工程案例
業(yè)務(wù)范圍
對橋梁引道不均勻沉降問(wèn)題的若干思考
發(fā)布時(shí)間:2014-07-15
要:橋梁引道產(chǎn)生不均勻沉降,導致橋頭產(chǎn)生跳車(chē)現象,在公路建設中是一個(gè)比較普遍的問(wèn)題。對于高等級公路,橋頭引道不均勻沉降量2cm以上就感覺(jué)到跳車(chē),5cm以上就會(huì )感覺(jué)到嚴重跳車(chē),此時(shí)會(huì )引起交通安全問(wèn)題。也就是說(shuō),預防和治理橋梁引道不均勻沉降對高等級公路具有較高的要求,成為高等級公路建設的一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。為此,本文結合橋梁引道沉陷的實(shí)際問(wèn)題,從橋頭引道的設計、施工和養護的角度出發(fā),提出預防和治理橋梁引道不均勻沉陷的措施,對保證道路的通行能力、交通安全和行車(chē)舒適性等具有重要意義。關(guān)鍵詞:橋梁引道 不均勻沉陷 原因 防治措施
橋梁引道是公路病害多發(fā)地段,“橋頭跳車(chē)”一直是困擾著(zhù)公路建設的難題之一,其危害性日益得到公路界人士的重視。
1 橋梁引道不均勻沉降產(chǎn)生的原因
1.1 不均勻沉降成因分析 橋頭跳車(chē)的根本原因是橋臺與鄰接路段的沉降差異超過(guò)一定的界限值,致使車(chē)輛在通過(guò)橋梁時(shí)產(chǎn)生顛簸、不穩,甚至會(huì )影響行車(chē)安全。
1.1.1 土基 橋梁所在位置一般地下水位較高,地基土質(zhì)天然含水量大、空隙率大、抗剪強度低,在車(chē)輛荷載的長(cháng)期作用下極易引起沉陷。
1.1.2 臺背填料 臺背應選擇透水性好的材料作為填料,而透水性材料空隙率大,施工中很難控制其壓實(shí)度,在道路自重垂直荷載及車(chē)輛振動(dòng)荷載的長(cháng)期作用下很容易產(chǎn)生路基沉降。
1.1.3 剛度差異 道路是柔性(剛性)路面與柔性路基的組合,而橋梁是剛性結構物,由于橋梁結構剛度比道路的剛度大得多,經(jīng)過(guò)車(chē)輛荷載長(cháng)時(shí)間的作用,橋跨結構變形很小且基礎以下部分不會(huì )產(chǎn)生明顯變形,而作為路基填料的土基部分在自身重力和外部荷載的作用下,會(huì )產(chǎn)生彈性變形和永久變形。
1.1.4 設計 由于主客觀(guān)原因造成的地質(zhì)鉆探布控過(guò)少或鉆探深度不足,未能準確探明軟基范圍和深度,造成軟基處治的理論計算與選用的計算參數與實(shí)際情況不符,導致軟基處治設計能達到規范要求,而且大多數橋梁的橋頭搭板未作專(zhuān)項設計進(jìn)行控制。
1.1.5 施工 在道路橋梁施工中,由道路與橋梁的施TJIl~序造成了橋涵兩端留下一個(gè)填土較多、施工面窄、工期短暫的作業(yè)段,施工條件極差。①當缺乏適宜的壓實(shí)機具時(shí),壓實(shí)度很難達到規范要求;當分層壓實(shí)厚度過(guò)大時(shí),壓實(shí)度檢測不能準確反映實(shí)際情況,而且無(wú)法發(fā)現內部空洞。②當施工單位搶進(jìn)度時(shí),不能按照規范要求施工作業(yè),臺背回填松鋪厚度控制不嚴,臺背排水防護設置不完善,給路基沉陷留下質(zhì)量隱患。
2 解決橋梁引道不均勻沉降的對策
2.1 從思想上足夠重視解決橋梁引道不均勻沉陷現象 在高等級公路的建設中,為了防止或減輕橋梁引道不均勻沉降量,避免橋頭跳車(chē)現象,設計與施工必須從思想、技術(shù)和施工管理手段充分重視路基路面的設計和施工質(zhì)量,認真做好路基沉降的預防工程,減少因設計和施工方面的原因而加重橋頭跳車(chē)的現象。
2.2 設計必須考慮橋頭路堤因工后沉降引發(fā)的縱坡變化值標準 橋臺與路堤之間存在著(zhù)不均勻沉陷,造成橋頭路段縱坡變化,導致縱坡不順暢及其構造物的附加變形,產(chǎn)生橋頭跳車(chē)現象,必須制定相應對策和處治技術(shù)標準。交通部“七五”科技攻關(guān)項目“軟基綜合處理課題”指出,若由沉降引起的縱坡變化值不超過(guò)2‰,則駕駛員按120kmPh速度行駛時(shí)未感覺(jué)有橋頭跳車(chē)現象。國外也有設計規范規定了由沉降引起的縱坡變化值不大于4‰的要求?v坡變化值標準的高低直接涉及到軟基處理費用,在設計中必須充分考慮技術(shù)和經(jīng)濟性,選擇合適的技術(shù)標準
2.3 加強橋臺軟基處治的研究 分析國內高速公路軟土地基處治大多采用排水固結法,仍然存在軟基路堤不均勻沉陷,橋頭產(chǎn)生跳車(chē)現象,除軟基路堤設計與施工細節欠妥之外,一個(gè)主要原因是未能保證充分的軟基排水固結時(shí)間,往往在沉降尚未穩定的情況下就進(jìn)行路面施工。因此,為了保證軟基路段的施工質(zhì)量,消除或減輕軟基路堤不均勻沉降的現象,必須采取下述措施:
2.3.1 盡可能地提前軟土地基路段的施工時(shí)間,尤其是橋臺地段的施工時(shí)間,爭取更長(cháng)的預壓時(shí)間,以減少軟基工后沉降量。
2.3.2 根據軟土的地質(zhì)條件、土層性質(zhì)和路堤填筑高度,一般路段采用袋裝砂井或塑料排水板處理,采用不同的施打長(cháng)度和施打密度,其間距在鄰近橋頭路段附近適當加密;在橋臺處設置攪拌樁過(guò)渡段,并在攪拌樁過(guò)渡段末端與袋裝砂井或塑料排水板加密區交接處設置土工織物砂墊層,以協(xié)調變形。
2.4 提高軟基路堤的強度和穩定性,減少路堤和路面結構層的沉降 針對目前高等級公路軟土地基處理較多采用排水固結法,結合橋梁引道存在不均勻沉降而引起橋頭跳車(chē)現象,從提高軟基路堤的強度和穩定性、減少軟基路堤工后沉降的角度出發(fā),設計階段和施工過(guò)程必須解決好下述若干問(wèn)題。
2.4.1 在設計階段,要盡可能考慮設置橋頭搭板,在搭板與橋臺連接處作構造處理,若有可能可將橋臺處的伸縮縫移到橋墩上,使上部構造的橋面連續擴大到搭板內,減少橋臺處的變形因素。同時(shí),認真分析橋臺地基土層情況,確定如何使橋臺填土路堤更為密實(shí)的方法。鄰接搭板的路堤一定長(cháng)度內,路基采用水泥穩定碎石層處理,并設置一層鋼筋網(wǎng),使路基剛度逐漸過(guò)渡。設置橋涵構造物應允分考慮臺背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長(cháng)度、填料來(lái)源及路堤沉降等問(wèn)題,選擇恰當的橋涵位置、跨徑及橋臺后部防護工程,盡量避免大河面小跨徑橋涵。設計單位應嚴格執行現行的公路工程技術(shù)標準、規范和相關(guān)的規定要求;對橋頭跳車(chē)的部位進(jìn)行詳細設計,提出施工指導意見(jiàn);并且認真詳細地進(jìn)行設計交底。
2.4.2 施工管理上的防治:施工單位要嚴格按設計文件、施工規范、合同條款及相關(guān)的技術(shù)標準進(jìn)行組織施工;施工單位要根據產(chǎn)生橋頭跳車(chē)的具體原因制定具體防治措施,在完善質(zhì)量自檢體系和質(zhì)量自檢程序的同時(shí),要加強對施工原材料和施工工藝的控制,特別是要加強對產(chǎn)生橋頭跳車(chē)部位的施工工序的檢查,將產(chǎn)生橋頭跳車(chē)的隱患消滅在工程施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節上。
2.4.3 施工過(guò)程中的防治:施工單位要根據橋涵兩側的實(shí)際地質(zhì)情況,確定合理的施工方案、選擇切合實(shí)際的施工工藝和施工工序;按照《公路橋涵施工技術(shù)規范》的要求,嚴格控制施工質(zhì)量。處理好臺背填土前軟弱地基,是控制橋頭跳車(chē)的重要措施。對軟基處理目前國內已有不少處理方法,如排水固結法、換土法、振動(dòng)碎石樁法等,都是行之有效的方法?梢愿鶕䦟(shí)際情況應用,以改善地基性能,提高地基承載力,減少沉降,縮小橋臺與路堤的沉降差避免錯臺。同時(shí)考慮到橋頭大多為高填土施工,可在橋頭考慮采用材質(zhì)較輕的粉煤灰填筑,且應控制好填筑寬度,嚴禁因填筑寬度不夠進(jìn)行貼坡,致遇雨期間引起滑坡,導致橋頭路基不穩而沉降。
橋頭引道不均勻沉陷是現存比較復雜的技術(shù)問(wèn)題,預防治理并加強施工質(zhì)量控制是一項長(cháng)期而艱巨的工作,在嚴格按照施工規范操作規程下,還需建設方、設計方、監理方及其它相關(guān)方等各單位共同努力才能完成,使橋頭跳車(chē)問(wèn)題得到進(jìn)一步的控制和解決,創(chuàng )造一個(gè)良好的行車(chē)條件,提高行車(chē)的安全性。
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