关键词:公路桥头 跳车病害 防治措施
0 引言
桥头跳车不仅影响行车的速度、安全性和舒适性,而且车轮荷载的反复冲剪作用会使桥台台背、桥头伸缩缝以及台后路面发生破坏,甚至导致交通事故。分析和预防桥头跳车现象,具有一定的现实意义。
1 桥头跳车原因分析
1.1 设计方面的原因
1.1.1 软土地基工后沉降 软土地基的天然含水量高、压缩性大、抗剪强度低。而桥头引道的路堤填筑高度一般较大,产生的基底应力相应也较大,如未对地基作必要的处理,在静、动荷载作用下,极易发生剪切破坏,产生地基沉陷。
1.1.2 台前、台背防护工程的抗滑稳定性不足 若台前、台背的挡土墙、护面堵等防护构造物的设计不合理,抗滑稳定性不满足规范要求,则在台后高路堤填料的较大侧向压力作用下,将会产生水平方向的滑移,从而引起桥头路基沉陷。
1.1.3 路面排水处理不当,台后排水系统不完善 雨季排水不畅时,将使桥头的路面水沿接缝或裂缝渗入路基。若台后排水系统不完善,下渗的雨水将淤积桥头路基,在气温循环变化时,引起桥头路基沉陷。
1.2 地基沉陷 土质不良,由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高。在南方地带多有软土,此类土天然含水量大于液限。且天然孔隙比较大。常含有机质,压缩性高。抗剪强度低。一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低。桥头路基填筑高度较大。产生的基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷。且变形稳定往往持续数年乃至数十年,就是一些稳定的地基在外荷作用下,也无法避免地出现这个问题。
1.3 施工方案不当 当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按照施工规程作业。台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,且没有充分时间固结。台背填土没有时间沉降。这种施工方法对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测的“三分法”施工。填料没有把好质量关,施工中排水措施没有做好,压实度达不到规范要求这些因素使得高填土工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象的主要原因之一。
1.3.1 施工压实不到位 台背填土的压实质量直接关系到路基沉陷量的大小。压实度不足的原因主要有:①填料含水量控制不严;②分层填土碾压时压实层过厚;③压实遍数未达到现场压实试验提供的控制压实遍数。
1.3.2 施工组织设计不完善 若施工进度计划安排不当,路基土方己先行完成,而桥涵施工进度跟不上,则只能先在桥涵两端各留下一个填土较高、土方量集中而工期相对紧迫的作业段。由于该段作业面狭窄,且填土的平面形状不很规则,大型压实机械很难作业,只能采用人工回填配合小型机具夯实,压实度难以达到技术要求,经过一段时间的行车作用和自然因素的影响,极易产生过大的沉降,形成错台,引发桥头跳车。
1.4 路面结构突变 从设计上来看。桥涵与台背路面在结构上存在着差异。两侧是两个不同性质的路面体系。桥涵是铺设在桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台组成的双层路面体系,台后为柔性或半刚性多层路面体系。在车辆荷载作用下,垫层、基层密实度迅速增加,结构层压缩,而桥台由于巨大建筑作用,加上基础处理较好。一般认为沉降已经完成,相对于路基而言。沉降可视为零,而铺装层压缩也不大。这样,两侧抗变形能力不同。相对沉降就不可避免地出现。使路面结构破坏,造成跳车。
2 桥头跳车病害防治措施探讨
2.1 处理好台后填土,保证路基压实度 所有结构物背后填筑。应尽量与路基填土协调进行。结构物施工所需场地。尽量不占用路基填土范围:确实需要者,应空出一段以满足路堤大型机械施工所需的最小作业段。并应加宽背后填土的宽度,以利于压路机横向碾压。对于柱式或肋板式桥台,立柱、肋板施工完成后,先返回填台背后施工台帽,以便压路机通过柱 间压实回填料。台帽施工可不设支架,在填方顶面直接架设模板浇注混凝土。锥坡填土应适当加宽,并削除多余土方,以保证浆砌片石护坡的坚实稳定。结构物台背填筑范围内压实度标准提高至96%,若涵顶至路床顶面填土高小于2m,涵顶区压实度按96%要求;若涵顶至路床顶面填土高大于2m。涵顶以上50cm处开始按所属设计压实区标准执行。当无法达到上述压实标准时,就必须采取有效的措施,如掺入石灰或水泥,或换填渗水性好的砂砾土。对已完成路堤间的结合部位应复查其压实是否合格,若在预留的结合部位压实度不合格,则台背回填应延长至结合部位的合格范围。然后挖成台阶。
2.2 处理好台后地基 当桥头地基软弱时。桥头路基难以达到与桥涵相同标准。沉降相对较大,这时应对桥头路堤的地基进行特殊处理。对软弱地基的处理措施,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩与碎石桩复合地基等常用方法。就目前情况看,粉喷桩与碎石桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单。经验较为成熟,是目前处理软基较为常用的方法。我们要根据当地实际情况,加以应用。使地基承载能力满足设计要求。正确处理好桥背软弱土地基,是减少工后沉降、控制桥头跳车的重要技术措施。
2.3 对接头处路面进行处理 由于桥台的路基结构有多个不同体系,为防止路、桥衔接处的差异沉降,消除和减少结构突变的影响,使两个对接性质不同的路面体系在抗垂直形变上能平顺过渡,应在桥台处增设厚式钢筋硷搭板。搭板的长度应随桥头填土高度而定,一般应为桥头高度的1.5-2.0倍。设计时还可以考虑在桥台与路基之间先设置过渡性路面,待通车一定时间后,台后填土进行先期沉降,再改铺原设计路面,这样就能减少路、桥衔接处的差异沉降。
2.4 加强桥头路基的排水设计 水对于地基和填土的强度具有非常重要的影响,它可以使土体含水量增加,使地基承载力下降,使边坡土方饱和而坍塌。因此,桥头填方路基应比区间路基更加注重排水设计,要保持排水畅通无积水。首先,施工中应充分注意填土的排水,条件许可时,台背填料应选择板体性好、可压缩性小、压实快、透水性强的材料,如卵砾石、碎石土及砂砾土等,并要求填料级配适当。也可以采用强度较高的工业废渣,如粉煤灰等,但施工中应严格按《公路路基施工技术规范》和《公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范》进行操作。其次,要做好路面及中央分隔带的排水,防止水流对填土浸泡或冲刷。若有地下水或地表水渗入时,应在基底顶面设置排、截地下水的渗沟或排水沟。
2.5 严格控制施工,加强质量管理 参建各方必须严格控制现场施工质量,这是防治桥头跳车的关键因素。各种设计方案和措施最后都是通过施工来实现的,因此承包商应增强责任意识,强化整体施工和精心施工概念,严格按照设计进行施工,认真执行施工规范和施工工艺要求,确保每道工序的施工质量符合要求。质监机构、项目业主和监理工程师都要加强现场质量管理,特别是监理工程师要认真负责,加大对重点部位和重点工序的质量检查力度,增加检查频率,以实际数据控制和促进施工质量的进一步提高。
3 结语
桥头跳车已成为公路建设质量的通病,因此,设计部门、施工部门和项目业主应尽力协调,因地制宜地制定合理方案,最大限度地降低桥头跳车产生的危害,有效地改善行车条件,提高社会效益,促进经济发展。
参考文献:
姚玲森主编.桥梁工程.人民交通出版社.1996.
鲍明伟,金大学主编.公路桥头台阶的防治.公路.1994.5.
公路路基设计规范..
公路软地基路堤设计与施工技术规范..
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