承载力。第三,复灌二。在相距地面2 m~4 m时,同样要做好灌浆量控制,可在0.2 t/m~0.4 t/m之间加以控制。且做好路面抬升现象监测,保证过渡段病害消除,降低沉降。
4 结束语
综上所述,近年来,随着我国经济的健康快速发展,我国公路建设也发展十分迅速。舒适、便捷已成为公路的最大优点,但是从已建成并运营的公路使用情况来看,路桥过渡段的不均匀沉降和由此产生的桥头跳车现象普遍存在,桥头跳车病害不但严重影响行车安全性和舒适性,也成为制约公路事业发展的一大难题。为了解决路桥过渡段差异沉降问题,必须结合具体工程案例,采取切实可行的措施,达到最佳处治效果,才能满足公路舒适安全运行的目标。
参考文献:
[1]张晓飞.高速公路路桥过渡段的设计与施工技术探讨[J].工程技术研究,2017,40(06):209-210.
[2]李泽智.浅析高速公路路桥施工过程中过渡段路基病害的防治[J].工程建设与设计,2017,65(09):138-139.
[3]魏立恒.高速公路路桥过渡段加宽不均匀沉降有限元数值分析[J].价值工程,2019,38(14):72-74.
[4]侯登志.关于路桥过渡段加宽不均匀沉降控制技术的研究[J].建筑工程技术与设计,2018,6(33):2213.
[5]曹建宁.路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因分析[J].交通世界(建养.机械),2015,22(05):76-77.