路桥过渡段路基填料及沉降控制研究
赵文静侯瑞辉
三门峡产业集聚区管理委员会建设投资开发中心(472001)
通过介绍EPS、粉煤灰、轮胎碎片和土混合物等填料的特点以及填料在路桥过渡段中的优缺点,进而分析引起路桥过渡段发生不均匀沉降的原因,并从设计和施工两个方面采取措施,以便减少路桥过渡段的不均匀沉降现象发生,从而提高我国公路运输的质量和效率,保证公路运输的安全性。
路桥过渡段;路基填料;沉降控制
公路运营中路桥过渡段的不均匀沉降现象一直是一个难以解决的世界性难题。相关专家加大了对路桥过渡段的研究力度,从多种角度采取措施来解决路桥过渡段的不均匀沉降。
1)EPS填料。EPS填料是塑料泡沫、混凝土泡沫、陶土颗粒等工程塑料以及中空构造物的总称。在施工过程中,EPS填料是一种常用的路桥过渡段填料,原因在于同其他填料更加经济耐用,即使在长期的挤压下,EPS填料也不容易发生变形。EPS填料属于工程塑料或者中空构造物,在使用的过程中可以根据需要做成不同密度或者不同形状以方便施工。
2)粉煤灰填料。粉煤灰填料的容重是1.2~1.4 kN/m3,这也就决定了使用粉煤灰填料可以减少填料对路基的压力,从而有效避免路桥过渡段的不均匀沉降的发生。但是粉煤灰填料也有劣势:遇水容易发生变形,强度会有所降低,容易造成路基的不稳,发生沉降;粉煤灰填料在使用的过程中需要注意比重配置,合格的粉煤灰填料很容易压实,如果碳含量过大,粉煤灰填料就不容易压实。
3)轮胎碎片与土混合物填料。上世纪80年代国外就已经开始使用轮胎碎片和土混合物作为路桥过渡段的路基填料。轮胎碎片与土混合物填料的主要优势在于其承载能力和排水性能比较好,其缺点是轮胎碎片一旦过热就容易发生自燃。如果轮胎碎片发生自燃,那么路基也就会出现沉降现象了。
1)填料的选择。路桥过渡段路基填料的选择是控制沉降的最主要的措施。各种路基填料的优缺点各不相同,可以结合具体的施工需要选择相应的路基填料。例如,在地下水和降水较多的地区可以选择渗水性较高的轮胎碎片与土混合物填料,在运营压力较大的路桥过渡段可以选择承载能力较高的路基填料如粉煤灰填料等[1]。无论使用何种地基填料,地基填料中不能含有淤泥、草皮、树根和垃圾等杂物,一旦地基填料中包含了这些杂物,不均匀沉降就很容易发生。
2)土基的处理。土基具备一定的承载能力是控制路桥过渡段沉降的前提。对于土基的处理有多重方法,如超载预压法、塑料排水板法、爆破法等。每一种地基处理方法都有着自己的优缺点,施工中不能千篇一律地采用一种方法,需要根据施工地区的地质条件、资金现状、工期长短来选择。如果资金较为充足,那么可以选择水泥粉喷桩复合地基加固法。如果工期时间较长,那么可以选择预压法来进行土基的处理。
3)巧用土工隔栅。路桥过渡段桥台台背回填加铺土工隔栅的结构可以说是一种有效的控制沉降的措施,主要原因在于使用这种结构型式可以使得土工隔栅一方面和土一起承担车辆的荷载,另一方面可以有效地对路基进行约束,防止路基出现变形,进而发生不均匀沉降。土工隔栅具备一定的弹性,在车辆的反复荷载中也可以减少其变形的积累[2]。
4)搭板专项设计。搭板是一种常用的处理路桥过渡段不均匀沉降的措施,但人们对于搭板的作用有着不一样的看法,有人觉得搭板可以有效控制不均匀沉降,也有人觉得搭板在控制不均匀沉降上作用不大。笔者认为,搭板是控制路桥过渡段沉降的一种有效措施,能够起到作用的关键在于搭板的设计是否满足以下两个要求:一是搭板的长度能否跨越桥台台背难以压实的土体,二是要根据搭板的受力状态来计算搭板的长度。
[1]尹自永.路桥过渡段沉降成因分析与设计、施工控制研究[J].黑龙江交通科技,2011,(01).
[2]刘伟,王连俊.路桥过渡段路基填料及沉降控制研究[J],路基工程,2011,(01).