淺析橋頭跳車病害的成因及處理措施
2015-03-31
引言
橋頭跳車現(xiàn)象非常普遍，已經(jīng)成為當(dāng)今公路瀝青路面常見的病害之一。有些已經(jīng)嚴(yán)重影響到行車安全和行車的舒適度。橋頭跳車的現(xiàn)象在于橋臺的剛性與路基的柔性銜接處產(chǎn)生的不均勻沉降所形成的高差。要解決橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生還需通過各參建單位的共同努力和科學(xué)技術(shù)的有待提高。
1 橋頭跳車產(chǎn)生主要成因分析
1.1設(shè)計階段考慮不充分
設(shè)計階段對施工中死角壓實處理考慮不充分，對材料的要求及臺背的排水沒有具體的細(xì)化實施。橋臺兩端銜接處的路基，由于跨河、跨線、通航的要求，一般填筑較高，達(dá)到3~10m左右，甚至有的更高。另外，橋臺兩側(cè)的路基常年被水浸泡，地基條件差，設(shè)計上除對路基結(jié)構(gòu)和邊坡防護(hù)上的考慮，其他對高填方路基無特殊要求，使得路基在填筑后受到路基本身自重及行車荷載的影響作用，路基必將產(chǎn)生豎向變形。
1.2路基填筑產(chǎn)生的沉降
橋梁通常位于河泊地段，地下水位高，且而多屬軟土地層，在路基土自重及行車荷載作用下，使地基產(chǎn)生豎向變形造成路基沉陷。軟土地基具有含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、滲透系數(shù)小的特點，使路基沉降加劇，且需要長時間在行車荷載及路基自然沉降的作用下漸趨于穩(wěn)定。另外，為了滿足通航凈空的要求，橋臺后的路基填土較高，路基自重大。由此產(chǎn)生的地基內(nèi)應(yīng)力相對較大，容易引起路基沉降，導(dǎo)致一定的時期后，臺背后的填筑物逐步產(chǎn)生沉陷。
1.3橋臺臺背填筑壓實的控制
在靠近臺背處填筑時，壓實度難以達(dá)到設(shè)計規(guī)定的要求，這也一直是施工中處理的難點。當(dāng)前在施工中主要采取人工夯實、強(qiáng)夯、填筑級配混合料等方法技術(shù)措施。對于輕型結(jié)構(gòu)橋臺，振動壓路機(jī)靠近橋臺壓實可能破壞橋臺結(jié)構(gòu)，對于U型橋臺，壓路機(jī)難以靠近，使得靠近橋臺部位的填筑物形成死角，壓實不到位，經(jīng)過路基的后期沉降，造成橋臺與臺背填筑物產(chǎn)生沉陷。
1.4施工時采取的措施不合理
由于業(yè)主催趕、壓縮工期，另外有的施工單位盲目的追趕進(jìn)度，沒有嚴(yán)格遵守操作規(guī)范程序施工，臺背填筑沒有按照分層填筑分層壓實的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，使路基達(dá)不到密實度規(guī)定的要求，沒有充分的時間固結(jié)，對臺背構(gòu)筑物擠壓力大。在材料上沒有把好質(zhì)量關(guān)，排水設(shè)施沒有做好。如此的人為因素使高填方路基填筑后不穩(wěn)定，施工后產(chǎn)生不均勻沉降，是造成臺背沉降的主要原因。
2 橋頭跳車的常見處置技術(shù)措施
2.1嚴(yán)格要求設(shè)計階段的技術(shù)措施
橋頭搭板設(shè)計根據(jù)支承在彈性路基上的板計算，應(yīng)充分考慮臺背填筑路基的沉降以及雨水沖刷帶走臺背填筑料等原因造成搭板與臺背土體脫空不利的受力狀態(tài)。另外，消除形成的橋頭搭板設(shè)計強(qiáng)度的不足，產(chǎn)生斷板引起的橋頭跳車現(xiàn)象。
用鋼筋混凝土制成的搭板將橋臺臺背與路基銜接處進(jìn)行剛?cè)峋徍瓦^渡，以消除橋頭跳車現(xiàn)象。
預(yù)設(shè)反向坡度，在容易產(chǎn)生沉降的范圍內(nèi)，根據(jù)沉降的觀測值設(shè)置一定的縱向路面超高，以抵消在行車過程中的路基沉降，達(dá)到消除橋頭跳車現(xiàn)象。
柔性橋臺的設(shè)計類似加筋土擋墻，能夠使臺背與路基銜接處剛度差減小，利于固結(jié)沉降均勻過渡。
2.2路基沉降的控制措施
在橋臺臺背與路基填筑施工中，采用土工合成材料加筋土路堤并不能有效提高路基的承載能力，只能減少行車荷載的應(yīng)變力，并不能阻止路基的不均勻沉降。只有在路基具有足夠的承載力，在路基填土自重荷載與行車荷載共同作用下不被破壞而產(chǎn)生較大的沉降時，土工合成材料才會產(chǎn)生較大效果。所以，橋臺臺背銜接處的路基條件應(yīng)能滿足路基施工后的沉降小于10cm，沉降差值小于5cm。根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》JTJ013-95，對于臺背與路堤銜接處的壓實度應(yīng)達(dá)到設(shè)計規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，高速公路、一級公路為96%，二級公路為94%，三級、四級公路為92%。
2.3臺背回填的控制及技術(shù)措施
臺背回填處的壓實為減少橋臺兩端路基施工后的沉降，使橋臺兩端的路基與臺背結(jié)構(gòu)物相對沉降量盡可能小一些，一般可采取堆載預(yù)壓法，使路基排水固結(jié)，待路基沉降處于穩(wěn)定后再開挖臺背處多余的填料。臺背填筑之前，可在處理后的基底頂面設(shè)置橫向泄水管。臺背回填應(yīng)在橋涵上部結(jié)構(gòu)吊裝之后進(jìn)行，同時注意構(gòu)筑物兩端對稱填筑施工。臺背回填的壓實質(zhì)量是影響臺背回填沉降主要因素。由于臺背回填位于橋臺與路基銜接處的特殊位置，因此成為碾壓環(huán)節(jié)的重點和難點。由于處在特殊位置，壓實機(jī)具難以碾壓到位，并且壓路機(jī)振幅太大時，容易對橋臺產(chǎn)生影響。因此，臺背回填靠近橋臺處的壓實機(jī)具盡可能選擇小型壓實機(jī)具，嚴(yán)格控制分層厚度和碾壓遍數(shù)以及碾壓后的壓實效果。對于壓路機(jī)碾壓不到的死角，應(yīng)采用人工配合沖擊夯夯實，以達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
2.4施工措施是保障施工質(zhì)量的關(guān)鍵
在施工過程中，排水措施與臺背填筑同時進(jìn)行，使臺背填筑料保持干燥狀態(tài)，以防止塑性變形和路基沉陷。為使臺背填筑壓實達(dá)到規(guī)范要求，必須要完善施工工藝、方法和強(qiáng)化施工管理，嚴(yán)格按照操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)施工。加強(qiáng)監(jiān)理工作，對臺背施工的填筑材料、填筑的分層厚度、壓實機(jī)械等采取監(jiān)督檢查、驗收，做到層層把關(guān)，嚴(yán)格執(zhí)行關(guān)鍵工序重點部位的驗收制度。如此才能有效保證橋臺臺背與路基銜接施工的質(zhì)量，從而避免橋頭現(xiàn)象的發(fā)生。
3 結(jié)束語
橋頭跳車現(xiàn)象是當(dāng)今普遍存在的難題，其多種復(fù)雜成因的病害影響的因素也不盡相同。但是，只要根據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，使橋臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計和銜接的路基設(shè)計相結(jié)合、完善。根據(jù)工程地質(zhì)地基條件做好路堤橋臺銜接段的基底處理工作，加強(qiáng)施工管理中的各個環(huán)節(jié)及對工序質(zhì)量控制點的控制和嚴(yán)格監(jiān)理監(jiān)督機(jī)制，從而減少產(chǎn)生橋頭現(xiàn)象的發(fā)生，讓有限的建設(shè)資金發(fā)揮最大的社會經(jīng)濟(jì)效益。
