赵志远,唐向辉
(1.河南嘉纳建筑工程有限公司,河南 洛阳 471000; 2.河南超仁建设工程有限公司,河南 平顶山 467300)
当前,我国经济正处于高速发展时期,公路事业也迎来了发展的春天,建设里程逐年迅速增长。桥梁工程是公路的主要组成部分,一旦出现病害问题,将严重威胁桥梁工程的质量和行车安全性。桥头跳车是最常见的路桥病害之一,当车辆从此病害处通行,势必会产生颠簸、跳跃,不仅会降低行车舒适性,还会威胁行车安全。为此,必须重视桥头跳车,找出病害原因,根据工程实际情况,制定切实可行的处治措施,最大限度降低病害损失。
在行车荷载、自重等作用下,由于桥台结构和道路结构刚性之间存有差异,极易产生沉降问题。若车辆从路桥过渡段通行,必定会受到冲击,进而产生颠簸感。若有桥头跳车病害,那么危害性更大。总体来讲,桥头跳车的危害可以归结为两点,具体如下。
1)桥头跳车对行车舒适性造成不利影响,甚至会出现附加冲击荷载,对桥梁构件,比如桥台、桥头搭板等造成一定损害,增加养护成本。与此同时,若遇到桥头跳车,于车辆驾驶人员来讲,会对其心理产生一定影响,若心理素质不佳,将会产生慌张情绪,严重时导致误操作,车辆失控,引发交通事故。
2)当车辆行驶过程中遇到桥头跳车处,为了减轻跳跃感,很多司机会采取频频减速的紧急处理方式,这种情况下,不仅会加速轮胎、零部件的磨损,甚至会损坏桥面,或增加油耗及加大汽车尾气排量,加大环境污染。
总之,当出现桥头跳车病害时,无论是对于路桥面本身,还是驾驶车辆或者驾驶人员来讲,都会产生很大的负面影响。
经大量实践证明,引发路桥工程桥头跳车的原因很多,影响最大的因素包括地基强度、排水及填料压缩等方面。
一项路桥工程从立项到竣工历时较长,短则1年,长则几年,加上各地政策、气候等因素的影响,对于工期方面有严格的要求,为了缩短工期,一般情况下,可同时施工桥涵工程和路基工程,与路基工程相比,桥涵等构造物存在很大区别,尤其是刚性方面,对于地基强度要求很高。天然地基承载力相对较小,为了有效控制地基沉降,需要做好地基加固,然而,在实际工程建设中,很多台背路堤地基加固效果并不理想,地基强度偏低,路桥地基之间的强度差偏大。
在路桥工程施工中,台背填料常常会选择渗透性材料,此类材料具有较高压实度。此类材料具有多孔隙的特点,施工中,想要压实台背具有一定难度,尤其是边角位置无法充分压实。在行车荷载等影响下,土体固结过程中,孔隙率越来越小,填土逐渐被压实压密,这种情况下,由于填料压缩问题,极易造成桥头跳车。
在桥梁结构中,一部分可能会处于纵坡的凹型竖曲线底部,若桥头泄水孔有问题,排水不畅,那么一旦降雨量过大,雨水极易损坏浆砌边坡。若桥头位置还有裂缝,雨水沿着裂缝不断下渗,台背填料遇水后,会影响路基稳定性,甚至发生路面沉降,这也是引起桥头跳车的主要因素。
为了控制及避免桥头跳车,可在台背填筑前及时处理地基,尤其是软弱地基。为此,需要采取相应的技术手段,改善桥头地基的使用性能,有效提升地基承载能力,最大限度降低不均匀沉降,将桥台和路堤之间的沉降差控制在允许值内,防止出现错台情况。除此之外,对于原状土来讲,不仅要做好地基处理,还需要控制好地基处理范围,比如横向宽度、纵向长度等,若处理不好,很难控制住路基沉降差。
一般过渡段设于路基、桥台连接部位,沿着线路方向,可布设为倒梯形,这样也可以有效控制沉降。过渡段位置不同于其他部位,在填筑填料选择时,所选材料应具有水稳性好、内摩擦角大的特点,比如碎石土等。与此同时,还要控制好压实度,保证压实度在96%以上。若压实度不符合规定,那么很难控制沉降差异。
在未填筑桥头背区以外路基的情况下,需要合理控制施工段长度,一般不允许超过50 m。待填筑压实之后,则需要开挖路基端部,并设置成台阶状,确保能够有效连接新旧压实区域。
一般来讲,桥台背2 m之内,严禁采取重型压实机碾压土石方,为满足设计密实度要求,可采用小型机械压实工具,或者采用人工方式夯实。在压实过程中,需要做好各层填筑厚度控制,并合理确定碾压遍数,待完成一系列施工流程后进行质量检测,保证压实度符合施工规定。
实践研究表明,当过路构造物台背的路基填土采用土工材料加筋处理,可以起到减少不均匀沉降的目的。但是土工材料的应用,并不能达到降低总沉降量的作用,仅仅可以起到降低路堤不均匀沉降的作用。即便如此,还是要做好桥头路基补强处理。一般来讲,路基补强若采用土工材料,需要严格按照设计要求,合理控制铺设层数及铺设范围,在上下层搭接时,应错开搭接缝。
在结构、材料等方面桥台位置与台背位置不同,为了保障刚性路面可以平稳地过渡到柔性路面,在施工过程中,往往会合理布设搭板、过渡板,通过这种方式,可以有效降低桥端连接处沉降。
桥面铺装层的应用,不仅可以保护桥梁结构,还可以确保车辆行驶的舒适性和安全。与路基段路面相比,桥面沥青混凝土铺装层病害问题更严重,因此,需要采取切实可行的措施,改善桥面铺装层的性能。通常情况下,可采取以下措施。①保证排水设计合理,只有排水设计满足要求,才能减少雨水下渗铺装层。②保证桥面板和粘结层设计合理,桥面铺装层和桥面板之间只有紧密粘结,才能避免桥头跳车病害。
在构造物和填料连接处,极易渗入雨水,一旦出现此类问题,势必会产生不均匀沉降,引起桥头跳车。为了解决该问题,可以将反滤层设于台背和填料之间,厚度控制在30 cm,若台背过渡段填料和反滤层填料一致的情况下,无需单独进行反滤层设置。但是为了避免雨水下渗台背,影响填料强度,可将碎石排水垫层设于原地面,厚度不得小于30 cm,在铺设碎石排水垫层之前,需要做好地面处理工作,可设置成双向横坡,或者设置成纵坡,从而向桥台区域以外排水。
某路桥工程通车运行多年,经现场勘察可见,桥面部分位置存有桥头跳车问题,为了保证行车安全,减少车辆行驶过程中颠簸、跳跃的感觉,必须采取相应措施予以处理。通过多方多次商议,决定采取横向加筋注浆法进行施工处治。经实践可知,桥头路基加筋注浆处理之后,能够有效提升桥台路基的整体性,保证路基稳定性,减少不均匀沉降。
在注浆加筋处理中,需要设置注浆加固结构,本工程注浆锚杆采用特制钢制锚杆,要求其各项指标均满足规范要求,施工中,以焊接法连接锚杆,此方法施工方便,且费用低。在复合加固体中主要采用压力注浆法,在一定压力作用下,注浆液会逐渐下渗,通过硬化处理,便可获得满足设计要求的复合加固体。
根据施工现场具体情况,在注浆前,需要做好各项准备工作,确定各项注浆参数,保证满足设计要求。注浆材料采用水泥浆,水泥则选择42.5#普通硅酸盐水泥,水灰比、注浆压力、注浆半径等技术指标可以表1为准。
表1 注浆主要技术指标
要求根据工程施工进度,随时调节注浆压力,合理控制注浆压力和浆液扩散半径,保证施工质量满足要求。
现场注浆施工时,需要逐根进行横向注浆管施工,纵向来讲,注浆顺序为从桥台内侧至外侧,对于台后侧边和边角位置,浇筑时需要加密处理。根据本工程施工要求,注浆采用双控标准,不仅要控制好注浆压力,还要控制好注浆量。要求在一定压力作用下,合理控制注浆量在1 L/min以下,要求进行一定时间的稳压处理,一般为10 min,待满足要求后,便可完成注浆施工。
施工工艺流程是否规范直接关系到整个工程的施工质量,因此,在施工中,先做好各项准备工作,随后严格控制各道施工工序,具体施工流程如下。
1)施工准备工作结束后,根据工程实际情况,合理选择钻孔设备。
2)钻孔设备就位,按照设计要求,确定钻孔位置,并准确钻孔。
3)钻孔后,便可直接打入锚管。
4)按照设计要求,确定浆液配合比,完成制浆,并注浆。
5)注浆后,封孔,清理干净孔周围。
随着社会经济的迅速发展,路桥建设规模持续扩大,与此同时,桥头跳车病害也越来越多,若不及时处理,势必会造成严重的损失。为此,必须根据工程实际情况,合理选择解决方案。本工程采取了横向加筋注浆法,具有良好的防治效果,可满足施工要求。