范雯雯
摘 要:随着国民经济的快速发展,公路建设规模持续扩大。桥头跳车是高等级公路中最常见的病害之一,将土工格栅用于桥头路堤加固,可有效解决桥头跳车问题,且具有良好的应用效果。为此,本文在全面了解路桥工程桥头跳车成因的基础上,结合具体案例,对桥头跳车病害防治关键技术要点进行了分析与探讨。
关键词:桥头跳车;成因;作用机理;土工格栅
路桥工程作为重要基础设施,有效拉动了区域经济发展,为人们日常出行提供了便利。但在路桥投入使用之后,由于车辆超载等因素作用下,会导致开裂、坑槽等病害产生,必须加强病害处治措施,以免病害程度逐渐加深,影响车辆行驶安全性,降低工程使用寿命。桥头跳车是路桥过渡段最常见的病害之一,合理选用处治措施,可有效遏制病害程度加深,提高公路使用性能。在具体施工中,应充分了解原有路面结构性能,掌握病害原因,提高处治质量。
1 路桥工程桥头跳车的成因
1)地基强度不同。由于工期等因素影响,往往需同时建造桥涵、通道及路基工程,桥涵、通道等构造具有较大刚性,因此对地基强度提出了较高要求。然而,因天然地基承载力有限,若经加固施工后,可有效减少不均匀沉降。若台背路堤处地基未做加固施工,则地基强度相对较低,这种情况下,两者间强度相差较大,极易有差异沉降产生于桥台和台后路堤处,从而出现桥头跳车危害。
2)排水不畅及填土流失。因路面排水系统不完善,无法从路面及时排出雨水,极易存在积水问题,顺着路堤、桥涵通道等构造物的缝隙将会有大量雨水不断向路基内渗入,加之雨水冲刷、浸湿,路面各结构层极易被影响,甚至破坏原有土质结构,大大降低路基承载力,导致桥台相近处路堤出现局部沉降情况,从而出现桥头跳车危害。
3)施工质量方面。施工是否规范将直接影响工程建设的整体质量。若盲目赶工期,未严格按照规程施工,很可能在路堤未充分固结的情况下进行下一步施工,从而影响工程质量。甚至在施工过程中,如松铺厚度不足、压实度不达标等均会导致桥台跳车问题出现。
4)设计方面。设计是一个工程建设的重点内容,若设计不当,也很可能产生桥头跳车现象。如路线设计中,软弱地基区域路基设计不合理,产生工后沉降的可能性将大幅增加,从而引发桥头跳车。
2 土工格栅作用机理
作为一种土工合成材料,土工格栅相比其他材料,具有较高强度及韧性。通过土工格栅的力学性能,能够实现土体应力扩散的目的,并能进一步提高土体刚度、抗拉强度,和土体形成复合土工结构。从物理特性角度分析,作为一种聚合物,土工格栅利用聚合物挤压作用,及将孔打在聚合物上,通过拉伸机单、双向拉伸聚合物,以此重新排列聚合物分子,促使其产生较大矩形孔眼,形成平面网格状结构物。土工格栅的承载结构主要包含4部分:纵肋、横肋、结点与网格孔,以上四者作用各不相同。土工格栅具有较大网格孔径,与网筋厚度相比,结点厚度较大。则相比其他土工织物,其具有更高强度,且使用寿命长,可达到良好隔离效果。
由加固作用方面分析,因土工格栅具有较粗网筋,则其强度也随之增强,进而具有良好抵抗力。于土体而言,格栅网孔嵌锁能力强,格栅和土体间产生的剪切阻力较大,能够有效结合土工格栅和土体,提升抗剪强度。
与单向土工格栅相比,纵横双向受力为双向土工格栅的受力特点。双向土工格栅肋条较为刚硬,且具有较高结点强度及良好平面抗扭刚度。一般以正方形作为格栅网孔形状,且有厚边肋条附着到孔周围,进而充分结合双向土工格栅和土体,对土体颗粒移动问题加以有效制约。
3 工程概况
某桥梁工程,全长383.2m,为17孔钢筋混凝土预应力梁板桥,主跨为3孔连续梁,20m简支梁为边孔,总跨为8×20+28+35+28+5×20m。据实地勘察结果显示,桥梁所处地质条件良好,地面线以下土质类型为杂填土(1.5m)、碎石土(2m)、砂砾土(3.5m)、风化岩石,其中18KN/m?为杂填土容重,20KN/m?为碎石土及砂砾容重。根据设计要求,重力式桥台为0号桥台类型,7.12m为台后引道路堤填高,并采用砂砾回填台后路堤。由地质情况来讲,在桥头引道处产生差异沉降的概率不大,但是因为施工工期紧张,在路堤自重作用下,受时间限制仍会出现地基沉降等情况,为此,仍需做好桥头跳车预防措施。如采用“双向土工格栅+桥头搭板”的方式进行0号桥台处理。
4 桥头跳车病害防治关键技术要点
1)台背路基回填。根据施工要求,可台背路基可采用砂砾土回填处理,其物理力学指标应满足现行规范要求。按照规定,需回填至底层土工格栅位置,由于厚度较大,可分层回填、压实,若大型压路机存有碾压死角,需及时采用小型压路设备对边角部位进行夯实。
2)土工格栅摊铺。按照等距离20cm间隔,在台背处埋设钢筋勾,待压实、整平路基之后,可折回格栅,并将一个直径14mm的钢筋包裹起来,将钢筋挂着钢筋勾内,并通过铁丝将折叠的格栅绑扎好,保证格栅和台背紧密固定。若长度不足,可进行搭接处理,一般需在2个网格以上控制搭接长度。随后沿路线纵向摊铺土工格栅,若长度过长,需根据设计要求,切断处理。根据要求,土工格栅需铺设七层,上三层铺设方案为搭板末端向外延伸6m;下四层铺设方案为搭板末端向外延伸5m,严格按照不小于最小纵向铺设长度的规定设置铺设长度。
3)土工格栅张拉。铺设完各层土工格栅之后,需采用人工或机械的方式张拉好土工格栅,保证伸长率控制在2%~4%之间,待满足要求后,便可采用U型钉进行土工格栅定位。
4)土工格栅搭接。本工程需铺设七层土工格栅,针对各层土工格栅,相邻的两幅需做好搭接处理,一般可在20cm以上控制搭接宽度,随后按照“之”字型采用尼龙绳进行绑扎,保证其整体性。层面不同,则其连接部位绑扎时需相互错开,从而提升其整体效果。
5)填料施工。根据施工要求,可采用砂砾土作为填土材料,要求由格栅边缘通过装载机逐步回填至台背处,严禁车轮碾壓到格栅,填土厚度达到30cm之后,便可进行压实、整平。大型压路机很难碾压到桥台或翼墙周围,此时可更换压实设备,如采用电动打夯机等,进行夯实,保证最终压实度满足设计要求。在完成施工后,需及时检测填料回填质量,主要对填料物理指标、压实度、平整度等指标进行检测,保证满足施工要求。
6)分层沉降管安装。当结束路堤填筑施工后,可采用冲击钻进行钻孔施工,钻孔深度为地基以下50cm,146mm为孔径。并做好沉降管连接及安装磁环等工作。一般情况下,可按照土层分层实际情况,提前确定磁环的间隔距离,以“下—上”的顺序进行磁环安装,并固定上短。可通过接管连接两个沉降管,并利用螺丝固定,由此进行沉降量检测。
5 结束语
综上所述,因多种因素制约,大量路桥工程不得不修建在软土地基之上。软土地基具有强度小、压缩性高、稳定性低等缺陷。若软土地基不处理直接用于路桥施工,将无法满足路基承载力等需求,甚至出现严重质量隐患。如桥头跳车,若处治不当,将严重影响路基承载力,甚至产生不均匀沉降,于车辆、人或路面来讲,桥头跳车会产生不同程度的危害,且会增加维修养护成本。为此,本文将土工格栅用于桥头跳车处理,从而消除或控制桥头跳车,提高工程施工质量,延长工程使用寿命。
参考文献
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