杨旭楠 张鑫
摘 要:随着公路建设里程的不断增加,桥头跳车现象愈加严重。桥头跳车病害的存在,将影响车辆行驶的舒适性和安全,甚至会引发严重的交通事故。为此,必须高度重视桥头跳车问题,找出病害原因,采取切实可行的措施加大防治力度,從而实现公路建设的社会效益和经济效益。
关键词:桥头跳车;处治措施;成因
中图分类号:U445.71 文献标识码:A
0 引言
改革开放40年来,国民经济快速发展,国家在基础设施建设方面的投资越来越多。高速公路作为交通运输事业发展的中坚力量,提高工程建设质量至关重要。从公路运营状况来讲,受行车荷载和自然环境等因素制约,仍存在一些亟待处理的难题。桥头跳车是最常见的一种路桥病害形式,当车辆从此区域通行时极易产生跳跃、颠簸之感,将会严重影响行车舒适性,甚至会损害桥台等部位,或造成更为严重的交通安全事故。因此,必须重视高速公路桥头跳车问题,根据工程实际情况,合理选择防治措施,对症下药,最大限度降低损坏程度,提高道路使用性能,实现经济效益和社会效益最大化。
1 公路工程“桥头跳车”的成因
(1)地基强度方面。受工期等因素影响,桥涵、通道、路基等工程一般都需同时施工,桥涵等构造物具有较大刚性,在地基强度方面具有较高要求。然而,天然地基承载力并不能很好地满足这一要求,为降低不均匀沉降,一般会选择适合的加固方法,提高路基强度。但是部分台背路堤并未做加固处治,此部位的地基强度相对较低,导致桥台和台后路堤之间强度不同,从而产生不均匀沉降现象,最终引发桥头跳车病害。
(2)排水方面。当路面上的雨水无法及时排出,雨水将会顺着路堤、桥涵通道等构造物的缝隙向路基下渗,这种情况下,受雨水影响,路面各结构层和路堤填料均会被侵蚀。同时,伴随雨水的不断冲刷,路基填土较细的颗粒甚至会被雨水带走,严重破坏原有土质结构,致使路基承载力大幅下降,或在桥台相邻部位出现局部沉陷病害,进而引发桥头跳车现象。
(3)施工质量方面。施工是工程变为实体的过程,施工质量直接影响工程整体质量。若不注重施工质量,必定会产生严重病害问题,影响结构物使用状况。在施工质量方面,引发桥头跳车的原因不外乎以下几种:第一,工期紧张,为追赶进度,没有严格按照施工标准和流程施工,台背填土时间不充分,路堤固结程度未达到规范要求。第二,施工落实不到位,摊铺厚度控制不严格,压实度、密实度等均存有一定误差。第三,施工材料质量不合格,或填料配合比设计不准确等。第四,质量检测或监督管理不到位。
在施工过程中,很大原因是人的问题,因此,应提高人的质量管理意识,严格按照规范标准进行每一道施工工序,把好质量关。
(4)设计方面。设计是减少变更、避免返工、降低成本的关键一环。在路桥基础设计中,基础形式不同,对工后沉降的影响也会存有差异,因此,在设计时,必须综合考虑施工中的影响因素,保证设计合理、科学,且具有可行性。
2 工程概况
某桥梁工程,全长383.2 m,为17孔钢筋混凝土预应力梁板桥,主跨为3孔连续梁,20 m简支梁为边孔,总跨为8x20+28+35+28+5x20 m。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(1.5 m)、碎石土(2 m)、砂砾土(3.5 m)、风化岩石,其中18 kN/m³为杂填土容重,20 kN/m³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,7.12 m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几率不大,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。
3 土工格栅台背加筋机理
随着加筋土技术水平的不断提高,土工合成材料在桥台台背加固中得到了广泛应用与推广,且可用于解决桥头跳车问题。土工格栅是一种高密度聚乙烯等材料加工而成的聚合物板材,主要以网状结构呈现,网孔尺寸相对较大,其特点为拉伸强度高、伸长率小、结点处厚度大等,于土料颗粒而言,土工格栅具有侧向阻力作用,具有较强冲击性,可优化应力场,减小差异沉降,提高土体强度及整体性。其加筋机理如下。
(1)土工格栅抗拉能力强,在上部土体荷载作用下,将产生向下变形,可拉伸格栅,同时,利用双向受力特征,能够产生向上的拉力,达到兜网功能,以此促使荷载均匀分布,最终实现台背填土整体承载力地有效提升。(2)土工格栅的拉伸模量较大,可利用土工格栅和土体界面的摩擦、咬合作用,对路堤填土的侧向位移进行约束,并向更大范围扩散荷载,经应力作用再次均匀分布,以此有效降低地基沉降变形。(3)一般可在桥台一端锚固土工格栅,通过其抗拉伸能力,向桥台传递部分荷载,并限制桥台周围土体下沉,便于控制沉降差,解决桥头跳车问题。
4 桥头跳车处治措施
(1)台背路基回填。根据施工要求,台背路基可采用砂砾土回填处理。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20 cm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14 mm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6 m;下四层铺设方案为搭板末端向外延伸5 m,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20 cm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,严禁车轮碾压到格栅,填土厚度达到30 cm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50 cm,146 mm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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