刘 鹏
(新疆路桥建设集团有限公司北疆分公司, 新疆 昌吉 831100)
桥头跳车对车辆的行驶安全和舒适性有着较大的威胁, 而造成桥头跳车问题的主要原因是公路桥涵连接处施工质量存在缺陷, 导致连接处路基产生不均匀沉降。 这一问题不但严重影响着公路桥涵工程的使用性能, 缩短了工程的使用寿命, 同时也增加了公路桥涵工程的维护费用。 因而, 加强对公路桥涵连接处施工质量的控制有着重要的现实意义, 本文就此提出了一些思路和方法, 期望为同行提供参考。
桥头跳车一直是公路桥涵施工中难以攻克的问题之一, 造成桥头跳车的原因较为复杂, 主要包括以下几个方面。
(1) 公路桥梁路基均存在不同程度的变形, 而桥梁自身为刚性结构不易变形, 则在连接处容易产生沉降, 导致台阶产生, 当台阶情况严重时易引起车辆颠簸, 造成跳车。
(2) 公路桥涵施工中常常因场地限制而无法在台背施工中采用大型机械, 加之施工人员对台背施工质量的控制意识不足, 致使台背密实度不足或填筑材料透水性较差进而导致台背整体稳定性较差,在使用中因车辆荷载而产生沉陷, 久而久之产生桥头跳车病害, 并进一步危害台背和桥面稳定性。
(3) 由于方案、 工期的原因, 路面与桥面的施工常常不能统一进行, 这导致了标高控制标准不一, 进而造成台阶。
(4) 公路上的结构物可能导致桥头台阶高低不一, 此外若引道路堤过高也容易引起连接处沉陷,造成错台、 路面下沉等危害, 引起桥头跳车。
(5) 伸缩缝的施工一般应在该部位填筑并压实, 且路面整体浇筑完毕后进行, 而实际施工中在沥青摊铺过程中可能由于伸缩缝内填土不密实, 或伸缩缝、 桥面、 连接段间标高不连续而导致悬导梁及摊铺设备跳动, 影响摊铺厚度的均匀性, 从而对连接段路面平整度造成影响, 继而因路面不平整造成桥头跳车现象。
为了提升公路桥涵连接处施工质量, 避免出现桥头跳车等工程病害, 需加强对台背填筑、 排水以及地基处理施工质量的控制, 具体应采取以下对策。
台背填料的选择既要充分考虑经济性, 优先考虑当地材料, 又要确保其性能良好, 包括清洁无杂质、 级配合格、 含水量符合施工要求, 如填料含水量过大, 应晾晒后确保其处于最佳含水量范围内再使用; 施工前应对土壤的液限和塑限进行联合测定, 并开展击实试验和筛分试验, 为改善填料线性收缩系数, 若采用二灰碎石混合料应减小胶结料的使用, 同时增加粗集料; 填料拌和时应严格控制其含水量, 确保碾压时填料含水量处于最佳含水量范围内。
公路桥涵连接处排水系统的施工质量直接决定着该部位路基、 路面结构的稳定性, 因而强化对台背排水施工质量的控制对于提升公路桥涵连接处施工质量有着重要的意义。 台背排水质量的控制应注意以下几个问题。
(1) 选用合理的排水系统, 并及时排走台后填料中的水分。 一般情况下可以在原地基上设置泄水管或盲沟, 此时应先清理基底后, 填筑横坡为3%~4%的夯实粘土构成土拱, 再挖设双向坡地沟, 在台背后全面铺设隔水材料, 在地沟四周以梅花形布设带有小孔的塑料泄水管, 其出口应伸出路基外侧或到桥头锥坡外, 接着在塑料管四周填筑粒径大、 透水性好的砂石材料, 将其分层填筑至路基顶面。
(2) 对于横向盲沟, 则将泄水管取消, 换之以渗透系数较大的透水性材料填筑地沟, 并应用土工布包裹盲沟出口部位。 若情况需要可在桥台背后设置合理的排水垫层, 合理确定垫层高度, 避免沉降后原地面的地下水位超过垫层。
(3) 在台背设置防水层以保护桥涵结构不受外界水分的侵害。 对于地面排水侧应设置截排水设施,并将表面封闭, 从而避免地面水下渗破坏地基。
为减少填筑后沉降, 应从材料、 施工方法等方面严格控制台后填筑施工质量, 具体应注意以下几个方面。
(1) 严格控制填料质量。 先采用半刚性材料对地基进行稳定性处理, 填筑时保证材料均一、 稳定, 避免施工中混入杂质和其他材料, 运输中避免颠簸, 防止材料离析, 若材料均一性变差应进行二次拌和。
(2) 严格控制填筑尺寸。 保证材料压实到位,严格按照填筑尺寸要求计算填料需求量, 待填料粗平后对其厚度进行测量, 对局部高度不符合要求的情况应进行人工找平。
(3) 台背填筑与锥坡填筑应统一进行, 分层填土, 每层厚度应控制在15cm以内。
(4) 采用土工合成材料作为台后填筑材料能够更有效地减少填料在车辆荷载作用下的变形和不均匀沉降。 这是因为土工合成材料与土体之间能够产生更大的咬合作用, 从而更少地分散土体所承受的应力, 提升土体的抗剪应力, 因而在台背填筑施工中应结合实际情况强化土工合成材料的应用。
(5) 为提升碾压质量, 碾压前应先对填土松铺厚度、 含水量、 平整度进行检查, 确保其符合碾压标准。 此外, 采用振动压路机碾压时应先对台背与路基连接处的填土进行振动。
地基的稳定性是影响公路桥涵连接处施工质量的重要因素。 公路桥涵连接处的地基处理应注意以下两个问题。
(1) 如公路桥涵连接处为软土路基, 且软基土体的含水量和孔隙率均较大, 则应通过有效的软基处理措施来加速土体的排水固结, 提升路基稳定性和承载力, 以避免施工完成后因地基不均匀沉降过大而引起桥头跳车等病害, 常用的处理方法有换土法、 超载预压法、 排水固结法、 挤密法等等。
(2) 如果公路桥涵连接处软土层厚度较大, 那么软土会由于回填而向侧面移动, 从而对基桩产生较大的应力, 容易导致桥台水平移动, 从而引起桥面、 桥台裂缝, 对此, 应通过提升地基稳定性和减少回填料来减轻软土的侧向移动。
不同的地基处理方法有着不同的适用条件和施工效果, 应结合工程实际情况合理选择。 常见的地基处理方法及其加固原理如下。
(1) 挤密法是通过在软基中打入钢管, 再灌注材料, 从而使软基密实度增加, 原有软土被挤向四周, 再拔出钢管形成“桩”。
(2) 注浆法是将固化浆液通过液压、 气压等注入土体孔隙内提升地基强度, 对于公路桥涵水下施工中的地基处理较为适用。
(3) 夯实法是利用重量较大的夯锤从一定高度落下, 依靠夯锤落地时产生的巨大能量夯实地基。此外, 还可采用分层夯实法, 以强度高的填筑材料, 如粗砂、 中砂等, 替换地基软土层, 再分层夯实, 以提升地基稳定性和承载力。
综上所述, 公路桥涵连接处施工质量对公路桥涵工程的整体质量有着重要的影响, 对此, 施工单位应结合工程实际情况采取科学合理的施工质量控制对策, 从各个方面加强控制, 避免公路桥涵连接处路基不均匀沉降, 提升该部位的承载力和稳定性, 避免桥头跳车问题的出现, 从而有效提升公路桥涵工程项目所带来的经济效益和社会效益。
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