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路橋過渡段產生不均勻沉降4大原因措施


結合公路的施工和運營情況,分析路橋過渡段產生不均勻沉降的原因,提出路橋過渡段的施工研究方案,以減少路橋間的不平順,從而防止或避免橋頭跳車現象,增加車輛運行的舒適性。


隨著中國經濟突飛猛進的發展,公路在建設中超到非常重要的交通樞紐作用。結合公路的施工和運營情況,分析路橋過渡段產生不均勻沉降的原因,提出路橋過渡段的施工研究方案,以減少路橋間的不平順,從而防止或避免橋頭跳車現象,增加車輛運行的舒適性。


一、路橋過渡段產生不均勻沉降原因的分析

1、橋頭引道軟土地基處治不佳

從公路調查結果表 明,軟基路段由于地基沉降引起的橋頭跳車現象仍然存在。分析其原因,主要是施工圖設計時,地質鉆探布孔過少,鉆探深度不夠,未能及時發現軟基存在,或者未 能準確探明軟基范圍和深度,軟土的物理力學性質等等,導致橋頭路堤軟土地基處治遺漏,或采取的處治方法不恰當。此外,采用的軟基處治理論計算方法和選用的 計算參數與軟基實際情況存在一定差距,導致軟基處治設計未能達到預期效果,不能滿足交通部《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》的技術要求。


在橋頭引道,由于存 在軟土地基,橋臺臺背路堤施工時填土壓實不足,雨水侵蝕造成路堤填土流失和強度降低,這是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。然而,橋臺基礎設計是按規范 容許沉降值實施控制設計,一般情況下實際發生的沉降值較設計時小。因此,路橋過渡段的結構設計主要在于如何做好軟基路堤沉降防治等路橋順接構造物的設計。


2、橋臺臺背路堤壓實度不滿足要求

從公路工程建設可 知,幾乎所有橋梁、通道和明涵等都要求臺背填土處治。然而,臺后填土壓實度由施工用料、施工順序、施工機械、施工經驗、施工作業面等工程管理因素的影響, 施工過程涉及各個方面。從公路調查結果可知,臺背填土普遍存在壓實不足的問題,這是造成路橋過渡段不均勻沉降的基本原因之一。此外,在公路營運過程中,路 基在車輛荷載以及自然因素作用下,會形成土基塑性變形的積累,導致路橋間的差異沉降,從而影響高等級公路路面的平順程度。


3、橋頭路堤邊坡防護措施不妥

從公路橋頭路堤的施 工可知,臺背路堤填土常采用砂類、滲水性土作為填料,不考慮防水和排水設施,通常,對橋臺處于長期浸水路段,采用漿砌片石護坡,而其他橋臺路段,只在錐坡 范圍設置漿砌片石護坡,臺背設置防格網草護坡或草皮護坡,但是,從公路改建、水毀和收尾工程偵查過程發現,許多橋頭路堤沉降較嚴重的地方,長伴隨錐坡和護 坡水毀,分析其原因,雨水對路堤的沖刷和侵蝕防格網草防護等路堤邊坡防護措施未能起到保護路基免受雨水侵害的作用,所以橋頭路堤邊坡防護措施及臺背防水和 排水設施的不適當,促使臺背填土流失,路基強度降低,在行駛車輛長期作用下,過渡段填土塑性變形,誘發橋頭路堤不均勻沉降,出現橋頭跳車現象。


4、橋頭引道過渡段結構設計欠周到

橋頭引道路基工程 中,常用的過渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過渡板(即搭板)和加筋土法等。這些處理措施的主要目的是通過提高路基的整體強度,從而降低路橋 間的剛度變化以及沉降差異,以減少路橋間的不平順,從而防治或避免橋頭跳車現象。從公路工程建設可知,橋頭引道過渡段多采用搭板結構。然而,設置搭板以后 的橋頭跳車現象仍然嚴重,橋頭搭板斷板現象較為普遍

分析其設計原因,有下述情況:

(1)根據橋梁的長度,橋頭設置搭板長度劃分為:

①大中橋,搭板長度為8m;

②小橋、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞,搭板長度為5m。然而,橋頭引道路堤處于高填方路段,軟基路段橋涵結構與橋頭路堤相對沉降量大,由于搭板長度不夠而起不到順接作用,行駛車輛通過時必然出現橋頭跳車現象。

(2)搭板設計根據支承在彈性地基上的板計算,未考慮臺背路堤沉降,雨水沖刷帶走臺背填土等原因造成搭板與臺背路堤脫空的不利受力狀態。結果形成搭板設計強度不足,產生斷板,引起橋頭線形突變,誘發車輛跳車現象。

(3)橋頭搭板處理目前尚沒有定型的設計計算方法,公路橋涵設計規范也沒有明確規定。

(4)工程實踐中,橋頭搭板一般不作專項設計。但是,從工程實踐可知,合理地處治軟土地基,實施臺后填土壓實是消除路堤填筑土體沉降的條件,而可靠的搭板設計是解決橋頭跳車的重要保證。


二、路橋過渡段施工采取的措施

1、加強路橋過渡段的施工組織設計

如果施工方案和 施工組織設計的質量不高,就難以保證在預定的成本范圍內,按期交工和確保工程質量。因此,對于施工方案和施工組織設計必須達到以下要求1)要講究科學的編 制程序和方法;(2)編制時進行技術經濟分析和比較,做到設計優化,除了在施工方案和施工組織設計的質量保證,還要做好檢查施工準備工作的質量,做好施工 人員的技術交底工作,材料的質量控制和機械設備的質量保證。過渡段的施工組織設計應該有利于減少路橋間的沉降差,在橋臺結構完成后盡快安排過渡段陸地與一 般填土路堤的施工,使用同樣壓實能量的壓實機械把過渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進行填筑碾壓,分層填筑時,每層松鋪厚度必須控制在15 cm內,并在臺背墻上劃上記號,以保證厚度的均勻性,方便施工人員檢查。在路堤和橋臺連接部位,路堤與錐坡預壓填土應同步填筑碾壓,使用大型機械碾壓困難 時可改用小型振動機充分壓實。


2、選擇有利于減少路橋過渡段工后沉降的橋臺結構

在型式多樣的橋臺結 構中,樁接臺帽的橋臺結構施工過程是:填筑路堤,鉆孔樁基施工,臺帽和耳背墻施工。從其施工步驟可知,其過渡段路堤在橋臺結構施工前填筑,不受施工作業面 的限制,有利于大型機械碾壓,不遺留施工死角,壓實均勻,壓實度易達到設計要求。同時,橋臺結構施工時,又為過渡段軟土地基和路堤填土留有一定的沉降期, 有助于減少過渡段路堤工后沉降。因此,在橋梁設計時,宜首先選用樁接臺帽式橋臺結構。


3、加強路堤填料的選擇

實施路橋過渡段路堤 填筑之前,要有目的地選擇施工路段的填料,采用各種土壤作對比試驗。其試驗項目包括:①土壤的液限和塑限聯合測定,實施篩分和擊實試驗;②各種土壤在相同 壓實機具下達到同等壓實度時的壓實遍數與松鋪厚度的關系。從實驗結果中,比較各種土壤的技術指標,從中選出最適宜的土壤作為過渡段路堤的填料。

從經濟角度考慮,以就地取材為主。就地取材不僅經濟,而且或滲水性較好的材料。這樣的材料具有良好的級配水穩定性和壓實特性。當采用非滲水性土時,應在土中增加外摻劑,如石灰、水泥等。嚴禁使用淤泥、沼澤土以及含草皮、樹根、生活垃圾、雜物和含水量過大的土作為填料。


4、加強壓實要求

臺背路堤填土應與錐坡填土同時進行,并按設計寬度一次填土,分層填筑過程,每層的壓實厚度不超過15 cm,其施工順序為汽車卸土、推土機平整、灑水或涼曬、人工平整、壓路機碾壓、壓實度檢測,壓路機碾壓過程中,既要保證壓實度,同時又要注意不損傷臺身,具體要求為:

(1)檢查填土松鋪厚度、平整度和含水量,符合要求后進行碾壓;

(2)根據壓實試驗提供的松鋪厚度和控制壓實遍數進行壓實;

(3)采用振動壓路機碾壓時,除對臺背路堤填土與路基土方連接處必須加以振動,增強碾壓效果外,橋臺附近采用不振動靜壓,并慢速碾壓,以免損傷橋臺。





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