范雯雯
摘 要:隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,公路建設規(guī)模持續(xù)擴大。橋頭跳車是高等級公路中最常見的病害之一,將土工格柵用于橋頭路堤加固,可有效解決橋頭跳車問題,且具有良好的應用效果。為此,本文在全面了解路橋工程橋頭跳車成因的基礎上,結(jié)合具體案例,對橋頭跳車病害防治關鍵技術(shù)要點進行了分析與探討。
關鍵詞:橋頭跳車;成因;作用機理;土工格柵
路橋工程作為重要基礎設施,有效拉動了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,為人們?nèi)粘3鲂刑峁┝吮憷?。但在路橋投入使用之后,由于車輛超載等因素作用下,會導致開裂、坑槽等病害產(chǎn)生,必須加強病害處治措施,以免病害程度逐漸加深,影響車輛行駛安全性,降低工程使用壽命。橋頭跳車是路橋過渡段最常見的病害之一,合理選用處治措施,可有效遏制病害程度加深,提高公路使用性能。在具體施工中,應充分了解原有路面結(jié)構(gòu)性能,掌握病害原因,提高處治質(zhì)量。
1 路橋工程橋頭跳車的成因
1)地基強度不同。由于工期等因素影響,往往需同時建造橋涵、通道及路基工程,橋涵、通道等構(gòu)造具有較大剛性,因此對地基強度提出了較高要求。然而,因天然地基承載力有限,若經(jīng)加固施工后,可有效減少不均勻沉降。若臺背路堤處地基未做加固施工,則地基強度相對較低,這種情況下,兩者間強度相差較大,極易有差異沉降產(chǎn)生于橋臺和臺后路堤處,從而出現(xiàn)橋頭跳車危害。
2)排水不暢及填土流失。因路面排水系統(tǒng)不完善,無法從路面及時排出雨水,極易存在積水問題,順著路堤、橋涵通道等構(gòu)造物的縫隙將會有大量雨水不斷向路基內(nèi)滲入,加之雨水沖刷、浸濕,路面各結(jié)構(gòu)層極易被影響,甚至破壞原有土質(zhì)結(jié)構(gòu),大大降低路基承載力,導致橋臺相近處路堤出現(xiàn)局部沉降情況,從而出現(xiàn)橋頭跳車危害。
3)施工質(zhì)量方面。施工是否規(guī)范將直接影響工程建設的整體質(zhì)量。若盲目趕工期,未嚴格按照規(guī)程施工,很可能在路堤未充分固結(jié)的情況下進行下一步施工,從而影響工程質(zhì)量。甚至在施工過程中,如松鋪厚度不足、壓實度不達標等均會導致橋臺跳車問題出現(xiàn)。
4)設計方面。設計是一個工程建設的重點內(nèi)容,若設計不當,也很可能產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象。如路線設計中,軟弱地基區(qū)域路基設計不合理,產(chǎn)生工后沉降的可能性將大幅增加,從而引發(fā)橋頭跳車。
2 土工格柵作用機理
作為一種土工合成材料,土工格柵相比其他材料,具有較高強度及韌性。通過土工格柵的力學性能,能夠?qū)崿F(xiàn)土體應力擴散的目的,并能進一步提高土體剛度、抗拉強度,和土體形成復合土工結(jié)構(gòu)。從物理特性角度分析,作為一種聚合物,土工格柵利用聚合物擠壓作用,及將孔打在聚合物上,通過拉伸機單、雙向拉伸聚合物,以此重新排列聚合物分子,促使其產(chǎn)生較大矩形孔眼,形成平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)物。土工格柵的承載結(jié)構(gòu)主要包含4部分:縱肋、橫肋、結(jié)點與網(wǎng)格孔,以上四者作用各不相同。土工格柵具有較大網(wǎng)格孔徑,與網(wǎng)筋厚度相比,結(jié)點厚度較大。則相比其他土工織物,其具有更高強度,且使用壽命長,可達到良好隔離效果。
由加固作用方面分析,因土工格柵具有較粗網(wǎng)筋,則其強度也隨之增強,進而具有良好抵抗力。于土體而言,格柵網(wǎng)孔嵌鎖能力強,格柵和土體間產(chǎn)生的剪切阻力較大,能夠有效結(jié)合土工格柵和土體,提升抗剪強度。
與單向土工格柵相比,縱橫雙向受力為雙向土工格柵的受力特點。雙向土工格柵肋條較為剛硬,且具有較高結(jié)點強度及良好平面抗扭剛度。一般以正方形作為格柵網(wǎng)孔形狀,且有厚邊肋條附著到孔周圍,進而充分結(jié)合雙向土工格柵和土體,對土體顆粒移動問題加以有效制約。
3 工程概況
某橋梁工程,全長383.2m,為17孔鋼筋混凝土預應力梁板橋,主跨為3孔連續(xù)梁,20m簡支梁為邊孔,總跨為8×20+28+35+28+5×20m。據(jù)實地勘察結(jié)果顯示,橋梁所處地質(zhì)條件良好,地面線以下土質(zhì)類型為雜填土(1.5m)、碎石土(2m)、砂礫土(3.5m)、風化巖石,其中18KN/m?為雜填土容重,20KN/m?為碎石土及砂礫容重。根據(jù)設計要求,重力式橋臺為0號橋臺類型,7.12m為臺后引道路堤填高,并采用砂礫回填臺后路堤。由地質(zhì)情況來講,在橋頭引道處產(chǎn)生差異沉降的概率不大,但是因為施工工期緊張,在路堤自重作用下,受時間限制仍會出現(xiàn)地基沉降等情況,為此,仍需做好橋頭跳車預防措施。如采用“雙向土工格柵+橋頭搭板”的方式進行0號橋臺處理。
4 橋頭跳車病害防治關鍵技術(shù)要點
1)臺背路基回填。根據(jù)施工要求,可臺背路基可采用砂礫土回填處理,其物理力學指標應滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。按照規(guī)定,需回填至底層土工格柵位置,由于厚度較大,可分層回填、壓實,若大型壓路機存有碾壓死角,需及時采用小型壓路設備對邊角部位進行夯實。
2)土工格柵攤鋪。按照等距離20cm間隔,在臺背處埋設鋼筋勾,待壓實、整平路基之后,可折回格柵,并將一個直徑14mm的鋼筋包裹起來,將鋼筋掛著鋼筋勾內(nèi),并通過鐵絲將折疊的格柵綁扎好,保證格柵和臺背緊密固定。若長度不足,可進行搭接處理,一般需在2個網(wǎng)格以上控制搭接長度。隨后沿路線縱向攤鋪土工格柵,若長度過長,需根據(jù)設計要求,切斷處理。根據(jù)要求,土工格柵需鋪設七層,上三層鋪設方案為搭板末端向外延伸6m;下四層鋪設方案為搭板末端向外延伸5m,嚴格按照不小于最小縱向鋪設長度的規(guī)定設置鋪設長度。
3)土工格柵張拉。鋪設完各層土工格柵之后,需采用人工或機械的方式張拉好土工格柵,保證伸長率控制在2%~4%之間,待滿足要求后,便可采用U型釘進行土工格柵定位。
4)土工格柵搭接。本工程需鋪設七層土工格柵,針對各層土工格柵,相鄰的兩幅需做好搭接處理,一般可在20cm以上控制搭接寬度,隨后按照“之”字型采用尼龍繩進行綁扎,保證其整體性。層面不同,則其連接部位綁扎時需相互錯開,從而提升其整體效果。
5)填料施工。根據(jù)施工要求,可采用砂礫土作為填土材料,要求由格柵邊緣通過裝載機逐步回填至臺背處,嚴禁車輪碾壓到格柵,填土厚度達到30cm之后,便可進行壓實、整平。大型壓路機很難碾壓到橋臺或翼墻周圍,此時可更換壓實設備,如采用電動打夯機等,進行夯實,保證最終壓實度滿足設計要求。在完成施工后,需及時檢測填料回填質(zhì)量,主要對填料物理指標、壓實度、平整度等指標進行檢測,保證滿足施工要求。
6)分層沉降管安裝。當結(jié)束路堤填筑施工后,可采用沖擊鉆進行鉆孔施工,鉆孔深度為地基以下50cm,146mm為孔徑。并做好沉降管連接及安裝磁環(huán)等工作。一般情況下,可按照土層分層實際情況,提前確定磁環(huán)的間隔距離,以“下—上”的順序進行磁環(huán)安裝,并固定上短??赏ㄟ^接管連接兩個沉降管,并利用螺絲固定,由此進行沉降量檢測。
5 結(jié)束語
綜上所述,因多種因素制約,大量路橋工程不得不修建在軟土地基之上。軟土地基具有強度小、壓縮性高、穩(wěn)定性低等缺陷。若軟土地基不處理直接用于路橋施工,將無法滿足路基承載力等需求,甚至出現(xiàn)嚴重質(zhì)量隱患。如橋頭跳車,若處治不當,將嚴重影響路基承載力,甚至產(chǎn)生不均勻沉降,于車輛、人或路面來講,橋頭跳車會產(chǎn)生不同程度的危害,且會增加維修養(yǎng)護成本。為此,本文將土工格柵用于橋頭跳車處理,從而消除或控制橋頭跳車,提高工程施工質(zhì)量,延長工程使用壽命。
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