王亞濤,韓秀娟
1 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)工程院(463000) 2 河南省地球物理工程勘察院(450000)
橋頭跳車是指由于橋梁或通道等構(gòu)造物兩側(cè)與路堤填土銜接處產(chǎn)生較大的差異沉降,使路面出現(xiàn)顯著的縱坡變化和剛度變化。橋頭跳車現(xiàn)象是公路橋梁上的一大質(zhì)量通病,由于橋頭跳車引起顛簸,從而導(dǎo)致高速行駛的車輛在該處產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象。下面就對(duì)橋頭跳車產(chǎn)生的原因做一下淺析,并提出相應(yīng)的防治措施。
橋涵通常位于溝壑地方,地下水位較高,在南方地帶多有軟土,此類土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有機(jī)質(zhì),壓縮性高,抗剪強(qiáng)度低,一旦受到擾動(dòng),天然結(jié)構(gòu)易受破壞,強(qiáng)度便顯著降低。橋頭路基填筑高度較大,產(chǎn)生基底應(yīng)力相對(duì)較大,在車輛荷載作用下,更容易引起地基沉陷,且變形穩(wěn)定歷時(shí)往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年。就是在一些穩(wěn)定地基,在外荷作用下,也無(wú)可避免出現(xiàn)地基受力沉降變形。
臺(tái)后填料一般為滲透性材料,存在諸多孔隙,盡管臺(tái)背采用了砂粒及石灰土等材料進(jìn)行回填,但因水分仍存在于孔隙中,施工中采取任何措施也難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在回填土自重、車輛的垂直荷載與振動(dòng)荷載作用下,孔隙率逐漸降低,填料逐漸壓縮,密實(shí)度逐漸增大,在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。根據(jù)有關(guān)資料調(diào)查研究:當(dāng)土堤壓實(shí)度為95%時(shí),每米填土工后的沉降約為1 cm。
當(dāng)前一些施工隊(duì)盲目追求高速度,沒有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè),臺(tái)背填土速度過(guò)快,對(duì)地基造成擾動(dòng)和破壞,且沒有充分時(shí)間固結(jié),對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大,施工時(shí)沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)的“三分法”施工。用料沒有把好質(zhì)量關(guān),排水措施沒有做好,壓實(shí)度沒有達(dá)到要求。這些人為因素使臺(tái)后填土不穩(wěn)定,工后沉降大,且不均勻,是造成跳車現(xiàn)象主要原因之一。
剛度不同的路面在跳車處所產(chǎn)生的振動(dòng)效果不同,柔性材料對(duì)能量的吸收要比剛性材料大。由于結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)一般采用剛性很大的堅(jiān)石砌筑或鋼筋混凝土澆筑而成,具有較大的整體剛度,屬剛性體;而與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)相連的道路,具有剛性較小柔性較大的特性,屬?gòu)椝苄泽w。顯然,道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間存在著較大的剛度差,這個(gè)剛度差的存在必然引起道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間產(chǎn)生較大的塑性變形,相對(duì)較大的剛度差和較大的剛度突變,勢(shì)必增強(qiáng)橋頭跳車的振動(dòng)效果。
對(duì)于淤泥地段地基處理方法有:袋裝沙井、塑料排水板、堆載預(yù)壓法、換土法、高壓噴射注漿法、振動(dòng)碎石樁法、強(qiáng)夯法等。對(duì)于含水量和空隙比均較大,且含有機(jī)質(zhì)的粘質(zhì)土地層可進(jìn)行換土處理;對(duì)于一般粘土可進(jìn)行開挖翻曬,待土質(zhì)曬到最佳含水量時(shí)再回填壓實(shí)。
臺(tái)背填料應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)擇優(yōu)選用。宜采用透水性好的填料填筑橋涵兩側(cè)路堤或采用改良性土作為填料。如果條件允許可用輕質(zhì)材料填筑。
合理安排好施工計(jì)劃,施工時(shí)進(jìn)度符合規(guī)定,是有效減少橋頭跳車的關(guān)鍵。后臺(tái)連接處填土應(yīng)盡量與橋臺(tái)砌筑協(xié)調(diào)進(jìn)行,盡量使那些不易碾壓的地方密實(shí)度達(dá)到要求,臺(tái)后最好按一坡度設(shè)置泄水盲溝,溝底用粘土夯實(shí),以利排水。這樣,才能更好減少病害。
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)橋臺(tái)形式的優(yōu)化設(shè)計(jì),采用可變厚度搭板;2)橋頭背面填料之前,先將路堤作成梯狀,防止路堤土流失;3)橋臺(tái)搭板設(shè)計(jì)要保證車輛從柔性至剛性、剛性至柔性有一個(gè)較合理的過(guò)渡段,減少橋頭跳車,在橋臺(tái)背墻上預(yù)埋鋼筋錨栓,牽制縱向位移;4)先估算出沉降殘值,然后在橋頭依據(jù)估算的沉降值,有意做出“預(yù)拱”,長(zhǎng)期通車后,自然平順。
橋頭跳車的引發(fā)原因是多方面的,有可能由其中一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)疏忽或大意施工,就造成了日后導(dǎo)致它提前出現(xiàn)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此,在公路工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工的整個(gè)過(guò)程中,對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)、每道工序都必須認(rèn)真對(duì)待、進(jìn)行深入考慮、仔細(xì)分析,在建設(shè)過(guò)程中將這些大大小小的注意事項(xiàng)都控制好、把好關(guān)。橋頭跳車作為一個(gè)帶有共性的工程病害,雖暫時(shí)無(wú)法根治,但只要加強(qiáng)施工規(guī)范化技術(shù)管理,提出嚴(yán)格要求,就能將病害降低到最低程度。
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[3]劉文會(huì),孫宇懷等.橋頭跳車原因分析及處理措施[J].東北公路,2002
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