摘要:桥头跳车是指公路桥头由于桥涵构造物两侧与路堤填料衔接处的差异沉降而使路面出现显著的纵坡变化,从而导致车辆通过时产生跳跃的现象。它是公路桥梁上的质量通病,对行车安全和舒适性产生严重影响,而且跳车产生的冲击力会导致路面、路基和桥梁结构的进一步损坏。
关键词:桥头跳车;台背回填;施工措施
Abstract: Through the brief analysis of the causes and processing measures of bump at bridgehead, the importance of backfill of bridge back is expounded, as well as the construction technical points, supervision measures and the standards of quality assessment.
Key words: bump at bridgehead; backfill of bridge back; construction measure
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
前言
通过简要分析桥头跳车的成因与处治措施,阐述台背回填的重要性,介绍台背回填的施工技术要点、监理措施、质量评定标准。
桥头跳车是指公路桥头由于桥涵构造物两侧与路堤填料衔接处的差异沉降而使路面出现显著的纵坡变化,从而导致车辆通过时产生跳跃的现象。它是公路桥梁上的质量通病,对行车安全和舒适性产生严重影响,而且跳车产生的冲击力会导致路面、路基和桥梁结构的进一步损坏。因而对跳车产生的原因进行分析,提出防治措施和维修方法,对提高公路运行质量和降低工程造价有着重要的意义。高等级公路桥头跳车现象一直是困扰广大工程技术人员的难题之一,特别是近几年来,随着我国高等级公路建设步伐的加快,如何有效地控制桥头跳车保证公路交通安全和高速运营已越来越引起人们的关注。桥头跳车是普遍且复杂的问题,它涉及包括路堤沉降、台背回填、桥台类型、接缝、桥头搭板、路面以及施工方法等众多因素。
1桥头跳车的原因
跳车的直接原因是刚性结构物桥台与路堤连接处在行车荷载的反复作用下产生较大的沉降变形差异。因为桥台结构物刚度大,基础一般都经过处理,可以认为无沉降发生。而台背路堤是一种刚度很小的非线形材料,在行车荷载的作用下产生较大的塑性变形,而且视不同土质需要不同时间才能趋于稳定。
台背路基的沉降量主要由两部分组成:其一是地基沉降量,尤其是含水率高的淤泥软土地区,其沉降更为严重;其二是路堤土体自身的沉降量。沉降因素大致有如下几点:
(1)路基与台背接壤处的伸缩裂缝,经雨水渗入后,也会对路基沉降产生影响。
(2)桥涵处于地质不良地段,主要是软土地基,在高路堤的荷载作用下压缩变形。
(3)台背填土比较高(一般为4m以上)。根据资料显示,当路堤压压实度为98%时,每米高的填土其工后沉降量为0.5cm。
(4)压路机常受地物的限制,对紧靠台背的填土难以碾压到位,因而出现碾压“死角”。
(5)台前与台背的防护工程有时处理不当,使路堤填土产生侧移而导致沉降。
2 施工要点
(1)施工准备
①台背路堤填料应采用透水性较好的砂砾、碎石、矿渣以及开山石渣等材料。在桥台5 m~10 m范围内选择强度高、易压实、固结快、透水性好、后期压缩变形小的材料,如级配良好的卵石土、碎石土、中粗砂以及强度较高的工业废渣等。这些材料渗水性好、无孔隙水压高及抗压强度高、易压实,且能有效地排除土中自由水,防止冻害。
②填料的最佳含水量、最大干容重及其它技术指标应在施工前取代表性的土样进行试验确定,施工中如材料有变化,应及时补做全部土工试验。
③桥头路高堤,在填筑前应检查路堤基底承载力是否满足设计要求,若不符合要求,应申请变更设计。
④台背填土的范围为:底部距基础边缘2m,纵向以1:1.5的坡度至路床顶面,横向的宽度应大于桥台背墙宽度。
⑤在与路基填土的衔接处,应按l:1.5的坡度分层留台阶,每级台阶高度为15cm,宽度为0.5米,并用手扶式压路机加以夯实。
⑥应选择具有代表性的施工条件,采用不同的施工方案,做试验段。以确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度、相应的碾压遍数、最佳机械配套和施工组织,以选取最适宜的方案来指导施工。
⑦在正式开工之前,必须做好试验工作。试验的内容包括选用的材料最大干密度、粒径、含水率等;选用的碾压机类型、吨位、碾压遍数,合适的松铺厚度。尤其对“死角”确定选用何种人工夯实机具以及它与压路机的配合使用,每层碾压密实后,均应检测,并填写检验报告;在试验路段检查合格后由承包人写出试验报告,经监理工程师审核签字后实施。
(2)材料
①砂砾、砾石含量应达到60% 以上,填筑用的砂砾应具有良好的继配。
②碎石土、开山石渣材料应具有良好的透水性和强度,所用的材料应具有相当的继配。
(3)施工操作程序
①基底的处理:消除填筑范围内的开挖基坑残土、残桩、钻孔泥浆、原地面的有机土、杂草等,排出积水和淤泥;使用平地机和推土机将填筑范围内进行平整,平整度误差不得超过5cm,使用压路机碾压至压实度达到95%以上;对原地面面积大于2m ,深度大于0.5m的坑槽应用透水性材料回填找平、压实。
②填筑:为达到均匀压实,路堤应分层填筑,并由路中线向两边设置2-4%的横向坡度;每层填筑松铺厚度不得超过18cm,且碾压前必须摊铺找平,控制平整度不小于5cm,不达到要求不得进行碾压;台背路基填筑厚度,在每次整平后应进行测量,并将实测的松铺厚度填入原始记录;为保证边坡的稳定,路堤填筑宽度每侧应宽于填层设计宽度20cm。
③碾压:碾压前必须对松铺厚度、平整度和含水量进行检查,符合要求方可进行碾压;当填料含水量不足时,应用洒水车洒水至最佳含水量,同时严格控制用水量,以防止对基底和衔接路基的非透水性材料的危害;碾压宽度应大于设计宽度20cm,压实后削坡至设计宽度,以保证桥头宽度,并保证桥头边坡的稳定;碾压初始应静压1-2遍后开始振动碾压,并最终压实至98% 以上为止;碾压过程中,压路机应尽量靠近台背碾压,但不得碰撞台背、耳墙等构造物,压路机碾压不到的地方,以手扶式振动压路机辅助碾压;压实应根据现场压实试验提供的松铺厚度和控制压实遍数进行,经检查压实度、平整度合格方可转入下道工序。
④排水:施工过程中,应设计不小于2%的纵坡和横坡,以利排水,保证各施工层表面没有积水,要保持桥头排水通畅无积水。在两侧桥头路堤中央分隔带加铺预制块硬化路堤表面,并要求硬化带与桥台前锥坡硬化连成一体,防止水渗入桥台后路堤内。在有地下水渗入的地段。要设置渗沟、盲沟等排水设施。雨季施工或因故中断施工时,必须将施工层表面进行处理、平整并压实,以防雨水侵入。
3 防治台背跳车新技术
随着公路建设的发展和大家对跳车问题的关注,一系列新技术不断涌现出来,在处理跳车方面也出现一些新举措。如我们在内蒙韩集高速采用碎石挤密桩对高填方台背进行处理取得了良好的效果。韩集高速在高填方台背搭板下设置碎石挤密桩,桩径为40cm,桩间距为1米按梅花形布置,采用振动沉管打桩机施工。首先将回填后台背顶面整平,按设计间距用白灰点标出桩位,在打桩机沉管上按设计桩长除去桩头后用红油漆标上记号(如韩集高速桩长设计为5m,除去桩头30cm,在沉管5. 3m位置标记号)。桩机就位后按白灰点位置沉管,打入标记位置后用手推车向沉管上料斗内倒入符合要求的继配碎石,然后开始振动拔管,拔管速度直接影响到桩体的质量。拔管速度过快,会导致成桩径较小,甚至产生缩径和断桩;拔管速度过慢,由于振动时间长容易产生离析,会使得桩体下部粗颗粒材料含量较多,桩顶细颗粒材料含量过多而降低强度。因此,以1.0~1.5m/min为合理拔管速度。通过碎石挤密桩的施工,使台背填料中形成密实桩体和挤密作用,与原台背填料构成复合地基,从而达到提高台背承载力减少沉降和不均匀沉降的作用。另外,目前国内有些高速公路采用在台背回填处增加土工格栅、土工格室等方法也有效的减少了台背沉降和不均匀沉降。
4 质量检测标准
为保证台背回填质量,将台背回填作为一项分项工程进行质量评定。
5 结语
桥头跳车作为一个带有共性的工程病害,虽暂时无法根治,但只要加强施工规范化技术管理,提出严格要求,就能将病害降低到最低程度。
* 稍后学术顾问联系您