王海東
(新疆喀什地區(qū)公路橋梁工程有限責任公司,新疆 喀什 844000)
一般情況下,橋頭跳車的危害通常表現(xiàn)為:影響行車安全,降低行車速度,加快并加劇橋梁在橋頭連接處的進一步破壞,從而間接地對橋梁的通車質量產生影響。
引起橋頭跳車的主要原因眾多,其中主要有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等等。就城市道路路況而言,主要是柔性道路與剛性結構物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降,從而產生錯臺所致。在車輛荷載、結構自重、自然因素等的作用下,橋梁與道路同時發(fā)生沉降,但兩者的沉降量存在明顯的差異,通常情況下,道路的沉降量遠遠要大于橋梁的沉降量,從而形成錯臺,導致行車時發(fā)生橋頭跳車。下面我們將對造成橋頭跳車的幾個主因進行重點分析。
橋臺與路基間的沉降差。在公路設計中,橋臺基礎一般都作了加固處理,如采用擴大基礎、樁基礎等,因此橋臺處的沉降量相對較小,建成后的橋臺沉降基本可視為零。而路堤填土因其固有的壓縮性質,即使經過充分壓實也難以避免因土基固結等因素造成的沉降,需待通車一段時間后才能基本趨于穩(wěn)定。根據施工實踐,臺后路基的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降兩部分組成,在路基自重和車輛垂直荷載的作用下,路基填料逐漸被壓縮,孔隙率降低,密實度逐漸增大,從而在一定時期內產生填土沉降。
排水不暢及填土流失。在橋涵與路堤的連接部位,由于存在縫隙空隙,雨水會沿著縫隙一路滲透,下滲的水對橋臺一般不產生破壞作用,但對土類填料易產生浸蝕和軟化,特別是對壓實不夠的填方土體易產生侵蝕和軟化,降低強度,從而導致填方體變形,在這種情況下,在外部車輛的沖擊作用下,必然造成橋頭路基的沉陷。
橋頭高填土及軟基等處理措施選用不適。如果路基穿越軟基或采用高路堤方案,在施工初期勢必存在較大的工后沉降。橋涵構造物選用樁基或擴大基礎等不同的處理形式,其工后沉降的差異較大。對軟基路段采用不同的處理方法、對路堤填筑速率和填筑材料的控制不同,其得到的處理效果往往也大不一樣。根據筆者在工地的實踐所知,工程施工過程中,往往容易忽略橋臺與路堤的恰當銜接,即施工和控制中往往存在"橋歸橋,路歸路"現(xiàn)象。此外,設計質量的好與壞對橋頭跳車的影響也不容忽視,在我省,在連接部位有的設計成接縫,有的設計成連續(xù)鋪裝,由于路基不均勻沉降的存在,使其在使用過程中必然形成裂縫。雖然有考慮設置搭板來調節(jié)連接部位的不均勻沉降,但對承受搭板一端的路堤部位卻未進行特別處理,讓搭板一端直接置于一般土基上,從而在該位置形成凹陷,從而導致搭板滑落。再則,有些設計單位對在橋臺與路基相鄰處的沉降差考慮較為到位,而對橋頭竣工后沉降引起的縱坡變化卻注意不夠,從而造成橋頭路段縱坡不順,在突變點往往形成臺降,以致出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。
施工過程質量控制不嚴。施工過程中,若橋臺臺背的工藝施工不符合規(guī)范、設計要求,往往也是造成日后橋頭跳車的一大主因。若臺背填筑過快,沉降相對也較快,對臺背擋土墻等構造物的擠壓也就相對較大。如果臺前護坡或擋墻砌筑不及時,則可能引起土體滑移,影響壓實機械的作業(yè)。在進行臺背填筑時,回填斷面窄且工期要求緊,如果缺乏適當?shù)膲簩崣C具,采用人工夯實,則回填區(qū)的密實度則難以達到要求。或是說,即使是有采用壓實機械,但由于受地形、便道、作業(yè)面等因素的限制,橋頭填土的密度度亦是很難達到要求的,特別是臺墻后側及翼墻內側填土。沒有嚴格按“三分法”(分層填筑、分層碾壓、分層檢測)施工,沒有嚴把填料質量關等也是造成橋頭跳車的重要原因。
合理設置橋涵構造物:設置橋涵構造物應允分考慮臺背路基的地質情況、填方高度、填料等問題,從而選擇恰當?shù)臉蚝恢?、跨徑及臺后防護工程,并盡量避免大河面小跨徑橋涵。
加固臺背填筑前的地基:處理好臺背軟弱地基,是控制橋頭跳車的重要措施。對于軟基處理,目前國內已有不少成熟方法,如排水固結法、換土法、振動碎石樁法等,都是行之有效的方法。可以根據實際情況進行選用,以改善地基性能,提高承載力,減少沉降,從而最大程度縮小橋臺與路堤的沉降差,避免錯臺。
同時,考慮到橋頭部位大多為高填施工,故在橋頭可考慮采用材質較輕的粉煤灰或輕質土進行填筑,且做好填筑寬度的控制,嚴禁因填筑寬度不夠進行貼坡,致使遇雨期間引起滑坡,導致橋頭路基不穩(wěn)而發(fā)生沉降。
對于特殊地質的填方措施:因潮汕平原的路基填土中含水量較高,因此,可針對性的采用石灰土進行處理,從而來控制路基含水量,保證填筑質量。對于現(xiàn)場地質差、水位高、施工質量控制難的橋頭部分,亦可考慮在橋頭10-15 米范圍內,采用水泥攪拌樁(梅花形布置)進行橋頭接坡處理。
嚴格控制填料質量及填料的選用:橋臺臺后宜填筑內摩擦角較大的透水性材料,便于控制壓實質量,減小路基壓縮沉降;同時,選用內摩擦角較大的填料也有利于臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外。
同時考慮到橋頭高填土自重較大,排水不利等因素,可選用輕質、透水性材料,嚴格施工工藝,保證填料質量。
橋頭路面作特殊的結構處理:考慮橋臺與臺背路面在結構、材料、剛柔、脹縮等方面存在的差異,為了確??v、橫向都能平順過渡,可采取設置枕梁和搭板和設置變厚式埋板的措施。
橋頭連接路基部位施工新工藝的應用:橋臺臺背填土的質量控制尤為重要,填土控制如果不好,便會出現(xiàn)橋頭跳車這一現(xiàn)象,為防止這一病害,可采用如下新工藝進行控制。
臺背填筑材料的選擇與施工:橋頭跳車產生的原因,主要是路基壓縮沉降和地基沉降引起的,臺背處填筑內摩擦角較小的材料,加之壓實質量影響,路基部位的沉降量一般較大,為保證臺背處路堤的穩(wěn)定,其填土應選用內磨擦角較大的透水性材料,如碎石等就能較好地減少路基的壓縮沉降,另一方面也有利于臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排出路堤外。
臺背后填筑透水性材料,應滿足一定的長度、寬度和高度要求,在通常情況下,臺背填料順路線方向頂部長度為距翼墻尾端不小于臺高加2m,底部距基礎內緣控制長度不小于2m。臺背與路基接壤處,為保證連接質量,一般路基留一斜坡,斜坡坡度不大于1:1,也可采用臺階形式連接。
橋頭跳車預防和治理是一項長期而艱巨的工作,在嚴格按照有關規(guī)范操作的前提下,還需要建設方、設計方、監(jiān)理方及其它建設方的共同努力才能較好完成,希望通過深入研究嚴格施工,使橋頭的跳車問題能得到進一步的控制和解決。
[1]《公路軟土地基路堤設計與施工設計規(guī)范》.人民交通出版社JT017-96