王 健,張忠橋
(無錫市政設(shè)計研究院,江蘇無錫 214072)
路橋的差異沉降,常常產(chǎn)生橋頭跳車的現(xiàn)象,主要原因是由于道路(地基、路基及路面)的總沉降量大于橋梁(基礎(chǔ)、下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu))的總沉降量。
對于樁基礎(chǔ)的橋梁工后沉降幾乎可忽略不計(一般有幾毫米的沉降),對于擴大基礎(chǔ)的橋梁工后沉降一般有1~3 cm;道路的臺后容許工后沉降,高速公路、一級公路不大于10 cm,二級公路不大于20 cm。
對于滿足容許工后沉降的工程,臺后沉降差也可能達(dá)到7~9 cm,已直接影響行車安全。對于這樣合乎規(guī)范的“合理臺后沉降”,有的路橋工程是通過設(shè)置臺后搭板加以緩解,不設(shè)臺后搭板的路橋工程通過在工后幾年內(nèi)1~2次的橋頭翻開挖修補路面也能得到緩解,當(dāng)然還有其它的一些措施,就不一一列舉了。
對于不能滿足容許工后沉降的工程,地基應(yīng)加固處理。對于軟土地段,應(yīng)根據(jù)具體情況對地基采用適當(dāng)?shù)募庸?,加固措施有:排水固結(jié)法、強夯法、粒料樁法、加固土樁法、深層攪拌樁法、CFG樁法、管樁法等。對于其它特殊路基,可遵循《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTG D30-2004)中有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計。
對于非特殊路基的路橋差異沉降,主要是由橋頭高填方自身及地基受壓產(chǎn)生的。對于這類的情況,常用方法有堆載預(yù)壓法、強夯法、液壓夯實法、無砂大孔混凝土回填等。
從沉降量隨著時間的變化過程來看,假如設(shè)計基準(zhǔn)期為15 a,前半年沉降量約占總沉降的40%~60%,也就是說接近一半的沉降發(fā)生在前半年;前2 a沉降量約占總沉降的80%~90%,也就是說大部分的沉降發(fā)生在前2 a。一般規(guī)模的橋梁施工周期6~12個月,若臺后的高填方與橋梁同步或者先于橋梁施工,保證臺后路基施工完成后半年再施工路面,此時沉降量已經(jīng)完成約70%,其余30%的沉降通過設(shè)置臺后搭板緩解,對于地基總沉降小于30 cm(填方約5 m以下路段)的路段,已經(jīng)滿足規(guī)范要求。對于地基總沉降大于30 cm(填方高于5 m路段)的路段,同時采用堆載預(yù)壓即可。下面結(jié)合工程實例,驗證以上理論的實際效果。
無錫市鴻橋路跨越梁溪河,橋頭清淤后回填土高達(dá)8 m,經(jīng)與建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方等溝通,橋頭填土同橋梁同期施工,填土1 a后施工路面,臺后設(shè)置搭板。橋頭回填情況:梁溪河兩側(cè)橋頭清除淤泥后,回填1.0 m厚塊石(按兩層回填,每層0.5 m),再用6%石灰處治土分層壓實回填至道路灰土處理層底,第1層20 cm 6%石灰處治土壓實度要求不小于90%,第2層20 cm 6%石灰處治土壓實度要求不小于93%,其余層壓實度要求不小于95%。
道路于2008年底通車。道路通車至今交通量一直較大,但橋頭行車舒適,無跳車現(xiàn)象。圖1為臺后照片,拍攝于2011年10月。
圖1 無錫市鴻橋路跨越梁溪河工程臺后照片
無錫市紅星路跨京杭運河,橋頭回填土高達(dá)5 m,經(jīng)與建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方等溝通,橋頭填土同橋梁同期施工,填土1 a后施工路面,臺后設(shè)置搭板。橋頭回填情況:清表后原地面20 cm以下?lián)?%石灰碾壓,壓實度不小于90%,后筑6%石灰土,第一層壓實度不小于93%,以上均為95%。
道路于2009年底通車。道路通車至今交通量一直較大,但橋頭行車舒適,無跳車現(xiàn)象。圖2為臺后照片,拍攝于2011年10月。
本文提到的橋頭高填方路基處治方法,適合橋梁施工期在12個月以上的工程;對于橋頭為特殊路基的工程,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范對路基進(jìn)行加固。對于地基總沉降小于30 cm(填方約5 m以下路段)的路段,可以直接采用;對于地基總沉降大于30 cm(填方高于5 m路段)的路段,同時采用堆載預(yù)壓即可,堆載高度及預(yù)壓期經(jīng)計算確定。
圖2 無錫市紅星路跨京杭運河工程臺后照片