EPS在洪灣橋橋臺(tái)加固工程中的應(yīng)用
2015-05-29
0引言
珠海大道主線改建工程于2011年6月開(kāi)工建設(shè),設(shè)計(jì)時(shí)速100Km/h,雙向8車(chē)道,沿線洪灣橋于1992年建成用車(chē),因當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,外加近幾年超載、重載現(xiàn)象嚴(yán)重,致使洪灣橋橋臺(tái)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫和縱向位移,橋臺(tái)處伸縮縫已被擠壓完畢,為避免橋梁結(jié)構(gòu)病害進(jìn)一步加劇,保證橋梁結(jié)構(gòu)及行車(chē)安全,洪灣橋橋臺(tái)加固勢(shì)在必行。
由于珠海地處沿海地區(qū),軟土地基現(xiàn)象嚴(yán)重,且洪灣橋兩側(cè)的輔道工程已建成通車(chē),致使該處無(wú)法進(jìn)行大開(kāi)挖換填處理;通過(guò)對(duì)多方案認(rèn)真研究和分析比選,決定采用高壓旋噴樁加EPS回填的方法進(jìn)行橋臺(tái)加固,既可以避免橋臺(tái)處大開(kāi)挖、節(jié)約工程工期,又可以避免因填筑、壓實(shí)不當(dāng)而造成的壓實(shí)度不足問(wèn)題。2012年12月底建成通車(chē),通車(chē)兩個(gè)多月,通過(guò)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè),沉降穩(wěn)定,取得了良好的工程應(yīng)用效果。
1 EPS路堤結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)勘探資料可以看出,洪灣橋橋臺(tái)部分軟基現(xiàn)象嚴(yán)重,淤泥層可以達(dá)到十幾米,為了消除現(xiàn)今沿海地區(qū)高等級(jí)公路中普遍存在的橋頭跳車(chē)現(xiàn)象,本橋臺(tái)路堤設(shè)計(jì)對(duì)可能造成跳車(chē)的因素(軟基、臺(tái)背回填壓實(shí)度、材料剛度差異)進(jìn)行充分分析,最終確定采用如下結(jié)構(gòu)形式:首先用高壓旋噴樁進(jìn)行軟基處理,處理范圍為臺(tái)背后30m;其次用EPS材料代替土進(jìn)行臺(tái)背回填,有效地解決了因壓實(shí)度不足而造成的橋頭跳車(chē)現(xiàn)象,換填深度為3m;最后在EPS材料上設(shè)置鋼筋混凝土搭板,搭板厚度0.4m,長(zhǎng)度8m。2 EPS材料要求
聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene簡(jiǎn)稱EPS)是一種輕型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯樹(shù)脂加入發(fā)泡劑,同時(shí)加熱進(jìn)行軟化,產(chǎn)生氣體,形成一種硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料。目前在道路工程中用作輕質(zhì)填料的EPS密度為20�/m3,塊體尺寸一般為2m×1m×0.5m。
3.施工工藝要求
3.1 排水處理
EPS屬超輕質(zhì)材料,如果浸在水中,EPS則會(huì)受到垂直向上的浮力荷載作用,使新老路基連接處結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫、錯(cuò)臺(tái)等。因此在選擇EPS填筑時(shí),其施工基準(zhǔn)面必須高于地下水位最小安全距離50cm,同時(shí)在施工基面上填筑一層石灰穩(wěn)定土,徹底隔離地下水的影響。然后進(jìn)行排水砂層的施工,砂墊層同時(shí)起整平作用,以利于EPS塊體的鋪設(shè)。為防止雨水通過(guò)路面結(jié)構(gòu)層滲入路堤內(nèi)部,在現(xiàn)澆鋼筋混凝土板和EPS頂層之間加鋪一層防滲土工布。通過(guò)預(yù)埋PVC管或塑料盲溝來(lái)排水,其底部高程應(yīng)在排水溝底面以上10~20cm,從而防止排水溝的雨水倒灌。3.2 EPS塊體聯(lián)結(jié)
為防止EPS塊體互相錯(cuò)位,塊體各層之間采用雙面爪型聯(lián)結(jié)件,在頂面及側(cè)面采用單面爪型聯(lián)結(jié)件,在最下層EPS塊體與施工基面和土基之間采用L形銷釘聯(lián)結(jié)。
3.3 EPS鋪筑質(zhì)量控制
由于EPS很輕,采用人工鋪筑,關(guān)鍵是平整度控制與聯(lián)結(jié)牢固。EPS塊體鋪設(shè)在施工基面上,施工基面必須保持干燥狀態(tài)。塊體鋪設(shè)時(shí),不準(zhǔn)拖拉機(jī)和其他重型機(jī)械直接在EPS塊體上行駛。EPS塊體自下而上逐層錯(cuò)縫鋪設(shè),整體鋪筑質(zhì)量很大程度取決于施工基面和最下層的鋪設(shè)精度。EPS塊體之間的縫隙和錯(cuò)臺(tái)應(yīng)盡可能的小,最下層由墊層來(lái)調(diào)整,中間各層則采用無(wú)收縮水泥砂漿調(diào)平。
3.4 鋼筋混凝土板
在最上面一層EPS塊體的頂面,要澆筑一層鋼筋混凝土板。它不僅可以改善EPS的受力特性,使行車(chē)荷載和上部路面結(jié)構(gòu)荷載均勻擴(kuò)散,防止由于應(yīng)力集中而造成EPS的破壞,還使EPS塊體形成一個(gè)良好的整體,防止有害物質(zhì)侵入EPS塊體。
3.5 施工注意事項(xiàng)
1)EPS路堤填料工程設(shè)計(jì)與施工中,防水、排水是關(guān)鍵,施工時(shí)應(yīng)充分考慮季節(jié)和天氣狀況;此外,EPS運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)鋪設(shè),避免日曬雨淋;
2)EPS鋪設(shè)時(shí)要充分保證平整度的控制,它是保證EPS塊體整體鋪筑質(zhì)量的關(guān)鍵;
3)EPS遇到汽油、瀝青會(huì)溶解,所以EPS施工過(guò)程中要注意將EPS與汽油、瀝青等隔離。
4)EPS在洪水多發(fā)地區(qū),應(yīng)慎用。
4 結(jié)語(yǔ)
EPS以其良好的變形特性,用作路堤填筑的輕質(zhì)材料,在很大程度上降低了基底附加應(yīng)力,減小沉降,提高安全系數(shù),解決橋頭跳車(chē)問(wèn)題;EPS材料的剛度介于鋼筋混凝土與土體之間,在一定程度上減小了橋臺(tái)與背墻路堤的差異沉降,實(shí)現(xiàn)路橋過(guò)渡段差異沉降的平穩(wěn)過(guò)渡;此外,EPS用作路堤填料,有效降低了橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物的側(cè)向推力,有益于橋臺(tái)的穩(wěn)定。