鄔建波
(中建新疆建工路橋有限公司,新疆 烏魯木齊 830054)
在公路工程中橋頭“跳車”現(xiàn)象,一直是路橋過渡段的質(zhì)量通病。橋頭跳車不僅會(huì)影響到行車的舒適度,還會(huì)對(duì)車輛造成不同程度的危害,而且也無形中增加了公路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。所以公路工程施工中,必須對(duì)路橋過渡段的質(zhì)量通病問題加以重視,深入分析橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,從而采用合理的技術(shù)措施來進(jìn)行路橋過渡段路基路面的施工。
造成橋頭跳車現(xiàn)象的主要原因是路橋過渡段的沉陷。公路投入使用以后,在橋涵臺(tái)背回填處會(huì)出現(xiàn)路面沉陷的問題,車輛通過該處便會(huì)出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。而過渡段沉陷的根本原因是路基與橋臺(tái)的剛度存在較大差異。橋梁與路基、路面組成材料不同,其剛度、強(qiáng)度以及脹縮性能也不同,且在路橋過渡段容易形成應(yīng)力集中問題,在長(zhǎng)期的車輛荷載及結(jié)構(gòu)自重作用下,便會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降。通過分析,導(dǎo)致路橋過渡段沉陷的主要原因有以下方面。
路基填料相對(duì)于橋臺(tái)材料來說,固結(jié)程度較差、強(qiáng)度較低,如果選擇不合理或者使用不正確,很難在壓實(shí)度上得到有效保證,這就大大增加了過渡段沉陷的機(jī)率。
路橋過渡段施工時(shí),由于位置較為特殊,壓路機(jī)很難碾壓到位,壓實(shí)度也很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求,從而造成在橋臺(tái)后出現(xiàn)部分填土沉陷的問題。
如果路基為軟土地基或采用高路堤形式,工后沉降量將會(huì)很大。在軟土地基路段如果處理方法不正確,或者路堤填筑速率或材料控制不當(dāng),都會(huì)引起過渡段的沉陷;另外在橋臺(tái)與路堤銜接處理時(shí),雖然設(shè)置了搭板,但承受搭板一端的路堤如果沒有進(jìn)行必要的處理,也容易在搭板的一端形成沉陷,甚至引起搭板滑落。
在路橋過渡段橋涵與路堤的連接處,很容易產(chǎn)生縫隙,雨水會(huì)沿著縫隙向下滲透。下滲水會(huì)對(duì)路基填料產(chǎn)生浸蝕和軟化作用,尤其對(duì)于壓實(shí)度不夠的填方體來說,其強(qiáng)度會(huì)慢慢降低,進(jìn)而產(chǎn)生變形。加上車輛的長(zhǎng)期荷載作用,自然會(huì)在過渡段形成質(zhì)量通病。
在路橋過渡段施工時(shí),施工工序不合理、臺(tái)背填筑速度過快等都是導(dǎo)致過渡段沉陷的主要原因。如果臺(tái)背的填筑速度過快,其沉降也會(huì)較快,這會(huì)對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物造成一定的擠壓。另外,臺(tái)前護(hù)坡或擋土墻修筑不及時(shí),很容易引起土體的滑移,也會(huì)影響到路基的壓實(shí)度,甚至?xí)?duì)橋臺(tái)造成危害。在臺(tái)背處,臺(tái)墻后側(cè)以及翼墻內(nèi)側(cè)等處施工面較窄,如果不采用合理的壓實(shí)方法很難保證壓實(shí)度。
2.1.1 搭板的設(shè)置方法
搭板的設(shè)置方法通常有三種,第一種方法是在過渡段設(shè)置相應(yīng)長(zhǎng)度的搭板,這樣在搭板長(zhǎng)度范圍內(nèi),在車輛荷載作用下,路面會(huì)逐漸發(fā)生彎沉變化,這種方法能夠有效解決過渡段的剛?cè)岵町悊栴},但會(huì)給施工帶來較大困難;第二種方法是采用預(yù)留反向坡度的方法,也就是橋臺(tái)與搭板的連接處標(biāo)高相同,而與路面連接一端則略高于設(shè)計(jì)標(biāo)高,從而形成一個(gè)預(yù)留的反向坡,其坡度的大小可根據(jù)具體計(jì)算的沉降差來確定,采用這種方法時(shí),應(yīng)該保證路線的縱斷面平順;第三種方法是搭板與面層頂面平行,將搭板頂面標(biāo)高與橋面面層底標(biāo)高設(shè)置一致,也可與正常路段基層頂面標(biāo)高一致,不僅可以解決施工困難的問題,也可有效解決橋臺(tái)與路基剛度差異的問題。
2.1.2 搭板及其頂層的施工技術(shù)
混凝土搭板施工時(shí),應(yīng)該按照要求進(jìn)行立模,對(duì)混凝土表面的坡度及平整度進(jìn)行嚴(yán)格控制。如果搭板與基層頂面的距離較小,基層厚度較小時(shí),為了避免壓路機(jī)作業(yè)時(shí)對(duì)搭板造成損壞,在鋪筑底面層瀝青混凝土?xí)r,應(yīng)該先將鋪好的水泥穩(wěn)定碎石基層鑿除,然后用底面層瀝青混凝土進(jìn)行統(tǒng)一填筑和找平,從而保證過渡段的整體強(qiáng)度。
如果不設(shè)置搭板時(shí),則需要精密的設(shè)計(jì)臺(tái)后填筑方式,并嚴(yán)格控制施工質(zhì)量??刂坪锰盍腺|(zhì)量和壓實(shí)度,可采用鋪設(shè)土工格柵或填筑聚乙烯塊等方法來提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
可以通過合理的地基處理方法,來改善地基的承載力或其他各項(xiàng)性能指標(biāo),從而減少沉降與反復(fù)凍融對(duì)地基造成的影響,縮小橋臺(tái)與路基的剛度差異。通常地基施工時(shí),可采用加筋及土工格柵的方法來對(duì)橋涵過渡段進(jìn)行處理。加筋法就是在過渡段的路堤當(dāng)中埋設(shè)一定量的拉筋,從而形成加筋土路基結(jié)構(gòu),加筋土不僅可以提高路基的強(qiáng)度,也可明顯增加路基的剛度,進(jìn)而達(dá)到降低路基變形的機(jī)率。施工時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求的過渡段長(zhǎng)度,以及路堤與橋臺(tái)剛度的差值來對(duì)拉筋布置情況進(jìn)行調(diào)整;土工格柵法就是在臺(tái)背沿路基方向?qū)⑼凉じ駯佩^固于臺(tái)背上,可采用分層設(shè)置的方法。土工格柵的長(zhǎng)度變化應(yīng)該從下至上逐漸增長(zhǎng),間距逐漸變窄,分層設(shè)置土工格柵時(shí)每層夯實(shí)。
在路橋過渡段,為了避免水沿著連接處下滲而降低連接處的整體穩(wěn)定性。應(yīng)該根據(jù)填筑材料、當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鞯惹闆r來選擇合理的排水方法。在臺(tái)背路基填筑之前,需要在原地基土上設(shè)置上泄水管或盲溝。在臺(tái)背后整個(gè)寬度范圍內(nèi)鋪設(shè)上一層隔水材料。在地溝處鋪設(shè)塑料泄水管,并將出水口伸出路基外或橋頭錐坡外。同時(shí)在排水管四周鋪設(shè)透水性較好的砂石材料。如果需要可在臺(tái)后填方中設(shè)置一層排水墊層,以提高路基的滲透固結(jié)速度,減少工后沉降。通常墊層的厚度可在1~2m,并要高出原地面0.5m以上,以避免原地面地下水的入侵。
2.5.1 臺(tái)背材料的選擇
由于路橋過渡段存在一定的剛?cè)岵町?,所以填料剛度最好介于橋臺(tái)材料與路基材料之間;由于橋臺(tái)后的壓實(shí)作業(yè)比較困難,所以應(yīng)該選擇容易壓實(shí)的材料;另外還應(yīng)該要求填料具有較好的透水性。通常情況下路橋過渡段所采用的主要填料有砂礫石、碎石、中粗砂或其他工業(yè)廢渣等。如果采用滲水性較差的粘性土,應(yīng)該在其中摻入石灰、水泥等材料,以提高填料的穩(wěn)定性;土工合成材料也是一種較好的填料,土工合成材料能夠有效降低填土的自重,從而減少自然沉降量以及對(duì)橋臺(tái)的擠壓作用;另外,從工程成本控制方面考慮,在選擇填料時(shí)應(yīng)該本著就地取材的原則,盡量選擇當(dāng)?shù)馗扇葜剌^大的砂礫土或其他具有較強(qiáng)透水性的材料。
2.5.2 臺(tái)背壓實(shí)技術(shù)
壓實(shí)不良是造成路橋過渡段沉降跳車現(xiàn)象的重要原因。受施工場(chǎng)地限制,壓實(shí)作業(yè)面較為狹窄,這就限制了大型壓路機(jī)的使用,從而影響了壓實(shí)度控制。為了提高臺(tái)背的壓實(shí)度,施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格遵守分層夯實(shí)的原則,臺(tái)背回填料的松鋪厚度應(yīng)該控制在20cm內(nèi);對(duì)于通道、涵洞可先填筑路堤,然后開挖,以減少夯實(shí)的寬度;壓實(shí)完成后,需要對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè),以確保壓實(shí)質(zhì)量。
在路橋過渡段進(jìn)行公路路基路面施工時(shí),首先要考慮的就是如何對(duì)容易出現(xiàn)的沉陷、跳車等病害進(jìn)行有效預(yù)防。施工過程中應(yīng)該盡量合理選擇地基處理方法,加強(qiáng)對(duì)過渡段每道工序的施工控制,從而減少過渡段的不均勻沉降,提高路橋工程的整體質(zhì)量。
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