一、橋頭跳車的原因分析
引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。就城市道路路況而言,主要是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降,產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)所致。橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強(qiáng)度、脹縮性等存在差異,且橋頭連接處受力時(shí)易形成集中應(yīng)力。在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下,橋梁與道路同時(shí)發(fā)生沉降,但兩者的沉降量有很大差異,道路的沉降量遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量,形成錯(cuò)臺(tái),導(dǎo)致行車時(shí)發(fā)生橋頭跳車。
1.橋臺(tái)與路堤間的沉降差。
橋臺(tái)基礎(chǔ)一般都作了加固處理,沉降量很小。而路堤填土因其固有的壓縮徐變性質(zhì),即使經(jīng)充分壓實(shí)也難以避免因土基固結(jié)等因素造成的沉降。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動(dòng)荷載作用下,路基填料逐漸被壓縮,孔隙率降低,密實(shí)度逐漸增大,從而在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路堤填土沉降。
2.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,雨水會(huì)沿縫隙滲透,下滲水對(duì)橋臺(tái)一般不產(chǎn)生破壞作用,但對(duì)土類填料易產(chǎn)生浸蝕和軟化,特別對(duì)填方體壓實(shí)不夠,易產(chǎn)生侵蝕和軟化,降低強(qiáng)度,導(dǎo)致填方體變形。在荷載沖擊下,必然造成橋頭路基沉陷。
3.橋頭高填土及軟基問題。
路基穿越軟土地基或采用高路堤方案,勢必引起沉降發(fā)生;橋涵構(gòu)造物選用樁基或擴(kuò)大基礎(chǔ)等不同形式,其工后沉降差異很大;對(duì)軟土地基路段采用不同的處理方法、對(duì)路堤填筑速率和填筑材料的控制不同,其效果也大不一樣;在連接部位有的設(shè)計(jì)接縫,有的設(shè)計(jì)連續(xù)鋪裝,由于路基不均勻沉降的存在,在使用過程中必然形成裂縫。
4.施工質(zhì)量控制不嚴(yán)。
施工工序不符合要求,若臺(tái)背填筑速度過快,沉降也較快,對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物的擠壓相對(duì)較大。如果臺(tái)前護(hù)坡或擋墻砌筑不及時(shí),則可能引起土體滑移,影響壓實(shí)機(jī)械作業(yè)效果,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危害橋基。沒有嚴(yán)格按“三分法”(分層填筑、分層碾壓、分層檢測)施工,沒有嚴(yán)把填料質(zhì)量關(guān)等情況下也會(huì)引起橋頭跳車。
二、橋頭跳車病害的防治及質(zhì)量控制
1.合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物。
設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)允分考慮臺(tái)背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等問題,選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢谩⒖鐝郊皹蚺_(tái)后部防護(hù)工程,盡量避免大河面小跨徑橋涵。
2.加固處理臺(tái)背填筑前的地基。
處理好臺(tái)背軟弱地基,是控制橋頭跳車的重要措施。對(duì)軟基處理目前國內(nèi)已有不少處理方法,如排水固結(jié)法、換土法、振動(dòng)碎石樁法等,都是行之有效的方法??梢愿鶕?jù)實(shí)際情況應(yīng)用,以改善地基性能,提高地基承載力,減少沉降,縮小橋臺(tái)與路堤的沉降差,避免錯(cuò)臺(tái)。
3.對(duì)于特殊地質(zhì)的填方措施,
以上海為例,因上海地區(qū)普通水位較高,大多路基填土中含水量較高,可針對(duì)性的采取石灰土處理,來控制路基含水量,保證填筑質(zhì)量。對(duì)于現(xiàn)場地質(zhì)差、水位高、施工質(zhì)量控制難的橋頭部分,亦可考慮在橋頭10-15米范圍內(nèi),采用D0.5m的水泥攪拌樁(梅花形布置)進(jìn)行橋頭接坡處理,同時(shí)填方材料可用道碴間隔土進(jìn)行“三分”回填。
4.嚴(yán)格控制填料質(zhì)量及填料材料的選用。
橋臺(tái)后宜填筑內(nèi)摩擦角較大的透水性材料,便于控制壓實(shí)質(zhì)量,減小路基壓縮沉降;同時(shí),選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于臺(tái)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(shí)考慮到橋頭高填土自重較大,排水不利等因素,可選用輕質(zhì)、透水性材料,如珍珠巖等,嚴(yán)格施工順利,保證填料質(zhì)量。
5.橋頭路面作特殊結(jié)構(gòu)處理
考慮橋臺(tái)與臺(tái)背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)?、脹縮等方面存在的差異,為了在其縱、橫向都能平順逐漸過渡,可采取設(shè)置枕梁和搭板及設(shè)置變厚式埋板的措施。
6.橋接坡施工新工藝的應(yīng)用。
橋臺(tái)背填土的質(zhì)量控制尤為重要,填土控制不好,常會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象,為控制這一病害,可采用如下新工藝進(jìn)行控制。
(1)設(shè)置橫向泄水管或盲溝。
臺(tái)背路基填筑前,在原地基土拱上設(shè)置泄水管或盲溝。
基底是關(guān)鍵,先對(duì)其作必要的處理,然后填筑橫坡為3%-4%的夯實(shí)粘土拱,再在土拱上挖一條成雙向坡的地溝,然后在臺(tái)背后全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。橫向盲溝的設(shè)置與上相同,取消泄水管,以滲透系數(shù)較大的透水性材料填筑地溝。用土工布包裹盲溝出口處,并對(duì)其做必要的處理。
(2)臺(tái)背填筑材料的選擇與施工。
橋頭跳車的產(chǎn)生原因,主要是路基壓縮沉降和地基沉降引起的,臺(tái)背處填筑內(nèi)摩擦角較小的材料,加之壓實(shí)質(zhì)量影響,路的壓縮沉降量一般較大,為保證臺(tái)背處路堤的穩(wěn)定,其填土應(yīng)選用內(nèi)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(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排出路堤外。
在通常情況下,臺(tái)背填料順路線方向長度頂部為距翼墻尾端不小于臺(tái)高加2m,底部距基礎(chǔ)內(nèi)緣控制長度不小于2m,拱橋臺(tái)背填土長度不應(yīng)小于臺(tái)高的3-4倍。臺(tái)背與路基接壤處,為保證連接質(zhì)量,一般路基留一斜坡,斜坡坡度不大于1:1(也可用臺(tái)階形式連接)。
總而言之,橋頭跳車預(yù)防和治理、施工質(zhì)量控制是一項(xiàng)長期而艱巨的工作,在嚴(yán)格按照施工規(guī)范操作規(guī)程下,還需建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方及其它相關(guān)方等各單位共同努力才能完成,希望通過共同努力,真正使橋頭跳車問題得到進(jìn)一步的控制和解決。
農(nóng)村農(nóng)業(yè)農(nóng)民·A版2008年10期