吳秋福
摘 要:結合我國公路建設現(xiàn)狀,研究分析公路橋梁橋頭跳車病害的各種成因,介紹幾種常見的橋頭跳車的處理方案,提出一些有效的防治橋頭跳車的措施。
關鍵詞:橋頭跳車;跳車分析;地基處理;設置搭板;施工控制
1 定義及危害
1.1 定義
橋頭跳車就是由于公路橋頭及伸縮縫(橋頭引道)處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺階而引起車輛通過時產生跳躍的現(xiàn)象。當這種高差達到110mm以上后就會使過往的車輛產生跳躍。
1.2 跳車危害
橋頭跳車的主要危害表現(xiàn)為:(1)影響行車安全、降低行車速度。(2)車輛通過時,司機和乘客感到顛簸不適,甚至造成車輛大幅度減速,可能導致車輛阻塞甚至發(fā)生交通事故。(3)增加車輛運營費用和加速橋梁及路面的病害產生。
2 橋頭跳車成因分析
引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。橋梁與道路同時發(fā)生沉降,但兩者的沉降量有很大差異,道路的沉降量遠遠大于橋梁的沉降量。橋梁完工時,沉降就基本穩(wěn)定:但高填土路堤的剛度很小,在車輛荷載的反復作用下產生較大的塑性變形,當這種沉降變形達到一定程度,就會產生橋頭跳車現(xiàn)象。這是產生橋頭跳車的主要原因。
2.1 地基沉陷
橋梁通常橫跨溝河,地下水位較高,這類土天然含水量大于液限,孔隙比大,常常含各種有機質,可壓縮性較高,抗剪強度較低,車輛在路面運行,這類土天然結構遭受破壞,抗壓強度就降低,橋頭一般路基填筑高度較高,產生基底應力相對較大,在車輛荷載作用下,就更容易引起地基沉陷,造成路面高程下降,而橋臺高程不變,這種變形往往持續(xù)幾十年,這是引起橋頭跳車的主要原因。
2.2 路基壓縮沉降
路基在自重和汽車荷載的反復作用下,產生較大變形,這種變形包括壓縮沉降與側向變形,這種變形不斷積累,形成橋頭的沉降差。臺后填料多是透水性較好的材料,孔隙率大,并且受施工作業(yè)方面影響,不能全部消除填料顆粒間孔隙,在車輛荷載和自身重力反復作用下,填料顆粒間空隙不斷被壓縮,孔隙率不斷減少,于是頂面就產生沉降,當沉降量達到一定程度,就造成車輛經過時跳車。
2.3 施工不規(guī)范
目前,在市場經濟主導下,有些施工隊伍素質不高,光追求高速度,高效益,施工時不嚴格按照施工規(guī)范作業(yè),填土速度過快,沒有嚴格控制每層填土厚度,沒有嚴格按照施工方案碾壓、每層壓實度檢測頻率不夠,壓實度不能夠全部滿足設計要求;填筑材料沒有把好質量關,含有較多的有機雜質或不同的土質混合填筑;排水措施不當,造成局部含水量較高;壓實機具不配套,橋臺背后施工空間小,大型壓實機具的使用受到限制,不能無限靠近臺帽、耳墻,存在施工死角,橋臺背后的填土不能達到要求的壓實度。這些施工不規(guī)范的因素使填土不穩(wěn)定,完工后沉降量還較大,并且沉降不均勻,這也是造成橋頭跳車現(xiàn)象主要原因之一。
2.4 橋頭路堤滲水破壞
橋頭的差異沉降容易造成路面開裂,路面水順著裂縫滲入路基,造成路基填土含水量過高,受浸泡的路基強度指標下降,土基軟化,造成路基下沉,導致跳車。同時還易發(fā)生唧泥等形式的破壞,跳車又加大了車輛荷載對路面和路基的沖擊力。如果養(yǎng)護維修不及時,這種惡性循環(huán)會使破壞程度不斷加劇發(fā)展。
3 橋頭跳車病害防治措施
3.1 地基處理
不同的區(qū)域,地基土的各種指標不同。為能最大限度的消除橋頭跳車現(xiàn)象,對橋頭地基進行有效的處理是非常必要的,地基的處理方法多種多樣,用得比較多的有以下幾種方法。
3.1.1 換土墊層法
(1)灰土墊層:適用于地下水位較低,基槽經常處于較干燥狀態(tài)下的一般粘性土地基的加固。
(2)砂墊層和砂石墊層:砂墊層和砂石墊層是將基礎下面一定厚度軟弱土層挖除,然后用強度較高的砂或碎石等回填,并經分層夯實至密實,作為地基的持力層。
3.1.2 夯實地基法,其中包括重錘夯實法和強夯法
擠密樁施工法包括灰土擠密樁、砂石樁和水泥粉煤灰碎石樁。
填土預壓法,等到沉降穩(wěn)定后,再進行下步工序施工。
這些都是行之有效的方法。工程綜合考慮實際情況,選擇合適的處理方法,用來改善地基性能,提高地基承載力,減少地基沉降。
3.2 臺背填料的選擇
由于臺后路基壓縮沉降是橋頭跳車的主要原因之一。因此,選擇填料至關重要。選用壓縮性小,孔隙率大的填料,如半剛性填料、透水性的砂礫等,可以有效的減小臺背路堤的沉降量。透水性好、內摩擦角大的材料能夠有效地減少壓縮沉降。(1)石灰、粉煤灰、碎石按一定比例混合就稱為二灰碎石,二灰碎石填料在我國應用較普遍。(2)用低劑量(6%或8%)的石灰穩(wěn)定改善土進行臺后填筑也能取得比較好的效果。(3)土工格柵處理路基填土。(4)在原地表設置碎石墊層,能夠及時排出路基內多余的水分。不管用什么填筑臺背,臺背填料各層的壓實度是工程質量的重要保證,臺背填料的每層壓實度至少要達到96%以上。
3.3 設置搭板
橋頭搭板的設置能有效減小橋頭跳車,通過搭板把地基的不均勻沉降量分散在搭板長度范圍內,路堤產生的較大沉降逐漸過渡到橋臺上,避免橋臺與路面臺階的出現(xiàn)。橋頭搭板有利于橋頭與路堤的平緩過渡,調節(jié)橋面、路面之間的不均勻沉降,在橋梁建設中得到了廣泛的應用,效果較好。設置的搭板應滿足以下兩個條件:(1)搭板的長度中小橋一般為6-8米,大中橋一般為8-12米,寬度一般為距路緣石50厘米。(2)將橋頭搭板設計為一端簡支、一端自由的地基粱,當橋頭地基沉降時,其可以單獨支承路面上通行的車輛荷載。
3.4 施工控制
嚴格控制施工,是保證工程質量的前提。在施工中,我們一定要做到以下幾點:(1)對施工工序進行合理安排,如果條件允許,先把橋臺處路基和錐坡填土完工,再施工臺樁基和臺帽,能有效保證路基壓實度。(2)控制好填料質量,控制好填料的各項指標。含灰量、含水量不合格的決不允許施工。(3)嚴格控制好每層填筑厚度,碾壓遍數(shù),并對每層填筑質量實施檢測,特別是控制好壓實度,不要留任何死角。(4)臺背填料盡量選擇透水性好的材料。
4 結束語
(1)首先要保證原材料質量關及生產質量關,尤其要對施工前材料進行嚴格檢查,不合格混合料要堅決棄掉。(2)橋頭地基處理是非常必要的,結合各自的實際情況,選擇最有效合理的處理措施及施工方案。(3)橋頭搭板設置能有效的緩和橋臺與路堤之間沉降差出現(xiàn)。(4)不嚴格按規(guī)范施工,會加劇橋臺與路堤的高差,因而加劇了跳車現(xiàn)象的產生,所以,施工質量也必須嚴格把關。橋頭跳車是一種成因復雜的病害,影響因素多種,這便需要設計、施工、監(jiān)理單位做到具體情況具體分析,各部門協(xié)調合作,制定切實有效的解決方案,使橋頭跳車時處理達到最好的結果,讓有限的資金發(fā)揮最大的效益。
參考文獻
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