所屬欄目:交通運輸論文 發(fā)布日期:2011-01-31 17:02 熱度:
摘要:本文分析了高速公路橋頭跳車原因,簡略地介紹防治橋頭跳車的一些措施。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;軟基處理;橋頭跳車;跳車臺階的修復(fù)措施;原因;防治
0前言
隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。交通事業(yè)也進入了一個蓬勃發(fā)展的階段。橋頭跳車問題一直是困擾橋梁工程技術(shù)人員的問題之一,特別是近幾年來隨著我國高等級公路的迅速發(fā)展,橋頭跳車現(xiàn)象較為普遍,它直接影響公路的使用壽命和社會效益,司機和乘客感到不適,造成車輛大幅減速,嚴(yán)重的可導(dǎo)致交通事故和車輛機械損壞,甚至造成行車事故。因此如何解決公路建設(shè)中的橋涵臺背跳車問題已成為業(yè)內(nèi)人士共同關(guān)注的焦點。
1橋頭跳車產(chǎn)生的原因
公路建設(shè)的施工方法一般是先橋涵后路基。橋涵建好后再對臺背進行回填。由于構(gòu)造物的影響。橋頭跳車現(xiàn)象主要是由于橋臺沉降小,橋頭路堤沉降大,造成橋臺與路堤間的沉降差引起。在車輛荷載作用下更容易引起地基淪陷,特別是施工后沉降較大。
1.1地基土質(zhì)不良的沉降
橋涵通常位于溝壑地段,地下水位較高,且多屬軟土。由于軟土一般都具有天然含水量高、空隙比大、壓縮性強,抗剪強度低等特點,在軟土上填筑路基,一旦受到荷載影響,便極易產(chǎn)生沉降。同時,橋頭路基填筑高度較其它地段大,產(chǎn)生基底力相對較大,更引起地基沉降,特別是施工后沉降較大。
1.2臺背填料壓縮引起的沉降
臺背填料一般為滲透性材料,存在孔隙,施工中采用任何措施也難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的荷載與振動荷載作用下,孔隙率琢漸降低,填料琢漸壓縮,密度琢漸增大,便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。因此,壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)、施工條件及臺前臺背的防護排水工程的設(shè)置等情況。
1.3剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏?br />
橋臺為剛性,而與之相連的道路,則為柔性,剛?cè)岵煌牡缆吩谔囂幩a(chǎn)生的振動效果不同,柔性材料對能量的吸收要比剛性材料大。顯然,引道臺間有著較大的剛度差,這個剛度差的存在必然引起道路與橋臺間產(chǎn)生較大的塑性變形相對差和較大的剛度突變,出現(xiàn)沉降,導(dǎo)致橋頭跳車。
1.4施工方法不當(dāng)
有些施工單位為趕工期,因施工不當(dāng)或施工程序顛倒讓橋頭路堤滯后完成,自然沉降時間較少,施工中又放松治理沒有嚴(yán)格按施工規(guī)范作業(yè),有些施工單位位對跳車問題熟悉不深刻。在進行臺背回填時沒有嚴(yán)格控制每層壓實厚度不大于15cm的要求施工。仍采用一般填筑施工方法進行作業(yè)。填土速度快,壓實未達到要求,致使分層過厚,不能壓實,加上橋頭路堤較高,防護排水工程設(shè)置不完善,而填料在橋臺附近因地方狹窄不易壓實或填料質(zhì)量差達不到設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),使高填土引道不穩(wěn)定,造成填料壓縮而產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象。
2橋頭跳車的防治措施
2.1軟弱地基處理
處理好橋頭軟弱地基,是控制跳車的關(guān)鍵。目前對橋頭軟弱地基處理,國內(nèi)已有換填法、深層攪拌法、砂樁法加固橋頭軟基、塑料排水法板堆載預(yù)壓法等措施,下面介紹幾種行有效的常用方法。
2.1.1換填法
將軟弱地層全部部挖除或挖深2~3m,用透水性較好的材料(如砂礫、碎石、鋼渣等)進行換填,作為人工填筑的持力層。因為這類土的強度大,壓縮性小,透水性良好,比較容易使之密實,且在不少地區(qū)料源豐富,價格便宜。同時將結(jié)構(gòu)物基底壓力擴散到下臥軟土地層中,使其應(yīng)力減少到下臥層的許可承載力范圍以內(nèi),從而滿足地基穩(wěn)定性的要求,同時由于墊層材料的壓縮性低于天然的軟粘土層,采用墊層法也可減少地基的沉降量。該法適用與淺層軟土地基的處理,由于該方法施工簡單,在公路建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。
2.1.2深層攪拌法
該法屬加固土樁類型,主要適用于軟弱粘性土。深層攪拌法是20世紀(jì)60年代由日本和瑞典分別開發(fā)的軟土加固新技術(shù),一般借助于壓縮空氣,采用專門深層攪拌機械設(shè)備,從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土中噴出漿體或粉體固化劑(如水泥等),經(jīng)葉片攪拌,并吸收周圍水份,在加固的深層軟土中進行一系列物理——化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基,從而提高橋頭軟土地基承載力,減少沉降量(特別是工后沉降),縮短固結(jié)期,提高邊坡穩(wěn)定性。
2.1.3砂樁法加固橋頭軟基
該法屬料粒樁類型,適用于松砂地基、雜填土或軟土,對地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用,主要施工工藝程序:整平原地面→機具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機具移位。為加速地基固結(jié),減少后期沉降,一般根據(jù)實際情況,配合堆載預(yù)壓或超壓施工,使地基強度顯著提高,同時改善地基的整體穩(wěn)定性。起造價在塑料排水板堆載預(yù)壓法和深層攪拌法之間。
2.1.4塑料排水板堆載預(yù)壓法
該法屬豎向排水體預(yù)壓類型,用插板機,或與袋裝砂井打設(shè)機共用(將圓形套管換成矩形套管)。按整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水管→機具移位→攤鋪上層砂墊層的的施工工藝程序進行。主要適用于透水性低的軟弱粘性土。是通過豎向荷載作用使地下水沿著塑料排水板向上滲透到砂墊層中,然后橫向排到路堤外面,從而使軟基固結(jié),其特點是施工簡單便捷,造價較低,但仍存在少量工后沉降。
2.2跳車臺階的修復(fù)措施
2.2.1一般橋頭臺階小于20mm時,對車速的影響不太嚴(yán)重,可以不予修復(fù)。當(dāng)臺階高度逐漸增大時對跳車的影響將大大加劇,應(yīng)予修補。1)更換填料個別橋臺背部因場地狹小、趕工填筑,有些填料不符合要求甚至壓實不足,需對橋涵兩端10m范圍內(nèi)的背填料進行換填處理。采用抗水侵蝕性好的填料,如半剛性填料、砂石填料等,以改善填料的水穩(wěn)性。2)采用半剛性基層如原回填為素土,可將路基上部0.5~0.8m厚的路基土應(yīng)用水泥或石灰穩(wěn)定處理,也可采用二灰穩(wěn)定碎石進行填筑,以期提高整體強度。3)加鋪瀝青砼為使沉降后的路面與緩和段端部銜接順適,應(yīng)對端部開挖處理,一般下挖15~20mm為宜。錯位沉降的修補可用熱拌瀝青砼加鋪,以求增大與原路面的粘結(jié)能力,加鋪層的強度也比較穩(wěn)。這種方法適用于已經(jīng)沉降且比較穩(wěn)定的情況,是比較常用的方法之一。橋頭跳車是比較難解決的問題,需要在以后的工作中結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況探索研究,提出新的方案,使之既經(jīng)濟又實用,還能保證質(zhì)量。總的說來跳車的防治方法應(yīng)采取綜合防治辦法;建議在以后的施工中臺背回填單獨拿出來作為一項,單獨計量,建立一套從選材、填筑、壓實到成型、檢測的嚴(yán)格施工、監(jiān)理程序,以確保臺背回填質(zhì)量。
2.3路面處理
2.3.1設(shè)置橋臺搭板
設(shè)置橋頭搭板。整體式橋頭搭板是國內(nèi)使用較多的一種。橋臺搭板的寬度與橋面行車道寬度相等。搭板設(shè)置可以使用在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降慢慢過渡至剛性橋臺上,使車輛通過時跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長度設(shè)計根據(jù)路基的容許工后沉降值計算確定,常取3~5m(當(dāng)8m時,宜設(shè)計成兩段式或三段式搭板)。搭板的近臺端一般擱置在橋臺背墻頂面或其牛腿上,并用¢32㎜鋼筋作錨栓固定,以免下滑。
2.3.2設(shè)置過渡性路面
當(dāng)路基沉降規(guī)律難以把握時,在橋頭一定長度范圍內(nèi)鋪設(shè)過渡性路面,待路堤沉降基本完成(一般為3~5年后)以后,再改鋪原設(shè)計長久性路面。
3結(jié)語
人們對橋頭跳車討論,大家都有見解,通過分析橋頭跳車產(chǎn)生的原因,本文對幾種代表性防治措施的特點進行了探討,并希望能用于指導(dǎo)施工,有效地減少橋頭跳車。只要我們不斷努力,一定能夠克服工程施工中的各種困難,把我們高速公路建設(shè)提高到一個新的水平。
參考文獻:
[1]JTJ017-96,公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范[S]。
[2]高等級公路橋頭等差異沉降位置的技術(shù)處理(河南交通2003)
[3]公路施工手冊《橋涵》,人民交通出版社,1985年
文章標(biāo)題:淺談高等級公路橋頭跳車的原因及防治措施
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