李艳艳
(辽宁驰通公路工程监理事务所)
桥头跳车的原因及预防处治方法
李艳艳
(辽宁驰通公路工程监理事务所)
本文作者主要介绍了桥头跳车形成的常见原因、工程危害以及防治措施,并结合工作中的实践经验,对几种有代表性的预防措施和处治方法进行深入探讨。
桥头跳车 原因 防治方法
引言:桥头跳车是公路工程中普遍存在的质量通病,已成为多发性常见病害,直接影响着公路通行的舒适和安全以及公路使用性能和运输效益的发挥,要想有效的预防和处理桥头跳车问题,首先要研究其产生的原因,并针对产生原因制定切实可行、便于施工的处治方法。
所谓桥头跳车是指在桥梁与路基交界处由于桥台与路堤的沉降不一致,而导致桥头处出现错台,致使车辆行驶在这一位置时,产生颠簸、跳跃的现象。其主要危害有以下几个方面:
1、影响行车舒适与安全,由于桥头跳车的存在使车辆通过时产生严重的颠簸,使乘车者感到不适,易产生疲劳,所载货物易破损;严重的跳车会造成交通事故,对人的生命和财产安全形成严重的威胁,同时也使公路的使用功能和通行能力受到影响。
2、高速行驶的车辆在桥头处产生跳动和冲击,对桥头路面和桥梁产生附加的冲击荷载,加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏,从而增加了养护维修费用和管理的难度,降低了公路的使用性能;同时,跳车的冲击力会增加车辆的振动和机械磨损,油耗增大,缩短车辆使用年限,降低使用寿命,增加运输成本。
桥头跳车产生的根本原因是构造物与桥头引道间的沉降差,当沉降差超过2cm以上时此处路面将断裂形成错台,造成台背处路面和桥台的高程突变,从而使通过此处车辆产生明显的颠簸和不适。形成桥头路基沉降的原因主要有以下几方面:
1、目前大多数桥涵构造物与路基都是同年平行进行施工,没有工后自然沉降时间,并且桥涵构造物多处于沟壑地段,地下水位高且多属于软弱土层,桥头处路堤填土在重力及汽车荷载作用下极易产生压缩变形,而桥涵构造物多采用桩基础或经过地基处理的扩大基础等,后期沉降量很小,这样在通车运营后一段时间内易造成路基、桥涵差异沉降变形的现象,形成错台、造成跳车。
2、台背回填区域填筑材料选择不当、施工中控制不严。材料质量的好坏是沉降量发生大小的主要内因。例如施工过程中常见的砂砾(石渣)含泥量大、级配不达标、压碎值超标,不同材料混含填筑等,这些都是造成工后沉降较大的重要因素。
3、压实度达不到设计标准。施工时受作业面影响,重型压路机对紧靠台后的填料难以碾压到位,个别结构形式的桥台压路机甚至根本进不去,导致漏压和压不实等现象,尽管使用小型夯实设备补夯,也难以达到规定要求。
4、台后路面排水设施不完善或者路面水渗入台背中,致使台背填料被雨水浸泡,内摩擦力减小,在汽车荷载的作用下导致桥头边坡处的填土会产生侧向位移,填料流失,台背逐渐形成空穴,引起沉降和跳车。
5、行车荷载的影响。随着我国经济的快速发展,大型车辆的不断增加,致使超速、超载现象屡禁不止,这些不良行为对路基、路面和桥梁均产生很大的冲击力,也是造成桥头跳车的原因之一。
要想彻底消除桥头跳车产生的沉降差基本上是难以达到的,只能采取积极有效的防治措施尽量减少沉降差,使其控制在设计允许的沉降范围内,以满足设计行车速度下的运营使用。
1、地基预压处理
预压处理又称预固结法,就是在拟建桥台处先行填土预压,利用填土荷载对地基施加压力,经过一定时间的预压,当地基沉降趋于稳定后再进行结构物施工。预压处理的实施应结合工期来决定预压时间,再根据预压时间确定采用等载或超载的预压方式。如果工期允许不建议采用超载预压,以免产生倒运或弃土。目前,预压法是处理软弱地基最有效、最经济的方法,它不仅可以解决桥头的跳车问题,而且可以解决台后填土的不均匀沉降问题。
2、地基加固处理
地基加固处理是针对软弱地基最有效的防治桥头跳车的方法之一,实施中应根据地基的实际情况选择完善的处理方案,在工期允许时对正常压实的软粘土应尽量考虑采用塑料排水板或砂井等排水固结法,缩短排水途径,使地基承受附加荷载后,排水固结过程大大加快,进而使地基强度得以提高,这种方法既经济又有效,但时间较长,至少需要6个月的预压期。在一些工期紧的工程中还可以采用搅拌桩、挤密桩等深层复合地基法来提高土的强度与稳定性,有效的控制工后沉降,使桥头路基尽量连续平稳过渡。
3、填筑材料的合理选用
由于土的内摩擦角较小,压实质量难以控制,所填路基压缩沉降—般较大,因此,台背回填应选用内摩擦角大、强度高、透水性好的填料,如砂砾、砾石、级配碎石等,选用这些材料回填后的压实速度快,加载后能在短期内完成变形;同时,选用内摩擦角较大的填料也有利于将从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排出路基外。同时合理的使用土工合成材料,可提高填料的承载力和抗剪强度,有效降低填料的压缩变形,在一定程度上减小桥头差异沉降的作用。
4、提高填筑材料的压实度
提高构造物台背回填的压实质量是减小台后沉降的重要措施。为了保证填筑材料的压实质量,应合理选用压实机械,在靠近造物边缘50cm范围内或者压路机无法碾压的死角应采用小型夯压机械,层层夯实,每层填筑厚度15-20cm为宜,夯实遍数应通过试验确定,填筑质量层层检测,每填高1m左右时采用冲击强夯提高压实度。
5、设置桥头搭板
设置桥头搭板是目前解决桥头跳车现象的一种常用方法。通过设置桥头搭板将台后沉降造成的与桥台构造物衔接处较大的纵坡变化逐步进行缓和过渡,从而消除跳车现象。
6、设置完善的排水系统
水是造成路基病害的一个主要因素,应设置较完善的排水系统,防止降水渗入台背回填段路基造成对填料的冲刷。
当桥头开始出现破损坏时就应及时进行修补,不然将会加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏。一旦形成桥头跳车,汽车荷载的冲击作用力将会成倍增加,及时修补可使车辆减小对桥台、路面的冲击应力,减缓桥头跳车的发展,同时对安全通行也起到积极作用。
1、对桥头路面出现沉陷面积不大(凹陷小于4cm),基层没有破坏的部位,可采用沥青混凝土填补找平;
2、对沉陷面积较大,基层已破坏部位,应清除已破坏的旧基层,采用半刚性基层以及路面(长度范围宜大些)填料按照桥头搭板细部处理方式重新铺筑;
3、对因防护不当、水毁造成水土流失,路堤被掏空等情况产生的沉陷,应视具体情况先将破坏根源处理好(如采取桥头搭板下压浆),再采用相应措施处理基层和面层。
在公路建设和运营管理过程中,桥头跳车质量通病一直困扰着广大公路建设者。其影响因素也不尽相同,但只要结合现场实际情况,加强施工中各环节及工序质量控制,严格监理监督机制,就能有效减少桥头跳车现象的发生。
(1)按设计要求处理台背基础,且台背回填应与路基填筑同步施工,确保达到最佳压实效果;
(2)严格控制台后填料质量。必须采用经检验合格且符合设计要求的填料,严控骨料粒径及含泥量,一旦发现不合格填料,坚决清除返工处理;
(3)由首件试验确定合理的施工机械组合及碾压遍数。例如小型的强夯机和重型光轮压路机组合;
(4)建立回填台账,在台背处按照填筑厚度层层标示,监理现场旁站,做到每层摊铺,每层碾压,每层检测,每层记录,每层撒灰,每层转序的闭合台账;
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1007-6344(2015)11-0056-01