关于尽量减少桥头跳车病害影响的探讨

2010-08-15李莉

山西建筑 2010年30期

李莉

目前,公路建设施工中常见的质量通病——桥头跳车,直接引发车辆颠簸,降低行车舒适度,影响了道路原有的使用功能和通行能力,是道路交通安全的重要隐患之一,必须引起大家的足够重视。

通过大量施工实践证明,采用强夯法对桥头地基进行处理是预防桥头跳车病害的有效施工方法,能够有效地减少甚至消除桥头跳车病害现象,保证公路整体能够满足对行车速度、行车安全及行车舒适度的种种要求,延长公路的使用寿命,对公路建设施工具有十分重要的意义。

1 桥头跳车的成因分析

1)桥头路堤及锥坡范围内原地基处理不彻底。桥头路堤及锥坡一般均位于天然地基上,如果在填土前不做基底处理或处理不彻底,在路堤土的重力作用下将会产生较大变形,再加之我国目前对公路工程施工的工期要求都很严格,无法为路堤土提供足够的自然沉降时间。这样一来,桥头路堤土重力产生的变形往往不能在桥头路面铺筑时完成,这样必然产生桥不沉而路沉的不同步现象,形成沉降差,从而造成桥头跳车病害。2)压实度达不到标准要求。由于桥头台背填土范围,在施工过程中压路机碾压的工作面小,特别是埋置式肋形或柱式桥台的台帽周围一般压路机无法作业,而采用人工夯实工艺,这就导致桥头台背回填及锥坡的填土压实度达不到标准,或者本身标准要求就不同于主线路段的压实度标准要求,最终造成这部分填土下沉引起跳车。3)路面渗水。路面水渗入路基或路面积水沿台背渗入路基,造成路基土软化、水土流失,引起桥头台背路基下沉,造成跳车。再加之桥头路基两侧排水不畅、防水工程不完善也极易引起路基土的流失,从而引起沉降和跳车。

2 桥头跳车的危害

1)降低行车速度;2)容易引发行车事故;3)由于车辆在高速行驶状态下在桥头产生跳动和冲击,对路面和桥梁产生附加力的冲击荷载,加速了桥台、路面及伸缩缝装置的破坏,加快了车辆本身的磨损,直接影响了公路的使用寿命和社会效益。

以上所述的原因分析,完全消灭沉降差和跳车现象几乎是不可能的,我们采取各种防治措施的目的也只能是减少沉降差,以最大限度地满足使用要求。而最有改善空间的莫过于对桥头地基的处理之上,也就是说,在桥涵沉降保持不变的前提下,尽量减少路基土方在自重作用下的自然沉降。

3 强夯法的加固原理及其作用

强夯法又名动力固结法,是将很重的锤(一般 100 kN～400 kN)从高处自由落下(一般为6 m～40 m),给地基以冲击能和振动。国外最大夯击能曾达到50 kN◦m。它不仅能够提高地基强度,降低其压缩性,而且大量工程实践证明,强夯法具有施工简单,加固效果好,使用经济等特点,其承载力可提高200%～500%,压缩性可降低200%～1000%。在公路施工过程中,处治桥头跳车病害经常采用强夯法对桥头的地基进行加固处理,并且取得明显的效果。

强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量,这种突然释放的巨大能量将使土体发生一系列物理变化,如土体结构破坏或液化,排水固结压密,触变恢复等,从而将地基土压密、振实,以加固地基土,达到提高地基强度、降低其压缩性的目的。

对地基的强夯处治,一方面是对地基产生压实和挤密作用;另一方面是通过强夯对地表下一定深度土层施加动力荷载,达到破坏土体结构强度、结构性大孔隙的作用。

对于一般的天然地基进行强夯处治之后,承载力将得到成倍提高。经过一系列均匀的夯击之后,地基体的可压缩性降低了2倍～10倍,从而在工程施工填土加荷之后,其所产生的沉降值也基本可以忽略不计,大大降低了桥头跳车出现的可能性。

4 强夯法的施工工序及质量控制

4.1 施工工序

1)清理并平整施工场地,认真查明强夯场地范围内的地下构造物和各种地下管线的位置及标高等,实现安全施工;2)用穿眼灌白灰法按正方形布置标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;3)起重机就位,使夯锤对准夯点位置;4)测量夯前锤顶高程;5)将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程,若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平;6)重复步骤5),按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;7)重复步骤3)～6),完成第一遍全部夯点的夯击;8)用推土机将夯坑修平,并测量场地高程;9)在规定的时间间隔内,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,最后用低能量满夯,夯点以梅花形布置,夯迹彼此重叠搭接 d/4,每点夯击 2遍,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。

4.2 施工要求和检测

1)首先本着先控制后细部的原则进行夯点的测量工作,根据设计要求控制点测放各夯点具体位置,并测量地面高程;2)根据设计要求确定夯击能和所采用的锤重,并计算夯锤落距。开夯前检查夯锤重和落距,并采取相应措施,以确保单击夯击能量符合设计要求,并在夯击过程中不被改变;3)在每遍夯击前,应对夯点位置进行复核,夯击完成后检查夯坑位置,发现偏差或漏夯应及时纠正;4)夯锤夯击地面,测量夯锤顶面标高减去夯锤就位时的顶面标高就是该击的夯沉量,按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量,如此反复进行,直至最后一击的夯沉量达到设计控制标准;5)整遍夯击完成后,检测夯坑深度、落点间距和处治宽度。检查强夯施工记录,要求每个夯点的累计夯沉量不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95%,合格后,用推土机将夯坑周围土体推至夯坑内,坑内土体高于周围土约5 cm～10 cm后压实;6)满夯施工时,不再进行夯点布置和夯沉量观测,仅控制夯击数、夯锤落距和夯印搭接情况。满夯结束后,对场地进行平整和压实,应达到规范要求的各项指标,并测量高程,填写地面标高变化;7)夯后检测,强夯施工结束后应隔一段时间方能对地基进行检测,一般为15 d后,在每500 m2～1000 m2面积内任选一处,应从夯击终止时的夯面起,每隔50 cm～100 cm取土样测定土的干密度、力学及物理等指标,检测报告报监理或业主验收。

4.3 注意事项

1)强夯施工前,应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区,进行试夯或试验性施工。2)地基的处理范围应大于基础的平面尺寸,每边超出基础外缘的宽度不宜小于3 m。3)在试夯过程中,应测量每个夯点的夯沉量。最后两击的平均夯沉量不宜大于5 cm。4)作好强夯地基的施工监控。5)试夯结果不满足设计要求时,可调整夯锤质量、落距或其他参数重新进行试夯,也可修改设计方案。