农村公路桥头跳车施工监管模式研究
2019-02-15王海江娄岳钧蒲会中
王海江 娄岳钧 蒲会中
(1.绍兴市柯桥区交通工程质量安全监督站,浙江 绍兴 312030; 2.绍兴市柯桥区公路管理处,浙江 绍兴 312030)
1 概述
桥头跳车是由于公路桥梁桥头及伸缩缝处的不均匀沉降或伸缩缝破坏使路面纵坡出现台阶,引起车辆跳车颠簸和冲击的现象[1]。浙江省普遍存在桥头跳车的现象,但绍兴柯桥又有独特的环境,柯桥区地处东南沿海,地基条件较差,为冲海积平原。其下卧软土层较厚,软土含水量高、孔隙比大、并存在压缩性强和抗剪强度低等特点,同时该地区轻纺行业高度发达,大型运输重载车辆极多,车辆反复行驶过程中带来的冲击荷载加速了路基不均匀沉降,极大地影响行车舒适性,造成巨大的社会反映,因此桥头跳车作为一个老课题仍需要长期从各个角度、方面进行研究和探索。
2 桥头过渡段差异沉降的原因
桥头原地基在上部路堤、行车荷载作用下发生固结压缩。桥梁属于刚性结构,如果发生不均匀沉降可能导致上部结构开裂甚至塌陷,因此桥台基础一般采用桩基础、扩大基础等形式确保地基沉降很小,相比之下仅做软基处理的桥头陆地地基在上部路堤荷载的作用下发生的沉降要大得多。由于地基土体固结的时间效应,路面施工完成后沉降将继续发展,在路面顶部形成路桥沉降差。
欠压实的台背填土在自然环境下进一步固结沉降。台背填土压实不足将导致土体在自然环境下进一步较明显的沉降,但是桥台沉降很小,故两者沉降对比之下非常明显。因此台背填土的“欠压实”有两层含义:一是在规定的压实标准下压实度不足;二是台背填土的压实度标准规定太低。
施工控制的问题。在施工过程中,由于路桥过渡段的位置特殊,场地狭小,使台后填料不易达到最佳压实效果,完工后沉降较大。若在施工中对桥头沉陷的病害认识不足,没有严格把握填料质量关,未按照分层填筑、分层碾压、分层检测施工,也可能产生路桥过渡段的沉降差异。
3 当前桥头施工过程中监管存在的问题
建设单位工程管理中存在的问题。农村公路建设为政府性投资项目,对工期要求高,经常存在着前期征迁处理滞后,延误工期,开工后催促施工单位加快生产进度。桥背回填作为软基路段作特殊处理,需要一定的周期使得土体趋于稳定,建设单位的追赶工期行为往往使得桥背软土尚未彻底稳定就进入到下一步工序,加速了桥头跳车问题的出现。
监管模式落后,无法有效监管。在监督项目中,交通运输部和浙江省政府均未对交通工程监督管理机构的人员配置提出明确要求。柯桥区由于经济实力强,农村公路项目监督数量将近100个,总工程造价将近100亿元,但是监督管理人员仅为5人。人少项目多现象,导致施工质量信息很难掌握,未被检查到的环节往往存在着偷工减料、以次充好等现象,监督机构很难发现工程内在的缺陷。
4 桥头跳车监管模式的探索
精细化设计,引入饱和半空间土体模型[2],基于新型模型优化软基处治方案。目前软基处理工程中以塑料排水板、水泥搅拌桩、桩承式路堤为主,根据本次课题研究,基于饱和土介质的有限元分析,在循环交通荷载作用下,通过分析地基中超静孔隙水压力[3]、有效应力及总应力等随时间的变化规律,得出桩承式路堤在控制沉降方面是最佳的处理方式,保证路堤高度大于等沉面的高度即可使路堤顶面不出现较大的不均匀沉降。基于钱滨线工程质量检测分析表明,路堤高度至少大于1倍等沉面的高度,才能保证路堤中形成“完整的”土拱。
改变施工观念,桥头段先行施工。工程实践过程中,往往存在各种因素使得桥头等重要部位无法施工,延误预压工期。建设单位应减少行政干预,完善早期征迁方案;施工单位在编制施工组织设计时应考虑桥头部位先行施工,增加预压时间。施工单位应严控每层的回填厚度,加强施工工艺,充分达到设计及规范要求之后再进行下一步作业,充分消除回填材料自身的压缩变形。
增设应力片,引入智能监管。桥坡堆载预压处埋设应力片,可有效减少人为观测带来的误差,使得沉降观测数据更加客观及准确。通过收集分析缺陷责任期内的沉降数据,不仅能作为竣工验收的重要依据,也能为今后类似的工程提供参考意见,还能为工后沉降提供最真实的观察数据,以便进一步研究。
完善监管模式,建立智慧监督工作系统。上级部门需明确监督管理机构人员配置数量,监督机构需增加工作人员;并利用现代化手段,引入视频监控系统和项目APP管理系统,使监管模式向智慧监管模式转变,让质量安全的隐患最大程度上减少。
5 结语
桥头跳车一直是浙江省难以攻克的重要难题,本团队通过课题研究,开创式引入饱和半空间土体模型模拟土体在冲击荷载作用下产生的变化,并基于研究结果对现有的软基处理措施进行优化。首次提出预埋应力片以加强事中监管,做到事后监控。源头上细化设计,工艺上精化过程,理念上严格把关,逐步消除桥头跳车的现象。