林建伟 郭阿勇
中国建筑第七工程局有限公司 广东惠州 516000
桥头跳车是在道路和桥梁连接处产生的一种病害形式。其严重影响汽车的行驶,而且容易造成交通事故。当桥台和路基的沉降差超过1.5cm时,驾驶员就会感到不舒服;超过3.0cm时,桥头跳车已经相当严重,需要进行维修处理。桥头跳车不仅对行驶的车辆有严重的影响,而且也对行人和周围的环境产生不良影响。高等级公路上,影响更为显著。(1)纵坡变化引起的桥头跳车是指台背和构造物不均匀沉降过大时造成的。纵坡一旦发生变化,行驶的车辆就会受到损坏。(2)沉降差引起的桥头跳车是桥台和其后的填土不均匀沉降引起的。设计人员在设计阶段已经考虑桥台的沉降的影响,一般桥台的沉降量很小。其沉降差是填土材料造成的,如果地下水位较高,软土较多,极易产生沉降。选择的填料一般都含有水分,施工中不可能把填料孔隙中的水分完全排出,而且施工压实的速度也影响沉降量的大小。刚性桥台和柔性路堤在反复的车辆荷载作用下不均匀沉降造成桥头跳车的现象[1]。(3)地基基础的沉降未稳定也会引起桥头跳车。表现在夏季降雨南方地区和季节性冰冻北方地区。夏季降雨影响填土材料的特性,季节性冰冻会降低路基强度,加速路基和桥台的不均匀沉降,加重桥头跳车。
桥面与路基沉降差是出现桥头跳车最主要也是最直接的原因,其形成机理相对比较复杂,因此,无论在施工之前,施工过程中,还是交付之后,都应该严格控制施工质量,切勿为了赶工期而降低监管的标准,所有的填筑应该与路基的填土同步进行,对桥台、立柱和肋板等利用大型压土机施工,在施工完成之后,应该优先回填桥台盖梁,以便压路机作业,同时,对于锥坡应当适度进行加宽,清除多余的土方,确保其坚实稳定。对于已经完成的路堤部位,如果压实度不满足施工要求,则应该延长台背至合格的范围,再挖成台阶,应注意台阶的高度要小于30cm,长度在50cm以上。
地基对施工具有决定性的影响,在施工过程中,应该根据实际情况不断完善地基的处理方案,确保沉降能够在允许的误差范围之内,根据沉降的具体情况,确定沉降地面的时间。一般来说,在工期允许的条件下,施工单位应该优先采用塑料排水板对软黏土进行处理。之所以采用这种方式,其主要的原因是相比较气压的处理方式,能够有效地控制施工后的沉降程度,而且整体的造价成本较低,但是,这种处理方式的周期一般在六个月左右的预压期,如果施工没能满足这个必要的条件,那么,处理后的地基要比没有按照这种方式处理产生的跳车程度会更加严重。因此,相比较于塑料排水板,这种需要长时间预压期的处理方式,对于那些工期相对比较紧张的工程建设时,大多数会采用旋喷桩和水泥搅拌桩的方式来处理地基,采用这种方式的好处是能够提高地基的承载能力,有效防止地基沉降和变形。当然,对于这种处理方式也是有要求的,其主要的影响因素是桩的长度和置换率,控制着地基的沉降深度[2]。当然,相比较塑料排水板,这种处理方式的造价也会相对高昂一些。
大量的工程实践为获取高性能的材料提供了实践基础。其中,加筋土的理论就是比较重要的一种验证施工工艺,这种施工工艺是通过加筋,增大其与土壤之间的摩擦,从而防止土质变形,增强材料的抗拉伸强度,以期达到提高承载力和抗变形的要求。国内目前主流的处理跳车的新型材料是MOH复合有机水硬性材料,这种材料通过有机与无机互不相容的原理进行加工处理,大部分原料是水泥与沥青通过胶联的方式形成的一种路面材料。相对于加筋土的施工过程,MOH材料在处理桥头跳车技术时,采用分步填充的方式进行。例如,首先通过测量数据来确定沉陷段的具体位置,然后进行数据的采集和分析,对相应的路面进行分层多次铺摊的方式进行填充,指导路面平整,最后再进行整体的罩面。相比传统的使用热沥青填充处理跳车路面的方式,运用MOH材料的方式简化了施工工艺,其操作更加简单,而且操作过程易于控制,且具备较好的性能,如抗压和耐高温等。
无论是什么样的工程,在交付使用之前,都必须进行压力测试,及时挖掘和发现潜在风险,对于桥梁和道路施工也是一样。在施工完成之前,应该进行测试,这种预压测试的处理方法又被称作是预固结法,其主要的工作原理是利用路堤负载对地基产生压力,从而不断增大孔隙中水分的压力,经过一段时间的预压之后,地基将会不断沉降,当预压的时间足够长的时候,沉降就会趋于稳定。一般来说,如果进行预压路堤负载低于工程设计的负载量,那么该预压被称作欠载预压。相应的,如果预压高于设计的负载,则称作超载预压,为了达到理想的交付效果,施工单位应采用超载预压的预压测试方式进行处理[3]。
桥头跳车涉及到路桥的设计、施工和维修等各个方面,是个复杂的过程。目前还没有从根本上解决的办法,只能缓解桥头跳车对车辆和路桥的影响。彻底解决其问题不仅要依靠压实地基,同时也要满足各项质量要求。地基基础要有足够的强度,处理好排水的问题。路基方面尽量选填土大粒径、质量轻的,土粒要有一定的强度,抗沉降性好。路面方面要采用桥头搭板,合理的尺寸设计,防止搭板断板和产生集中应力,使其尽量与桥台连成为一个整体。