公路橋頭跳車的原因和監理防治措施

2021-08-18 10:12:12 字數 5328 閱讀 9613

隨著高速公路的迅速發展 ,在公路建設中,橋頭出現的跳車現象,已成為高速公路的多發常見病害,嚴重影響行車的平穩性和安全性,是目前軟土地區修築高速公路的難題之一,也是公路修築的乙個急待解決的重要課題。橋頭產生跳車的主要原因是橋頭與路基的沉降差所致,它與地基條件、填築材料、施工機械裝置以及施工工藝等諸多因素有關。筆者近幾年參加了外環線二期、盧浦大橋引橋、滬蘆高速公路和a30東南郊環等高等級公路的監理工作,現結合工程實踐,就如何控制好路基施工質量,防治橋頭跳車問題談一些體會。

1 公路橋頭跳車的起因分析橋頭跳車是由於橋台與其後路基沉降不均勻造成了橋台和路基頂面的沉降差而產生的。當沉降差超過2cm以上時,將使此處的路面斷裂,從而使行車產生明顯的顛簸和不適。分析形成沉降斷裂的原因,主要是由於高等級公路橋台基礎一般採用樁基礎,樁尖落到持力層,其沉降量甚小,設計控制工後的沉降量一般為 2cm~3cm,而其後的臺揹回填因地基沉降和台後填料本身的壓縮變形,從而使橋台和路基產生不均勻沉降,造成路面和橋台的高程突變,形成橋頭跳車。

由此可見,橋頭跳車的原因主要是路橋的沉降差所致;而引起路橋沉降差的主要原因,是由於台後路基的沉降所產生的。而路基沉降的原因主要有以下幾個方面:1.

1地基沉降由於橋涵通常位於溝壑地段,地下水位較高,且多屬於軟弱基礎,在路基營運荷載的作用下,使地基產生壓縮變形,形成地基沉陷。特別是由於軟弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、滲透係數小的特點,地基沉降更為嚴重,並且需要相當長的時間才能趨於穩定。同時,由於高等級公路多為全封閉、全立交,為了滿足被交公路、航道等淨空的要求,橋台後的路基高度一般都較高。

因此,產生的地基應力相對較大,更容易引起地基沉降,從而導致橋台後的路基隨地基在一定時間內逐漸下沉。1.2台後填料的壓實問題高等級公路臺揹回填的壓實,雖然採用了重型擊實標準,壓實度要求在95%以上,但是有些工程的台後填料採用的是砂類土或透水性材料,這些材料孔隙率大,所含的水分多,尤其在自重及車輛荷載的作用下,孔隙率逐漸降低,台後填料在一定期限內產生壓縮變形,根據試驗及相關研究資料表明,路基填料本身的壓縮變形為路基填築高度的1%。

大家知道,高等級公路台後回填高度一般都較高,因而台後填料的壓縮變形也就相應較大。更何況在台後回填施工時,由於一些施工單位的質量意識淡薄,往往達不到規定的壓實遍數,這樣壓實度就很難保證在95%以上,從而為以後的壓實變形留下了很大的空間,這也是工後填料壓實變形很大而導致台後沉降的主要原因。加上受工期、動拆遷等一些客觀因素的影響,有些工程中的台後回填要等到橋台施工完成後,才能進行填築。

因此,壓路機要受到橋台的限制,碾壓困難,對緊靠台後的填土難以碾壓到位,尤其是對於肋式橋台、u型橋台等受尺寸的限制,有的壓實機械根本進不去,導致漏壓、壓不實等現象,使台後填土的壓實度嚴重不足,儘管使用小型夯實裝置補夯,也難以達到規定要求,因而增加了台後填料的壓縮變形。2 減少橋頭跳車的措施 2.1地基預壓處理預壓處理就是在擬建橋台處,先填土預壓,待地基強度提高到一定程度後,挖去填土,再建造結構物。

有時為了加速地基固結下沉,在填築路堤時,還可預先把土填得比設計高度高一些,或加寬土寬度,待沉降穩定後再挖除超填部分。這種預壓或超載預壓的方法 ,可以說是處理軟弱地基最有效、最經濟的方法,它不僅可以解決橋頭的跳車問題,而且可以解決台後填土的不均勻沉降問題。以滬蘆高速公路10標為例,該工程於2023年3月開工,路基填土於2023年9月基本完成,經過一年的預壓週期,路基壓實度和路基工後沉降均滿足設計要求。

在地基預壓處理中,監理建議採取了以下預防措施,從而確保了工程質量。(1)分級載入控制標準。路堤中心線地面沉降速率不大於1.

0cm/晝夜,坡腳水平位移速率不大於0.4cm/晝夜。若超過這一數值則立即停止填築,直到沉降及位移速率小於控制標準方可繼續施工。

(2)超載解除安裝控制標準及路槽開挖時間的確定。超載填土路堤的預壓期大於設計規定時間且路堤中心線地面連續3個月沉降速率小於0.8cm/月方可卸除超載,繼而進行路槽開挖。

(3)在預壓期內不應在路堤上做任何工程,只允許新增由於沉降而引起的附加填土。當路堤中心點沉降大於20cm後,必須及時補償填土至設計所要求的超載預壓高程。(4)路堤堆載施工前應做好排水溝、集水井等施工排水措施,保證基底乾燥,並設定永久性平面和高程控制基點。

(5)路堤填土前須清除地表雜草、樹根、農作物等。如遇水田挖溝疏幹,挖除表層淤泥、腐植土等。挖除原地面20cm耕植土後按4.

0%~5.0%的坡度構築路拱,路拱採用符合規範要求的粘性土,壓實度大於90%。(6)超載土方頂面應保持4.

0%的橫坡以利於排水;設計路面為單向橫坡的超高路堤路段,超載土方頂面應保持與設計路面同樣坡度的單向橫坡。(7)路堤與橋台銜接部位,路堤與橋台前預壓填土應同步填築與碾壓,分層碾壓厚度控制在15cm,壓實度滿足規範要求。(8)基底放寬和施工坡度。

為保證堆載預壓結束後路堤削坡成型,路堤正常填築時要求施工單位應根據工:程經驗及規範要求確定適當的邊坡坡底加寬量和相應的施工坡度。2.

2地基加固處理地基加固處理是最有效的防治橋台跳車的方法之一,尤其是軟弱地基。由於地基加固的費用佔總投資的比重很大(約三分之一以上),所以,要認真選取經濟、有效的加固方案。根據筆者多年監理經驗,對正常壓實的軟粘土而言,首先應考慮採用排水固結措施,如插塑料排水板等方法,通過設定來改善地基的排水條件,縮短排水途徑,使地基承受附加荷載後,排水固結過程大大加快,進而使地基強度得以提高。

這種方法既經濟又有效。如果屬於軟弱地基,除了常規的排水固結措施外,更多的是採用攪拌樁、擠密樁等深層復合地基法來提高土的強度與穩定性,使橋頭路基盡量連續平穩過渡。現仍以滬蘆高速公路工程為例對塑料排水板法地基加固的監理控制作一下介紹。

(1)對產品質量的控制。要求塑料排水板須符合設計要求和質量標準,產品須有資質的廠家提供,並有出廠檢查合格證,運至工地後,須按規定頻率抽採樣品進行檢驗,合格後方可使用。設計要求型號為spb—1b,厚度不小於4.

0mm.(2)施工工藝需按以下程式進行:整平原地面一一構築土拱層一一機具就位——塑料排水板穿靴一一攢入套管一一拔出套管一一割斷塑料排水板一一機具移位一一攤鋪砂墊層。

路基拱層採用級配碎石構築時,應在拱層構築前先打設排水板。(3)為防止排水通道堵塞,要求塑料排水板濾管材料具有一定隔離土顆料和滲透功能,應等效於0.025mm孔隙,滲透係數應不小於5x0.

1cm/s.施工現場堆放的塑料排水板盤帶應適當覆蓋,以防暴露在空氣中老化。施工中要防止泥土等雜物進入套管內,一旦發現須及時清除。

(4) 為防止塑料排水板固定不牢,要求其穿靴時,須將其端部穿過預製靴頭固定架,對折帶子長約10cm,固定聯結牢固。塑料排水板搭接應採用濾管內平接的方法 ,芯板對扣,凹凸對齊,搭接長度不少於20cm,濾管包裹,用可靠措施固定。靴頭製作時,不論是鐵質的還是混凝土的,其固定架一定要埋設牢固,發現固定架自身不牢時,不得使用。

(5)為防止塑料排水板埋入砂墊層長度不足,要求套管拔出地面後,精心丈量板體留出孔口長度,保證不小於50cm,再予以切割。如果留出孔口長度不足,可採用芯體平接的方法,芯板對口,凹凸對齊,搭接長度不小於20cm.2.

3合理使用填築材料由於土的內摩擦角較小,加之壓實質量的影響 ,所填路基的壓縮沉降—般較大。因此,橋台後的回填應選用摩擦角大、強度高、透水性好的填料,如砂礫、礫石、連續級配碎、石灰穩定土等,並且壓實速度快,載入後能在短期內完成變形。在筆者所參與的高等級公路工程的監理過程中,後台填土多採用輕質填料,常用的材料為粉煤灰,其目的就是減少填方容重,減輕填方土體對地基的壓力,從而達到減少地表以下土層排水固結產生的沉降。

對粉煤灰的原材料質量,監理應從以下兩個方面加以控制。(1)粉煤灰的級配要符合要求。細粒過多,材料的摩擦角會減少,影響壓實度;反之細粒過少,粗顆粒易壓碎,壓實成型困難。

根據實踐經驗,筆者認為粉煤灰的粒徑含量宜大於45%,粉煤灰的燒失量宜小於12%.(2)控制好粉煤灰的含水量。一般常用的是溼排灰和調濕灰,其含水量較大,直接上路攤鋪壓實,無法達到規定的壓實度。

因此,到運至工地的粉煤灰一定要求在場地上堆高瀝水,以降低含水量,然後再上路攤鋪壓實。2.4提高填築材料的壓實度影響路基壓實效果的主要因素有含水量、碾壓層的厚度、壓實機械的型別和功能、碾壓遍數以及地基的強度等。

首先要調整填築材料的含水量,由擊實試驗所得的擊實曲線圖有一峰值,此處的幹容重為最大,稱為最乾容重,與之對應的含水量則稱為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實效果最好。同時其壓實的土水穩定性最好。

所以對含水量過大的土,可採用翻鬆晾曬或均勻摻入石灰來降低含水量;對含水量過小的土,則灑水濕潤後再進行壓實。其次,壓實機械對一定含水量填築材料的壓實狀態有很大影響。填土分層的壓實厚度、壓實遍數和壓實機械型別、土的種類和壓實度要求有關,應通過試驗來確定。

一般20—30t的中型振動壓路機應碾壓3~4遍,每層壓實厚度不超過20cm.此外,壓路機行駛速度也大有講究,既不過慢也不過快,各種壓路機械的最大速度不宜超過4km/h.碾壓開始宜且慢速,隨著土層的逐步密實,速度逐步提高。

壓實時的單位壓力不應超過土的強度級限,否則土體將會遭到破壞。開始時土體較疏鬆,強度低,故宜先輕壓,隨著土體密實度的增加,再逐步提高壓強。另外,路堤施工時邊緣往往壓實不到,仍處於鬆散狀態,雨後容易滑坍,故兩側可採取多填適當寬度,壓實工作完成後再按設計寬度和坡度予以刷齊整平。

2.5正確設定土工合成材料由於土工格柵具有抗拉強度的特點,而無紡針刺類土工布具有排水效果較好的特點。因此,在滬蘆10標工程範圍內,每座橋接坡都普遍使用了土工布和土工格柵。

合理設定土工合成材料,既可以減少路堤填築後的地基不均勻沉降,又可以提高地基承載能力,同時也不影響排水。所以監理主要採取了以下一些控制措施:(1)土工布的質量控制。

規範要求土工布的單位面積質量為300g/m:~500g/m,強度按用途分類為3個等級。考慮到土工布的不同材料和工藝,其力學效能存在差異較大的情況,要求土工布單位面積質量不小於400g/m2,其縱向抗拉強度不小於20km/m,滿足握持強度≥1100n,撕裂強度 ≥400n,刺破強度≥400n,cbr頂破強度≥2750n的土工布,要求採用聚脂長絲針刺型。

只有這樣,土工布才能起到明顯的隔離層作用。(2)考慮到土工布的排水效果與土工布的厚度有密切關係,選用的土工布太薄,透水能力就低。為此,要求選用克數較大的土工布,最好為400g/m~500g/m。

(3)土工格柵主要起加筋作用,如果格柵強度不足,起不到調整應力分布作用;若設計荷載較大,單靠一二層土工格柵不足以達到設計強度;土工格柵要與填料緊密咬合在一起才有顯著效果,若壓實不足,則加筋作用不明顯;如果格柵錨固長度不足,產生滑動也會出現強度降低現象。針對上述可能出現的問題 ,監理要求施工單位採取了針對性的措施:①選擇抗拉強度大的格柵材料;②增加格柵層數,至少鋪設三層;③提高格柵之間填料的壓實度,確保土工格柵與填料緊密咬合;④採用反包法以增大錨固力。

3 幾點體會 (1)通過多年公路工程的監理工作實踐,筆者認為,台後回填與路基同步填築時,壓實效果最為理想。為保證路基工後沉降穩定,務必先進行路基填土施工,在保證堆載預壓一定時間沉降穩定後,再開挖實施橋台結構。(2)嚴格控制後台填料的質量,要求必須符合設計要求,並經檢驗確定為合格的產品,若發現其它材料或材料中含石塊、雜物和腐植土的用料,一律不得使用。

(3)不同的填實和場地條件要選擇不同的壓實機械。一般來說,橋台接坡處對路基壓實質量要求較高,故宜選用壓實效果較高的碾壓機械,如重型輪胎壓路機和振動壓路機。(4)為了保證台後回填質量,監理應委派專人負責,從材料進場到攤鋪碾壓、工序檢驗等進行全過程旁站監督,隨時發現問題,把一切隱患消滅在萌芽狀態。

公路橋頭跳車的防治措施

作者 孟慶榮 中國新技術新產品 2011年第10期 摘要 在路建設,橋頭出現的跳車現象已成為公路的多發常見病害,是公路修築的乙個急待解決的重要課題。本文簡要分析了橋頭跳車的成因及相應的預防措施。關鍵詞 橋頭跳車 原因 預防措施 中圖分類號 u443.32 文獻標識碼 a 引起橋頭跳車的原因主要是由於...

公路橋頭跳車產生原因及處理措施

作者 熊旭劉年香 珠江水運 2016年第26期 摘要 隨著社會經濟水平的不斷提高,國家加強了對公路建設的重視,公路建設的發展給交通帶來了很大的便利,但在建設的過程中也存在著諸多的問題。公路橋頭跳車現象便是問題之一,所謂橋頭跳車便是公路在施工過程 現的突然沉降,形成一定的坡度,使得車輛在行駛的過程中產...

公路橋頭跳車原因及處理措施的探析

摘要 針對路橋過渡段所出現的質量問題,同時筆者根據自己平時的工作累積的經驗,對路橋過渡段路基路面施工技術進行了簡要的 並在此基礎上提出了相應的質量控制的實施方法,以期提高路橋過渡段施工質量,確保人民的安全,同時減少國家的負面影響。關鍵詞 過渡段 橋頭跳車 處理措施 近年來,河南公路建設得到了快速的發...