浅谈桥台后软土路基沉降的原因及防治
2017-03-22任雪敏
任雪敏
【摘要】桥台前后由于自然地质条件、设计、施工等多方面的原因,往往出现不均匀沉降,出现裂缝、跳车现象,为了尽量降低不均匀沉降带来的影响,需要从设计、施工等多方面着手,加强管理。
【关键词】桥台 软土路基 沉降 跳車现象
现代化的交通道路设计往往离不开桥梁工程。与以往的桥梁工程相比,现在的桥梁工程往往不局限于横跨在河流等所谓的水上桥梁,也有很多方便行驶的立交桥桥梁。随着交通的发展,桥梁的规模和样式也不断发展,虽然这几年对桥梁软弱地基、桥头跳车等问题的研究不断深入,软弱地基、桥头跳车的问题仍然没有得到彻底的杜绝。为了更好地认识并解决桥台软弱地基、桥头跳车产生的一系列问题,就有必要分析产生这些问题出现的种种原因,才能从设计、施工等方面尽最大的可能降低这些问题的可能带来的种种后果。
1.桥台常见的几个问题
1.1桥头跳车问题。车辆在行驶到道路与桥梁连接处时,由于道路桥梁之间存在高差,在汽车行驶的前提下,车辆发生跳起,此现象如果不加以控制和维护,继续发展势必会影响到车辆行驶的安全和道路行驶的平稳度。更严重的可能会出现跳车不成功,导致车辆轮胎出现问题、车轴断裂、汽车跑偏等危险事故的发生。
1.2桥台不均匀沉降问题。桥台的不均匀沉降一方面会出现跳车现象,另外还可能出现桥梁变形,严重的影响桥梁的正常使用。
2.桥台沉降不均发生跳车的原因
2.1设计问题原因。桥台的设计往往考虑到现场地基的沉降问题,采取了一定的措施,很大程度上减少了沉降量差距,然而,设计中无法真实的预见桥台后期不均匀沉降的程度,所采取的各种措施往往在理论上可以达到降低差距的可能,但是根本无法彻底消除不同沉降。
2.2施工问题原因。施工是产生问题的主要原因,由于桥台前后一边是桥梁一边是桥台后路堤,桥梁部分为了确保桥梁整体的稳定性,桥梁基础往往施工钢筋混凝土灌注桩,在很大程度上确保了桥梁本身的均匀沉降。但是路基填料往往是炝灰碾压,施工碾压时往往有桥梁基础,碾压程度往往达不到施工要求,在后续的使用中难免出现路基的不均匀沉降。第二个原因是桥台较高,跳台后路基往往采用路基护坡施工,由于在雨水的冲刷下,路基上部的压力下,下部路基发生侧向位移,导致路基自身缓慢发生变形。第三,桥梁是钢筋混凝土的,基本不受雨雪冲刷影响,而路基是堆积碾压的,受到雨雪天气的一些影响,强度不断降低,从而出现裂缝和沉降变形。
2.3地基条件差异的原因。桥梁过渡段指的是桥梁桥台与路基两者之间的连接部位。通常情况下, 桥台与路基两者的刚性存在较大差异,桥梁墩柱桥台下方有坚实的支撑物, 其主要目的是使桥梁基础的可靠性得到进一步提高, 通常这种方式可以使桥台处的沉降得到合理控制。因此在具体应用过程中在车辆荷载和重力荷载的双重作用下, 桥梁和路基出现的形变情况是不同的, 从而将会使过渡段出现沉降差。
2.4桥台后填料不当原因。桥梁过渡段施工中, 台前防排水设置、后台路基路面施工条件、填料自身性质都是引起填料发生沉降与压缩的主要因素。在桥梁使用过程中, 在路基自重和桥梁上行驶的车辆荷载的共同作用下, 填料之间的空隙将会缩小, 压实程度则增加, 最终将会被压缩、挤密, 引发路基沉降的发生。
3.桥台后软土路基沉降的防治
虽然, 目前对桥梁过渡段软土路基的处理方法种类有很多, 但是从目前我国桥梁工程的具体施工情况来看, 不均匀沉降的情况仍然屡见不鲜, 这一方面缩短了桥梁工程的使用寿命; 另一方面也增加了交通事故的发生频率。下面介绍几种适用于桥梁过渡段软土路基加固的方法。
3.1改变地基强度的办法
3.1.1水泥搅拌桩法。水泥搅拌桩法就是以水泥、石灰等材料作为固化剂, 利用深层搅拌机械将粉体与软土或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌。经过一系列的化学反应和物理反应, 最终形成稳定性好、强度高的复合地基。基本的施工顺序以及施工工艺示意图如图1所示。
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3.1.2花管注浆技术。花管注浆法的技术原理是利用钻孔机在桥头地面向地下打钻孔,然后将花管放入底部,并不断注浆待浆体泛出后封住孔口并继续高压注浆,注浆达到一定压力后慢慢拔出花管,最终以钻孔为轴心形成类似树根形的网状复合体,提高了路基本身的抗剪强度和整体压实度, 使工程的基础强度得到进一步提高。
3.1.3 高压旋喷桩施工技术。使用高压旋喷桩钻机在施工现场施工钻孔后,通过高压搅拌并注浆,将泥土排除地下,制造纯水泥的桩体,达到改变地基强度的目的。
3.2 浇筑施工桥梁桥台整体防跳板。为了防止不均匀沉降出现的跳车,除了对路基本身的强度采取以上措施进行改良外,还可以在桥梁桥台与路基链接的五米范围内施工整体的钢筋混凝土防跳板,让防跳板一侧搭载在桥台桥梁,形成完成的一个平面,另一侧随着路基缓慢沉降。通过防跳板一侧缓慢的倾斜来杜绝跳车的出现,在很大程度上可以杜绝跳车的出现,对于不均匀沉降出现的防跳板下方空洞问题,可以采取补注浆的办法来进行填充。
结束语
现代化的交通,缺少不了桥梁,特别是在城市交通密集、高速公路交叉点,桥梁显得尤为重要,桥台不均匀沉降、出现跳车等现象,一直是道桥设计和施工共同关注的问题之一,只有从设计、施工多方面进行质量控制,采取先进的技术措施才能更大可能的降低不均匀沉降带来的种种问题。
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