孫光宇 周青云 于潔
摘要:公路橋梁與路基連接段常常會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車的現(xiàn)象,影響行車的舒適性和安全性,本文通過對(duì)公路橋頭跳車成因進(jìn)行分析,提出了相應(yīng)的治理辦法,為公路橋梁與路基的銜接設(shè)計(jì)及施工提供了一定的參考。
關(guān)鍵詞:路基;沉降;變形1橋頭跳車危害分析
隨著我國(guó)城建交通事業(yè)的迅猛發(fā)展,公路及城市道路等級(jí)不斷提高,其中的橋涵構(gòu)造物也越來越多,但從目前運(yùn)行使用的情況來看,存在一些不盡人意之處,橋頭跳車即是一個(gè)普遍的現(xiàn)象。所謂橋頭跳車是指由于橋涵構(gòu)造物與橋涵臺(tái)后的路堤之間相對(duì)發(fā)生沉降,造成橋涵兩端一定范圍內(nèi)路面與橋面不平順,當(dāng)其沉降差超過某一限定值時(shí),車輛高速通過會(huì)引起車輛顛簸震動(dòng)甚至騰空,致使司乘人員產(chǎn)生不適的現(xiàn)象。橋頭跳車不僅響道路的服務(wù)水平,降低了行車的舒適性和安全性,而且也影響車輛和橋梁的使用壽命加了運(yùn)營(yíng)成本和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,因此,解決橋頭跳車問題具有很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2不均勻沉降類型及成因分析
主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗震性能等因素有關(guān),以及臺(tái)背填土與構(gòu)造物的不均勻沉降,水泥混凝土與瀝青彈性模量差別很大等因素有關(guān)。
2.1不均勻沉降的類型
1)縱坡變化
2)局部沉降:指其發(fā)生的位置分兩種狀態(tài)。垂直錯(cuò)臺(tái)(小范圍內(nèi)有比較大的沉降);凹陷(局部沉降的最大深度距離橋臺(tái)背有一段距離,局部沉降范圍較錯(cuò)臺(tái)較大)
3)過渡段橫坡變化
2.2成因分析
1)構(gòu)造差異
橋臺(tái)構(gòu)造物為剛性體,其剛度很大,尤其對(duì)大量采用的鉆孔灌注樁基礎(chǔ),其自身壓縮幾乎為零,工后沉降量非常小,而臺(tái)后路堤填料一般就地取材,剛度相對(duì)很小,屬柔性體,在行車荷載反復(fù)作用下易產(chǎn)生較大變形,而且其塑性變形還會(huì)不斷積累。從抗變形能力即彈性模量來看,無論是何種形式的橋臺(tái),與臺(tái)后填土相比,兩者的彈性模量均相差千倍左右,因而它們?cè)趬嚎s沉降方面差異明顯。
2)地基沉降
在路堤自身恒重及行車荷載作用下,地基產(chǎn)生壓縮變形,形成沉降。特別是軟土地基路段,由于地基土天然含水量高,孔隙比大,壓縮性高,強(qiáng)度低,滲透系數(shù)小,地基沉降更為嚴(yán)重,而且需要幾年乃至幾十年的時(shí)間才能趨于穩(wěn)定。同時(shí)這種沉降變形的大小受路堤土的性質(zhì)和它的填筑高度影響(橋頭路段路堤一般比其他路段要高),所填土容重越大,填筑高度越高,其產(chǎn)生的基底附加應(yīng)力就越大,從而引起的地基沉降變形也越大。
3)路堤路基沉降
雖然現(xiàn)行規(guī)范中采用了很嚴(yán)格的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),由于臺(tái)背填土本身含有水分,存在孔隙,施工中無論采取什么措施,何種填料,也不可能完全消除其顆粒間的空隙,在填土自重及車輛荷載的反復(fù)作用下,路基在一定期限內(nèi)逐漸被壓縮,產(chǎn)生沉降。另一方面,路基在道路投入使用后并沒有全部完成固結(jié)沉降,在車輛荷載作用下,填料顆粒骨架仍會(huì)發(fā)生蠕動(dòng)變形,它所產(chǎn)生的次固結(jié)沉降可以達(dá)到總沉降的10%左右。
4)排水不暢及填土流失
橋涵構(gòu)造物與路堤銜接處設(shè)計(jì)不合理,致使在車輛動(dòng)荷載的沖擊下產(chǎn)生裂縫,降水會(huì)沿著裂縫下滲,對(duì)路面路基產(chǎn)生沖刷侵蝕,并增加各結(jié)構(gòu)層和路堤的含水量,甚至造成細(xì)粒土的流失,進(jìn)一步加劇臺(tái)后路基的沉陷。
5)其他因素
設(shè)計(jì)方案、施工工藝以及采取的處治措施對(duì)不均勻沉降也都有較大的影響。 填料要求不嚴(yán)格,選擇不當(dāng);軟弱地基沒有進(jìn)行必要的處理;臺(tái)背排水設(shè)施考慮欠佳,從而使路堤在通車后沉降過大。臺(tái)背填土速度過快,沒有充分固結(jié)等;施工過程中,壓路機(jī)受橋臺(tái)限制,對(duì)緊靠臺(tái)背的填土難以碾壓到位,存在壓實(shí)盲區(qū),壓實(shí)度不符合要求。
3綜合防治技術(shù)
3.1地基處治技術(shù)
為減少橋路過渡段的不均勻沉降,有效控制橋頭跳車,對(duì)臺(tái)背地基進(jìn)行處理改良是非常必要的,尤其是軟弱地基更要進(jìn)行特殊化處治,目前國(guó)內(nèi)已有換填法、淺層處治法、碎石樁、石灰(二灰)樁法、超載預(yù)壓法、塑料排水板法、深層攪拌法、土工織物、井點(diǎn)降水、高壓噴射漿法、豎向排水體預(yù)壓法等等,這些都是行之有效的常用方法。在工程應(yīng)用中,應(yīng)綜合考慮土質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)等因素和實(shí)際情況,選擇合適的處治方法,以改良地基性能,提高承載力,減少地基沉降對(duì)地基處理時(shí),要考慮路堤縱向及橫向變形的協(xié)調(diào)問題。
1)合理安排施工工序,設(shè)法盡早對(duì)路橋過渡段路堤進(jìn)行施工,保證有足夠的時(shí)間沉降。
2)設(shè)法提高臺(tái)背回填區(qū)路堤的壓實(shí)度,減小因填料自重和車輛荷載作用下壓實(shí)度增加而產(chǎn)生的沉降。
3)在考慮經(jīng)濟(jì)性的前提下,合理選擇填料,比如輕質(zhì)材料,透水性材料。
4)臺(tái)后路基填筑前,在處理后的地基拱上設(shè)置橫向泄水管或排水盲溝。
3.3路面處置
1)設(shè)置橋頭搭板和枕梁。設(shè)置橋頭搭板和枕梁對(duì)避免橋臺(tái)與路面之間的錯(cuò)臺(tái)是必要和有效的,可以使柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到橋臺(tái)地段,起到勻順縱坡的作用。
2)預(yù)設(shè)反向坡度。當(dāng)能預(yù)測(cè)出路堤沉降規(guī)律的時(shí)候,為爭(zhēng)取工期,可采用在臺(tái)堤結(jié)合處預(yù)留反向坡度,類似于設(shè)置橋梁預(yù)拱度。
3)設(shè)置過渡性路面。可在橋頭一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)鋪設(shè)過渡性路面,待路堤沉降基本完成(一般3a~5a)后,再改鋪原設(shè)計(jì)路面。過渡性路面可采用預(yù)制砼塊、條石鋪砌,其優(yōu)點(diǎn)是翻修處理速度快,但不易鋪砌平整,行車有顛簸抖動(dòng)感,砌縫易滲入雨水,損害路基;也可采用半剛性過渡層和瀝青表處過渡層等類型。
4)橋面與路堤路面的鋪裝層砼一次完成,這種方法可以解決路面與橋面砼連接的順適性。
4 結(jié)語
由于各種因素綜合作用,對(duì)于橋頭跳車采用單一措施處治的作用與效果總是有局限性的,因此,要解決橋頭跳車病害或使防治作用更為有效,需綜合考慮,同時(shí)采用多種措施進(jìn)行綜合防治,。
參考文獻(xiàn)
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