浅谈桥头跳车原因及防治措施
2015-10-21白小梅
白小梅
摘要:通过分析桥头跳车问题的原因,对解决桥头跳车现象的方法及措施进行了探讨,提出了相应的解决措施
关键词:桥头跳车;原因;措施;
桥头跳车问题在全国各高速道路广泛存在,随着交通运输事业的发展,虽然设计水平、施工工艺和水平都有了极大提高.但这一问题到目前仍没有得到很好的解决。桥头跳车不仅影响到线形美观和行车的舒适,严重的还危及司乘人员及车辆安全,以及对桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏,加快了车辆本身的损坏,直接影响了公路的使用寿命和社会效益。
1.桥头跳车产生的原因
1.1 基础的沉降
地基的土质不良,由此产生沉陷是产生桥头跳车现象的主要因素。当该地基基础一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更易引起地基沉陷。
1.2 台背填料的影响
台背填料选择非常重要,填料对压实度有很大影响,若填料选择不当,会造成填料难以压实,填料自密沉降后形成跳车,在工程实践中,即便施工时工序符合要求,而且压实度达到要求,但台后填土较高,随着时间推移,也会产生不可避免沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台向后倾斜,发生不均匀下沉,危及行车的安全。
1.3 桥台与台背路面在结构上存在着差异,桥梁结构物本身刚性较大,而道路是路面和路基的组合,由于刚度不同,在外部荷载及自身重力作用下,无论是基础以下还是结构本身相对产生的压缩都完全不同。桥垮结构刚度较大,变形很小,且桥梁基础往往作用在地基中的岩石部分上,其基础以下部分不会产生明显变形。而作为路基填料的土基部分则不同,他本身是一种柔性结构,在自身重力和外部荷载的作用下,会产生弹性变形和永久变形,容易产生变形。也就是说想要完全消除沉降差是不太现实的,但我们可以采取措施来最大限度地减小沉降差值
1.4 设计方面的因素
一些工程在设计时仅对桥台及台背地基进行加固处理设计,而对台前填方下的地基一般没有采取措施,或者是对地质资料了解不够充分,加固方法选择不当。特别是对深厚软基采用袋装砂井不能对深层软基进行加固,下卧层沉降较大 地基处理后效果不明显。台背路面排水设计考虑欠周到,部分桥头路面没有做拦水缘石,容易造成雨水从中央分隔带或锥坡下渗,对填料易产生冲刷,从而填料强度降低,导致部分填料被雨水带走,形成空洞,特别是处在超高段桥头搭板部分的路面拦水缘石尤为重要。
1.5 施工方面的因素
目前的设计和施工,台背填料主要是采用轻型机械夯实、人工夯实和水密法填筑中粗砂。台背填料主要采用了水密法填筑,配合振捣棒、夯机或小型压路机压实,而由于施工条件的限制,大型压实机械无法靠近台背,台背填料不能进行充分压实,必然会导致桥头路基沉陷。
2.桥头跳车的防治措施
2.1 软土地基处理方法
2.1.1 EPS泡沫塑料在软土地基中的应用
聚苯乙烯泡沫塑料(简称EPS)是一种轻型高分子聚合物,具有质量轻、稳定性好的特点,具有一定的抗压强度和较高的弹性模量。EPS材料具有质量超轻的突出优点,用以填筑路堤可以在很大程度上减小作用在地基土的附加应力和作用在桥台台背的侧压力。可以减小桥台与台背路基的差异沉降,进而缓解或消除桥头跳车现象。
2.1.2 粉煤灰处治软基段桥头跳车
粉煤灰做桥台后背填料,可提高软基路堤的极限高度,减少地基处理费用。非常适用于处理软弱地基由于其自重轻,可减少路堤沉降和地基破坏,降低处理费用在相同条件下可提高软土地基路堤极限高度,且地基越软弱,路堤沉降量减少越显著。
2.2 桩处理方法
2.2.1 桩筏体系(双向土格栅)的应用
一般土工格栅处理软基或路堤主要是为了提高土体整体稳定性和承载力,而在桥头路堤使用则是为了使桥台与桥头路堤沉降差得到平稳过渡,从而消除跳车。其主要处治机理为:(1)双向土工格栅具有较强的抗拉能力,在上部土体荷载作用下向下变形,格栅被拉伸,依靠其双向受力特性,形成向上拉力,起到明显的兜网作用,提高了台背填土的整体承载能力;(2)利用格栅与土体的摩擦和抗阻作用,使荷载扩散到一个较大的范围,通过应力重分布,减小了加筋区域的土体剪切破坏范围,特别是减小桥台附近的剪切破坏区,从而有效减小路堤土体的压缩变形和地基沉降变形;(3)通过格栅与桥台的牢固连接,将部分汽车荷载及上部土体自重荷载传递到桥台,形成共同受力体,从而更有利于协调桥台与路堤间的沉降差,使接触部位的阶梯式沉降变为连续渐变沉降,达到消除桥头跳车的目的。
2.2.2桩—网复合地基在处理桥头跳车中的应用
桩—网复合地基由上部路堤填土网、褥垫层和下部桩土加固区组成,在网的作用下,充分发挥桩间土的承载潜力,不足部分由桩补偿。其作用机理为:(1)减小竖向沉降。桩一网复合地基能够减小路基的侧向位移和剪应变,只有当剪应变达到土工格栅破坏极限值时,才会发生剪切破坏,侧向位移的减小可使竖向沉降减小。(2)减小不均匀沉降。由于桥台背后填土与一般路段的压实程度不同,二者之间容易产生不均匀沉降,土工格栅可对承受的压力进行调整,使土工格栅下的压力分布不同于上部压力的分布。
2.3 技术方法
2.3.1 灌浆技术
灌浆法是用液压或气压把能凝固的浆液注入有缝隙的岩土介质或物体中,以改善灌浆对象的物理力学性质,适应各类建筑工程的需要。灌浆的主要目的有加固、纠偏、防渗和堵漏。路基压力灌漿是通过钻孔和压力灌注,把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,“赶走”土颗粒间或岩石裂隙中水分和空气,占据其位置,将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一结构新、强度大、防水性能和化学稳定性良好的“结石体”,从而降低后期沉降。
2.3.2 后处理技术
后处理技术具有堆载预压、快速排水、排气固结、固化、竖向置换增强等综合作用机理。在被加固场地先填土形成附加应力后用碎石桩置换,然后通过桩孔中的钢质注浆管,对碎石桩体及桩周土体进行低压力的渗入式灌浆,再进行二次压密注浆,使孔内水泥浆进一步密实,并使桩周土体受到压密灌浆处理,形成较高强度的无砂砼小桩竖向增强体。压力注浆也使桩周填土得到进一步密实,桩体与桩周填土间产生的较高侧阻力对后填土起到“减重”作用,降低了地基附加应力,有效调整地基沉降变形时应力向桩的集中。
2.4设置完善的排水系统水是避免造成路基发生病害的重要因素,若土体含水量增大,则会导致压实度降低、软弹、沉陷等问题。因此,必须重视路基与桥头衔接处的设计,设置完善的排水系统并做好防水措施,以防止雨水的滞留。特别是对粘性土或石灰稳定土填筑的台背,要防止雨水浸入对桥头造成病害;而对于用透水性材料填筑的台背,也还需要有排水设施,将进人材料内部的水排除;如果用加固土填筑,在路面以下应设防水层,防止雨水的渗入。
3结语
引起桥头跳车的因素很多,因此要积极采用新技术、新材料、新工艺,精心设计与严格施工相结合,问题才能得到有效解决。消除或减轻桥头跳车,对营运后减少养护费用支出和改善行车条件都有着重要意义。希望大家共同努力为早日实现这一目标而努力。
参考文献
[1]霍宏伟.桥头跳车防治措施[J]路桥建设,2007
[2]彭银辉..公路桥头跳车病害处治技术研究 [d]东北林业大学,2010