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浅析桥台跳车的成因与防治措施

2020-11-30林观权

四川水泥 2020年12期
关键词:跳车桥台压路机

林观权

(福建省闽西交通工程有限公司厦门分公司, 福建 厦门 361000)

0 引言

当前公路建设速度非常迅猛,设计的行车速度也不断提高,进而对于公路建设的要求也越来越严格,一旦在这其中出现桥台跳车的问题,就容易出现安全事故。本文结合漳永高速公路龙岩段A5 合同段内12 座桥梁台背的施工经验,对桥台跳车的成因进行分析并提出防治措施,最后通过实验数据阐述新技术、新设备的应用。

1 桥台的跳车的成因分析

对于桥台跳车而言,是因为桥台和路基、路面的刚度有所不同,造成的沉降不同,但更为主要的是填前基底处理不到位、填料选择不合理、压实度不足、压实设备选择不合理、排水系统不完善、设计考虑不周全及公路养护不到位、不及时等多方面的因素造成的。以下对这几个重要因素进行分析:

1.1 刚度差异

因为桥台和路基的连接处,其刚度有所不同,桥梁的刚度较大,而道路的路基路面则属于半刚性、柔性结构。那么在完成公路施工后,就会随着时间的不断延长,进而就导致台背回填出现形变问题。而在这其中桥台的沉降变形问题并不多见,一旦二者的相对沉降差达到一定程度后,就容易导致搭板出现断裂,进而就出现跳车情况。

1.2 填前基底处理不到位

我国地域辽阔,台背基底的地层也各不相同,比如黄土、软土、膨胀等,只有基岩地基基本稳定,剩余均要发生不同程度的沉降,因为地基受到影响会作用于路面,进而就导致桥台和台背回填出现不同沉降。沉降达到一定程度时就会造成桥台跳车。

1.3 填料选择不当

一般公路桥涵位于沟壑地带,外购透水性材料的采购成本、运输成本均较高,施工人员为节约成本,容易就地取材,选择周边的土进行回填。这类土的各项指标很难达到设计和规范要求,进而造成较大的工后沉降。

1.4 压实度不足

施工时工期往往较紧,填筑厚度偏厚、四周未能碾压到位,导致压实度达不到要求,进而导致填方出现变形,造成较为严重的工后沉降,在台背和路基的衔接处出现沉降。

1.5 碾压设备选择不合理

在台背回填过程中,施工单位为减少设备投入,容易选择单一的大吨位压路机进行碾压。在不能用大吨位压路机压实的情况下,没用小型振动压路机或蛙式打夯机进行压实,难以保证其压实度。

1.6 排水不畅、填料浸水

施工人员对台背排水措施不够重视,少做、漏做现象时有发生。造成填料浸水现象,使填方体产生沉降变形,形成较大的工后沉降。

1.7 设计考虑不周

设计人员有时对台背的基底未进行处理,没有充分考虑碾压的可操作性,对于填料的具体数据考虑不全面,也没有及时的进行排水,过渡段的设计不合理等等,都会影响台背的施工质量。

1.8 公路养护不到位、不及时

在公路完成施工后,投入到运行中就已经出现桥台轻微跳车,但在养护公路时,却没有积极采取合理的补救措施,这样就容易导致公路出现更为严重桥头跳车。

2 桥台跳车的防治措施

造成桥台跳车的因素较多,但只要我们严把每一段关,是可以避免大部分的沉降,以下针对上述造成沉降因素采取的相对应的防治措施。

2.1 基底的填前处理

为了能够减少基底处理不到位造成的不均匀沉降问题,就需要对基底进行合理的处置。当基底岩性好,我们只需按设计要求进行清表,开挖工作平台及台阶。若基底为软弱土层时,就必须进行加固,在加固过程中,会利用换填处理、真空预压、填前夯实等方法,来提高土质的承载能力。不同的加固方法,其所使用的范围各不相同,所以就应该根据实际情况来对其合理运用,更好地保证施工质量。

2.2 填料选择

用于台背回填的原材料必须进行筛分、CBR 击实等一系列试验,粒径、含水量等不符合规范要求的材料不得使用。基础部分全部使用砂砾,如果该施工路段存在地下水,那么就应该使用砂砾作为填料,并且应该高出地下水50cm。在这基础上填筑砂石、砂性土等等透水性材料,回填材料应控制在最佳含水量附近±2%时进行碾压。最大粒径按层厚不超过2/3 控制,要严格控制层厚并逐层碾压到位。

2.3 合理选择碾压设备

台背的工作面往往偏窄,不便于大型碾压设备的作业,故在回填前应对台背进行整理,确保碾压设备能够更好的发挥自身的作用。要合理选择碾压设备的组合,在离桥台50cm 范围内,使用体积较小的机械来进行作业,保证其作业质量。在离桥台50cm 以外的范围内使用18 吨以上的机械,来对其进行作业,确保能够达到设计的压实要求。在大型压路机碾压不到位时,用小型振动压路机或蛙式打夯机进行压实。

2.4 设置完善排水系统

一般公路桥位于沟壑地带,地下水位较高,且路面排水时会产生下渗水,这样就会影响填料质量,导致固结出现变形。所以排水设施对台背的稳定极为重要,施工时要做好台背排水系统,如盲渗沟、泄水孔等。设置完善排水设施,才能确保填料不被浸湿、软化,保证其强度。

2.5 桥台的过渡段设置

桥头是利用钢筋砼进行浇筑,其刚性较大,而路基一般都为柔性材质,这样就会导致二者之间存在着一定的刚度差,在这种情况的影响下,就容易出现较为明显的变形差。因此,在回填过程中,就应该选择介于路基和结构之间合适的材料,并且要确保其长度、厚度合理,让台背回填的刚度能够逐渐变形,达到过渡的效果。

2.6 加强观测及公路养护到位、及时

台背填筑完成后,可在台背位置做沉降观测点,若发现较明显的沉降时,可及时对台背采取补救措施,如注浆加固、补强碾压、增设平孔排水等措施。在投入到运行中发现桥台出现轻微跳车时,就要积极采取合理的补救措施,如注浆加固等,这样就可以避免出现更为严重的桥台跳车。

2.7 台背注浆加固

台背注浆是一种防治、补救措施,当对台背回填质量存在疑虑或已出现沉降时,可考虑台背注浆。桥台台背注浆加固是水泥浆液在压力作用下,通过注浆管把水泥浆注入台背填料中,充填、渗透和挤密台背填料的空隙,同时产生挤压效应和骨架效应,将台背填料胶结行成一个强度高、压缩性低、抗渗性高和稳定性好的整体,从而有效降低或减少台背的水蚀和下沉。漳永高速(龙岩段)全线进行台背注浆加固,其效果明显,通车至今未出现明显桥台跳车现象。台背注浆效果明显、可靠性强、费用较低。

3 防治措施中新技术、新设备的应用

随着科技技术的不断发展,碾压设备、压实度的检测仪器也不断地进行革新,这有利于减少病害的发生和对台背回填病害的检测,为我们防治措施中提供十分有利的保障,以下是我们在桥台跳车防治措施中新技术、新设备的应用。

3.1 瑞雷波仪的应用

瑞雷波仪是利用其在不同介质中传播时具有屏散特征,且其传播速度与介质的性质相关,因此可利用瑞雷波仪对台背回填病害进行检测,通过检测实例得到了台背回填不密实区的位置及范围,为注浆处置或开挖换填提供了依据。通过漳永高速应用效果表明,瑞雷波检测法具有较高的准确性,工程实用性良好。

3.2 液压夯的应用

重型压路机对台背的边角很难碾压到位,只能用小型振动压路机或蛙式打夯机进行压实,同时为了减小重型压路机振动对结构物的影响,与离台身50cm 范围内也只能用小型振动压路机或蛙式打夯机进行压实,但压实效果很难保证。液压夯的应用弥补了常规压路机的这种缺陷,特别是桥台背及涵背回填中,能有效提高涵台背回填压实效果,减小因工后沉降,降低通车后桥头跳车现象的发生。2013年10月,在漳永高速A5 合同段内坑中桥漳州台做了一组对比试验:用瑞雷波仪分别对液压夯使用前后,同一位置3 米范围内进行检测,结果如下表:

液压夯前后效果对比表

检测结果表明,液压夯对台背的压实有改善作用,特别是2 米范围内效果明显,超出3 米范围效果甚微,建议每2 米进行一次补夯。

综上所述,造成桥台跳车的因素众多,主要影响的环节是施工过程,在施工过程中大部分病因是可预见的,通过防治措施、补强措施是可以避免的。我们做好填前基底处理、合理选择填料、合理选择压实设备、确保压实度、完善排水系统、设计考虑周全及公路养护到位、及时,就可以消除绝大部分病害,尽量避免桥台跳车。

4 结束语

桥台跳车是目前比较难处理的工程病害,但只要设计、施工、养护等部门弄清其产生的原因,采取相关防治措施,层层把关,并把新设备、新技术应用到工程施工。就能很大程度上克服了这一世界性难题,改善行车效果,提高道路整体质量,促进地区经济发展。

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