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公路工程桥头跳车防控措施

时间:2017-07-12 访问人数:

 

桥头跳车是公路工程的质量通病,一直以来,成为摆在公路工程工作者、管理者面前一道禁而不止的老话题,至今还没找到一个可以足以彻底解决它的办法。对此,作为公路建设部门、养护管理部门如何去想方设法解决它,首先要弄懂引起桥头跳车的产生原因。

一、桥头跳车原因分析

1.施工过程控制不严。施工工序不符合要求,若台背填筑速度过快,沉降也较快,对台背挡土墙等构造物的挤压相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实机械作业效果,严重时还会危害桥基。台背填土时,施工面窄而工期要求又较紧,靠近桥面部分的填土平面形状不规则,如果缺乏适当的压实机具,采用人工夯实,则密实度难达要求。即使有压实机械,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土压实密度亦很难达到要求,特别是台墙后侧及翼墙内侧填土,达到压实密度要求更有一定的难度。没有严格按三分法(分层填筑、分层碾压、分层检测)施工,没有严把填料质量关等也会引起桥头跳车。

2.桥台台背路堤压实度不满足要求。在公路工程建设中台背填土普遍存在压实不足的问题,这是造成路桥过渡段不均匀沉降的基本原因之一。此外,在公路营运过程中,路基在车辆荷载以及自然因素作用下,会形成土基塑性变形的积累,导致路桥间的差异沉降,从而影响高等级公路路面的平顺程度。

3.桥头引道软土地基处治不佳。施工图设计时,地质钻探布孔过少,钻探深度不够,未能及时发现软基存在,或者未能准确探明软基范围和深度,软土的物理力学性质等等,导致桥头路堤软土地基处治遗漏,或采取的处治方法不恰当。此外,采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距,不能满足JTJ017-96《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(以下简称《规范》)的技术要求。在桥头引道,由于存在软土地基,桥台台背路堤施工时填土压实不足,雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低,这是造成路桥过渡段路堤沉降的主要原因。然而,桥台基础设计是按规范容许沉降值实施控制设计,一般情况下实际发生的沉降值较设计时小。因此,路桥过渡段的结构设计主要是做好沉降防治等路桥顺接构造物的设计。

4.桥头引道过渡段结构设计不周。桥头引道路基工程中,搭板结构采用较多。然而,设置搭板以后的桥头跳车现象仍然严重,桥头搭板断板现象较为普遍,分析其设计原因,有下述情况。

根据桥梁的长度,桥头设置搭板长度划分为:大中桥,搭板长度为8m;小桥、填土高度小于0.5m的通道,搭板长度为5m.然而,桥头引道路堤处于高填方路段,软基路段桥涵结构与桥头路堤相对沉降量大,由于搭板长度不够而起不到顺接作用,行驶车辆通过时必然出现桥头跳车现象。

搭板设计根据支承在弹性地基上的板计算,未考虑台背路堤沉降,雨水冲刷带走台背填土等原因造成搭板与台背路堤脱空的不利受力状态。结果形成搭板设计强度不足,产生断板,引起桥头线形突变,诱发车辆跳车现象。

桥头搭板处理目前尚没有定型的设计计算方法,公路桥涵设计规范也没有明确规定。

工程实践中,桥头搭板一般不作专项设计。但合理地处治软土地基,实施台后填土压实是消除路堤填筑土体沉降的条件,而可靠的搭板设计是解决桥头跳车的重要保证。

二、桥头引道路堤边坡防护措施欠妥

对桥台处于长期浸水路段,通常采用浆砌片石护坡。而其他桥台路段,只在锥坡范围设置浆砌片石护坡,台背设置方格网草护坡或草皮护坡。从公路续建、水毁和收尾工程勘查过程中发现,许多桥头路堤沉降比较严重的地方,往往伴随锥坡和护坡水毁。分析其原因,主要是因为广东省处于沿海地区,台风和暴雨频繁,雨水对道路的冲刷和侵蚀比其他地区严重,方格网草防护等路堤边坡防护措施未能起到作用。因此,在行驶车辆长期反复作用下,桥头引道过渡段填土塑性变形,诱发桥头路堤不均匀沉降,出现桥头跳车现象。

三、桥头跳车防范对策

1.加强台背所在位置的地基处理。处理好台背软弱地基,是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有不少处理方法,如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等,都是行之有效的方法。可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高地基承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。同时,考虑到桥头大多为高填土施工,故在桥头可考虑采用材质较轻的粉煤灰填筑,且应控制好填筑宽度,严禁因填筑宽度不够进行贴坡,致遇雨期间引起滑坡,导致桥头路基不稳而沉降。如在漕俞路高填土施工时,因遇暴雨引起滑坡现象,致外侧3m范围内结构层开裂等现象。

2.加强路桥过渡段的施工组织设计。公路路桥过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥间的工后沉降差。在桥台结构完成后,尽快安排过渡段路堤与一般填土路堤的施工。并使用具有同等压实度能量的压实机械将过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压。在路堤与桥台连接部位,路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压,使用大型机械碾压困难时可改用小型振动压实机械进行充分压实。此外,对一些路基工后沉降可能大的工点,如深层的软土地基和桥头高路堤,除了采用一切必要的地基处治措施外,必须优先安排施工,进行静置预压直至符合规范要求为止。

3.选择有利于减少工后沉降的桥台结构。在形式多样的桥台结构中,桩接台帽的桥台结构施工过程是:填筑路堤,钻孔桩基施工,台帽和耳背墙施工。从其施工步骤可知,其过渡段路堤在桥台结构施工前填筑,不受施工作业面的限制,有利于大型机械碾压,不遗留施工死角,压实均匀,压实度易达到设计要求。同时,桥台结构施工时,又为过渡段软土地基和路堤填土留有一定的沉降期,有助于减少过渡段路堤工后沉降。因此,在桥梁设计时,宜首先选用桩接台帽式桥台结构。

4.加强路桥过渡段路堤填料的选择。实施路桥过渡段路堤填筑之前,要有目的地选择施工路段的填料,采用各种土壤作对比试验。

土壤的液限和塑限联合测定,实施筛分和击实试验。

各种土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。从实验结果中比较各种土壤的技术指标,从中选出最适宜的土壤作为过渡段路堤的填料。

从经济角度考虑,以就地取材为主。填料的选择原则应选用干容重较大的砂类土或渗水性较好的材料。这样的材料具有良好的级配水稳定性和压实特性。当采用非渗水性土时,应在士中增加外掺剂,如石灰、水泥等。严禁使用淤泥、沼泽土以及含草皮、树根、生活垃圾、杂物和含水量过大的土作为填料。

综上所述,桥头跳车的引发原因是多方面的,有可能由其中一个环节的设计疏忽或大意施工,就造成了日后导致它提前出现的潜在风险。因此,我们在公路工程进行设计、施工的整个过程,对每个环节、每道工序都必须认真对待、进行深入考虑、仔细分析,在建设过程中将这些大大小小的注意事项都控制好、都把关好,桥头跳车的质量通病一定能够解决。