对公路桥头跳车防治中台背填土施工技术探讨

孙宁

摘要:本文结合作者多年来的工作实践经验,对桥头跳车现象出现的原因提出了相对应的处治措施，并重点对公路桥头跳车防治中台背填土施工技术给于详细阐述,以供实际工程应用中参考和借鉴。

关键词:公路;桥头跳车;台背填土;施工

1公路桥头跳车的处治措施

（1）合理设置桥涵构造物

充分考虑桥背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题,选择恰当的桥涵位置、跨径及桥背防护工程,力避大河面小跨径桥涵。

（2）加固处理桥背填筑前的底基

处理好桥背软弱地基,是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等行之有效的方法。可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。另在处理后的基底顶面宜设置横向泄水管或盲沟。

对一般地基,挖除桥头路堤边坡及锥坡(护坡)坡脚外2m范围内的腐殖土、耕植土、淤泥等,对基底进行压实,压实度不小于85%,另加2个百分点增量,回填土应分层压实,压实度也按规范提高2个百分点。对软土地基的桥头路堤地基要针对软土层的厚度和软弱程度采用不同的处治方法。当浅层软土厚度小于2m时宜全部挖除,再进行基底压实,换填颗粒较粗的填料,如天然砂砾、碎石、工业废渣等,压实度要求同一般地基。当软土层较厚全部挖除有困难时,应采用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治并设置砂砾垫层,在垫层顶面铺设土工布,坡脚处设排水盲沟及时将路基水排除。路基土填筑时还应控制其填土速率(按规范要求)。

对湿陷性黄土地基桥头路堤边坡和锥坡坡脚外2m范围的地基(明挖扩大基础桥台的基底)进行强夯处理,压实度不低于85%,另加2个百分点,同时满足桥台基底承载力的要求,处理后的基底标高在桥台、桥头路堤范围内应在同一水平面上,并用石灰土或水泥土封闭,防止地基浸水。对湿陷性黄土地基还应做好防水、排水工程,防止地表水渗入路基,造成沉陷。

（3）严格控制填料质量及填筑施工

在选择桥头路堤填料时应针对不同情况选用不同方法。对于软土地基段,可采用粉煤灰等轻质材料填筑路堤,也可选用透水性良好、易压实、沉降完成快、后期变形小的砂砾填筑路堤或用石灰稳定土处理桥头路堤,不宜采用高塑性粘土填筑桥头路堤,在桥头路堤任一高度的平面内不应采用不同填料填筑(不同层次可用不同的填料)。易受地表水、地下水影响的低路基地段,除做好路基、路面排水进行路基全防护外,还应将路侧边沟远离路基,以减少水对路基的影响。

如前所述,桥头跳车原因主要是路基压缩沉降和地基沉降。由于土方的内摩擦角较小,加之压实质量的影响,所填路基其压缩沉降一般较大,因此,桥台后宜填筑摩擦角较大的透水性材料,如岩渣、碎石等。同时,选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。

台背填筑透水性材料还应满足一定长度的要求。通常

情况下,基底处长度不小于2m。与路基衔接处,一般应留不大于1∶1的斜坡或台阶形式。填筑透水性材料,施工应掌握以下几点:

① 控制填料质量,其细料含量不宜过大;

② 台背填筑前,在地基处理后的土拱上须设置泄水管或盲沟;

③ 台背填筑透水性材料前,应完成台前防护工程及桥梁上部结构;

④ 应注意结构物两端对称填筑施工;

严格按有关施工规程作业,控制每层填筑厚度、碾压遍数,并对每层填筑材料实施检测。透水性材料系用孔隙率控制其施工压实质量,一般不宜大于15%。当透水性材料来源困难,采用土料填筑时,必须执行有关规定。土质不好且含水量高时可掺小剂量石灰、水泥或土壤离子稳定剂等进行处理。在桥涵施工中,注意桥台砌筑与路基填高相结合,分层压实到路基处理高度,并达到压实度标准。

2桥头跳车防治中台背填土施工技术的控制

（1）清理基底

由于地表的种植土含有各种草根和有机杂质,时间长容易腐烂引起路基沉陷,因此路基范围内的树木、灌木丛、草根等均应在施工前砍伐或移植清理,砍伐的树木应移置于路基的用地范围之外,进行妥善处理。对于挖开的树根坑穴应回填土方夯实,并且应清除构造物基础底面以上未压实土,整平后用压路机沿横向压实。回填压实度要求大于90%以上。

（2）土工合成材料的选择和抽检

目前国内外生产加筋材料的生产厂家很多,规格、品种多而杂,工程中使用的加筋材料必须根据设计的要求,认真选择专业工厂生产的加筋材料,材料应色泽均匀,无开裂损伤,厚薄一致,网格均匀,断面一致。施工时必须有相应资质证书的检测单位出具的正式报告。批量少于30t,应按每批3t~5t抽检一组;批量大于30t,可按每批每5t抽检。抽检方法按国家有关标准执行。抽检的主要项目为:断裂抗拉强度、断裂伸长率、宽度、厚度、单位长质量。检测方法按《公路土工合成材料试验规程》(JTJ/T060-98)中的规定进行,并列出相应的检测报告。如不满足设计要求,应不予验收。

（3）加筋材料的铺设

土工合成材料的摊铺应沿线路的纵向进行,首先将土工合成材料靠桥台的一端用膨胀螺钉或预埋螺杆锚固在台背(膨胀螺钉间距为60 cm),然后将已经锚固在台背上的成卷的加固材料自台背向外展开至设计长度并截断,设法使其张紧,产生一定的相对伸长后采取有效的措施定位,使之与下部已压实的土体连成一体。在以人工或机械办法张紧、定位的施工过程中,具体的施工方法为采用一带钩横梁将土工合成材料张紧,使之产生2% ~4%的伸长后用U形钉定位(U形钉可采用<8圆钢制造,长度以10cm为宜,布设间距不应大于1·5 m)。若桥台与线路斜交,应将土工合成材料靠桥台一端的端部截成相同的角度,保证土工合成材料摊铺方向与线路的方向平行。土工合成材料铺设时底面应平整、密实,应平铺、拉直,不得卷曲、扭结;土工材料不得与硬质尖锐棱角的填料直接接触;加筋材料在铺设时,下层填料要压实、整平,其横向倾斜度以不大于5%为宜,这是保证加筋材料拉紧、拉直、不卷曲、不扭结、不重叠和皱褶的关键。

与土工合成材料的搭接:相邻的两幅土工合成材料应相互搭接,搭接的宽度以不小于20cm为宜;搭接的部位应用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字形穿绑,或用其他有效的方法连接。连接处强度不低于土工合成材料自身强度的60%,不同层面的连接位置应相互错开,以增强其整体效应。加筋材料铺设质量检查:筋带铺设后每层都应该进行检查验收,检查内容包括筋带铺设的长度、宽度(或根数)、均匀程度、平展度、土工材料与台背的连接方式等情况。

（4）台背填土

填料的采集:应该按设计要求确定填料采集场,填料粒径要求级配均匀,种类要求易于压实,水稳性好。填料采集场选好后,应按设计要求和《土工试验方法标准》(GBJ123-98)规定的击实方法,确定填料在施工状态下的最大干密度和最佳含水量,作为填料压实过程中压实度控制的标准。如填料情况与取样试验时的情况发生变化,应重新进行击实试验,以保证施工时的情况与取样试验时的情况基本一致。根据工程经验,填料中最大粒径不得大于5cm,否则应粉碎。限制最大粒径,目的在于控制填料级配,使加筋体的压实质量有保证,同时避免填料对土工合成材料造成损伤。台背填料,应优先采用透水性好的砂性填料,不得含有泥草、腐殖物和冻土块。粘性土也可用于加筋土填料,但施工时应严格控制其含水量,选用填土能承受的最大碾压机械进行压实。根据经验,按重型击实试验方法,填土的稠度在1·0~1·4范围,不宜选用稠度小于0·9的土做填料。施工时,应随挖随填,根据现场试验确定最佳含水量和控制含水量,遇雨时停止碾压,并覆盖好施工现场。以泥页岩、膨胀土作为加筋土填料时,施工应严格控制填土的含水量,填料的最佳含水量一般由轻型击实试验的方法求得。碾压应在填料的最佳含水量下进行。当采用中等膨胀性土时,最好在土中掺入石灰、水泥,其掺入量一般在6% ~10%,灰土应拌和均匀,有条件时以厂拌为主。当土工合成材料摊铺在碎石层上时,应先在碎石层上撒铺2cm厚的粗砂,以免土工合成材料直接与碎石接触而被压断或者顶破。

台背填土的质量直接关系到竣工后行车的舒适与安全,应该在最佳含水量的条件下压实,在靠近台背的区域或大型压路机压不到的部位,则应该采用小型的压实机具分层压实,并严格控制分层厚度和密实度,回填土的分层厚度不得大于15 cm。高速公路和一级公路的填土压实标准为,从填方基底到路床顶面均为95%,其他公路为93%。为了加强监控力度,应该派专人负责监督检查,检查的频率为每50m2检查1点,每点都应该合格。

台背填土顺路线方向的长度,应自台身起,顶面不小于桥台高度加2m,底面不小于2m,锥坡填土应与台背填土同时进行,并应按设计宽度一次填足。台背填土中无论采用何种土做填料,均应严格禁止在压实机械中采用羊足碾,在填土碾压前应该进行试验,根据碾压机械和填料性质确定碾压的遍数以指导施工。台背填土的顺序应符合设计要求。拱桥台背填土宜在拱圈安装或砌筑以前完成;梁式桥的轻型桥台台背填土,宜于梁体安装完成以后在两侧平衡地进行;柱式桥台台背填土,宜在柱侧对称、平衡地进行,并随时砌筑护坡以减少单向推力。

3台背添筑施工中应注意的问题

台背回填的压实质量是影响台背回填沉降及跳车的一个重要因素。台背回填因位于结构物台背这个特殊位置而成为碾压的一个薄弱部位,压路机难以碾压到位,且机械振动力太大时,对结构物台墙有影响。因此,台背回填处的压实机械宜选用小型压实机具,且分层压实、厚度宜薄,一般应控制在10cm~15cm范围内,在材料选择上,应选用易于压实的材料。实践证明,在达到同一压实标准的条件下,台背回填处粘性土的压实功要比砂砾料或二灰碎石的压实功多一倍以上,而台背回填处粘性土的压实度要达到95%以上,使用小型压实机具是相当难的。因此在台背回填施工中要注意的主要问题是压实度,一方面每层填筑不能超厚,另一方面压实遍数、压实功一定要够,另外要注意碾压时的含水量控制。

根据台背回填的“刚柔过渡”设计思想和台背回填处的压实特点,台背回填材料原则上应选用刚度介于路基材料刚度与结构物台墙材料刚度之间且易于压实的材料。从目前材料刚度而言,选用二灰碎石、水泥稳定砂砾或石灰土等较好,砂砾料次之;从压实来说,二灰碎石、水泥稳定砂砾及砂砾料均易于压实,而石灰土难于压实。由此可知,二灰碎石、水泥稳定砂砾是比较理想的台背回填料,石灰土和砂砾料次之。

4结语

桥头跳车问题,一直以来都是困扰公路部门的大问题,引起桥头跳车的原因是多方面的,我们应该从设计入手,加强施工过程的控制管理,针对不同情况,提出不同的解决方案,尽可能地避免桥桥头跳车病害的产生,提高行车舒适性和安全性,使我们的公路建设事业迈上一个新台阶。

参考文献

[1]陶世群.高等级公路的桥头跳车研究[J].中南公路工程, 2000(2).

[2]虞文景.高速公路的早期病害与防治问题探讨[J].公路交通科技, 2000(6).