陈程
摘 要随着我国交通事业和经济建设的快速发展,路桥工程实践证明,在桥头引道处,刚性桥台和柔性路堤之间的强度渐变段易产生不均匀沉降,出现桥头跳车现象,成为公路工程建设的一个重要而又突出的问题。 本文根据自身的工作经验,对高速公路路桥过渡段设置进行讨论并提出建议,并分析如何加强路桥过渡段的施工组织设计。
关键词公路桥梁;路桥过渡段;桥头跳车问题
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0143-01
1高速公路路桥过渡段设置的建议
1)台后地基的处理。提高土的强度与稳定性,控制台后路基的沉降变形中,控制地基的沉降是其中的重要组成部分,在软土及松软土路基地段,地基处理应采用水泥搅拌桩、粉喷桩等半刚性复合地基。经过多条高速公路软土路基试验研究表明,半刚性桩在处理深度较深、基本打透软弱层且桩身强度达到设计要求的情况下,复合地基的总沉降量、沉降速率、工后沉降都很小。挤密砂桩、挤密碎石桩在软土中的挤密约束作用小,桩体质量不易达到要求,其加固效果得不到充分发挥。袋装砂井或塑料排水板处理软土地基,处理时间较长,需进行堆载预压,处理中地基的沉降值也较大,但处理费用相对较低。在实际施工中要根据现场实际情况,认真选取经济、有效的加固方案,确保桥头路基尽量连续平稳过渡。
2)台后基坑的回填。基坑应采用素混凝土或片石混凝土回填,面积较大时采用碎石分层夯填,达到规定的压实要求。
3)过渡段填料的选择。由于土的内摩擦角较小,加之受压实质量的影响,所填路基的压缩沉降一般较大。因此,桥台台背回填应选用摩擦角大、强度高、变形小、透水性好的填料,如砂砾、砾石、连续级配碎、石灰稳定土等,并且压实速度快,加载后能在短期内完成变形。在笔者所参与的高等级公路工程的施工过程中,台后填土多采用轻质填料,常用的材料为粉煤灰,其目的就是减少填方容重,减轻填方土体对地基的压力,从而达到减少地表以下土层排水固結产生的沉降。在日本、法国、德国通常采用级配碎石或级配砂砾石中加入6A左右的水泥进行过渡段填筑。我国高速公路在过渡段采用级配碎石填筑的也很多,桥台背后大型机械压实困难的情况下,在级配碎石中加入水泥、使用小型机械进行夯实,实践证明效果良好。
4)提高填筑材料的压实度,影响路基压实效果的主要因素有含水量、碾压层的厚度、压实机械的类型和功能、碾压遍数以及地基的强度等。首先要调整填筑材料的含水量,由击实试验所得的击实曲线图有一峰值,此处的干容重为最大,称为最大干容重,与之对应的含水量则称为最佳含水量。只有在最佳含水量的情况下压实效果最好。其次,压实机械对一定含水量填筑材料的压实状态有很大影响。填土分层的压实厚度、压实遍数和压实机械类型、土的种类和压实度要求有关,应通过试验来确定。压实时的单位压力不应超过土的强度极限,否则土体将会遭到破坏。开始时土体较疏松,强度低,故宜先轻压,随着土体密实度的增加,再逐步提高压强。另外,路堤施工时边缘往往压实不到,仍处于松散状态,雨后容易滑坍,故两侧可采取多填适当宽度,压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。
5)桥台与路基间设置钢筋混凝土搭板。高速公路的大量事实证明,台后过渡段设置钢筋混凝土搭板可显著改善路基与桥台在抗垂直变形能力方面的巨大差异,有效实现路基与桥台的刚度渐变。对软土、松软土地基地段更应加强钢筋混凝土搭板的设置与研究。
2加强路桥过渡段的施工组织设计
1)加强路堤填料的选择。实施台背路堤筑之前,要有目的地选择施工路段的填料,对要采用的各种土壤做对比试验,其试验项目包括:①土壤的液限和塑料联合测定,实验筛分和击实试验;②不同土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实变数和松铺厚度的关系,从试验结果比较各种土壤的技术指标,选出最适宜的土壤作为填料;③从经济角度考虑,以就地取材为主,就地取材不仅经济而且取材方便不误工,材料的选择原则上应选用干容重较大的砂类土或渗水性好的材料。
2)加强压实要求。台背路堤填土应与锥坡填土同时进行,并按设计宽度一次填土,分层填筑过程,每层的压实厚度不超过15cm,其施工顺序为汽车卸土、推土机平整、洒水或凉晒、人工平整、压路机碾压、压实度检测,压路机碾压过程中,既要保证压实度,同时又要注意不损伤台身,具体要求为:①检查填土松铺厚度、平整度和含水量,符合要求后进行碾压;②根据压实试验提供的松铺厚度和控制压实遍数进行压实;③采用振动压路机碾压时,除对台背路堤填土与路基土方连接处必须加以振动,增强碾压效果外,桥台附近采用不振动静压,并慢速碾压,以免损伤桥台。
3路桥过渡段软基路基的施工研究
1)桥台软基的处治施工从公路工程施工分析可知,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但工程造价高;超载预压可利用施工荷载作为软基预压荷载,方便施工,工期长,剩余沉降量大;塑料排水板法加固工期较超载法短,较粉喷桩法长。此外,还有强夯法和爆破法等软土地基处治方法。各种方法的机理及适应性各有特点,施工过程中要根据当地工程实际情况加以选择采用。为了保证软基排水固结的施工质量,消除软基路堤不均匀沉降的现象,必须尽可能地提前软土地基路段的施工时间,尤其是桥台地段的施工时间,争取更长的预压时间,以减少软基路堤工后沉降;根据软土的地质条件、土层性质和路堤填筑高度,一般路堤采用袋装砂井或塑料排水板处理,其间距在邻近桥头路段附近应加密;在桥台处设置搅拌桩过渡段,并在搅拌桩过渡段末端与袋装砂井或塑料排水板加密区交接处设置土工织物砂垫层,以协调变形。
2)路桥过渡段的施工组织在桥台结构完成后,尽快安排过渡段路堤与一般填土路堤的施工,并使用具有同等压实度能量的压实机械将过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压。在路堤与桥台连接部位,路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压,使用大型机械碾压困难时可改用小型振动压实机械进行充分压实。此外,对一些路基工后沉降可能大的工点,如深层软土地基和桥头高路堤,除了采用一切必要的地基处治措施外,必须优先安排施工,进行静置预压直至符合规范要求为止。
3)路桥过渡段路堤填料的选择,实施路桥过渡段路堤填筑之前,要有目的地选择施工路段的填料,采用各种土壤作对比试验。其试验项目包括:土壤的液限和塑限联合测定,实施筛分和击实试验;各种土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。从试验结果中,比较各种土壤的技术指标,从中选出最适宜的土壤作为过渡段路堤的填料。填料的选择原则应选用干容重较大的砂类土或渗水性较好的材料。这样的材料具有良好的级配水稳定性和压实特性。当采用非渗水性土时,应在土中增加外掺剂,如石灰、水泥等。严禁使用淤泥、沼泽土以及含草皮、树根、生活垃圾、杂物和含水量过大的土作为填料。
参考文献
[1] JTJF10-2006公路路基施工技术规范[S].
[2]康文斌.公路、桥梁工程质量问题及其预控[J].黑龙江科技信息,2010,04.