橋梁工程中橋頭跳車問(wèn)題的探討

趙海森

摘要:本文通過(guò)對(duì)公路工程橋頭跳車這一通病的產(chǎn)生原因進(jìn)行深入分析,通過(guò)從施工、設(shè)計(jì)等各相關(guān)方面找原因,來(lái)制定相應(yīng)的防范措施,從而來(lái)達(dá)到降低跳車發(fā)生頻率及減少橋頭沉降程度之目的。

關(guān)鍵詞:橋梁工程;橋頭跳車;技術(shù)分析

橋頭跳車問(wèn)題,一直以來(lái),成為了擺在千千萬(wàn)萬(wàn)公路工程建設(shè)者、管理者面前一道禁而不止的老話題。它這所以不能為代代工程建設(shè)者所遺忘、所忽視,是因?yàn)榈侥壳盀橹?至今還沒(méi)找到一個(gè)可以足以徹底解決它的辦法。它就象一顆埋藏在路線上的炸彈,隨時(shí)都可能成為引發(fā)一起起惡性道路交通事故的肇事者,時(shí)時(shí)刻刻在威脅著過(guò)往車輛的行車安全。對(duì)此,作為公路建設(shè)部門(mén)、養(yǎng)護(hù)管理部門(mén),我們完全有責(zé)任、有義務(wù)去面對(duì)它,去想方設(shè)法解決它。我們不應(yīng)該讓它就一直這么存在下去,所以,只有從公路工程開(kāi)始組織建設(shè)的第一道環(huán)節(jié)起,我們就必須去考慮它,去分析它。下面,就讓我們先來(lái)了解一下,幾種容易引起橋頭跳車的產(chǎn)生原因。

1 橋頭跳車原因分析

1.1 施工過(guò)程控制不嚴(yán):

施工工序不符合要求,若臺(tái)背填筑速度過(guò)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。臺(tái)背填土?xí)r,施工面窄而工期要求又較緊,靠近橋面部分的填土平面形狀不規(guī)則,如果缺乏適當(dāng)?shù)膲簩?shí)機(jī)具,采用人工夯實(shí),則密實(shí)度難達(dá)要求;即使有壓實(shí)機(jī)械,由于受地形、便道、作業(yè)面及機(jī)械等的限制,橋頭填土壓實(shí)密度亦很難達(dá)到要求,特別是臺(tái)墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)填土,達(dá)到壓實(shí)密度要求更有一定的難度。沒(méi)有嚴(yán)格按“三分法”(分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè))施工,沒(méi)有嚴(yán)把填料質(zhì)量關(guān)等也會(huì)引起橋頭跳車。

此外,橋臺(tái)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不滿足要求,在公路工程建設(shè)中臺(tái)背填土普遍存在壓實(shí)不足的問(wèn)題,這是造成路橋過(guò)渡段不均勻沉降的基本原因之一。此外,在公路營(yíng)運(yùn)過(guò)程中,路基在車輛荷載以及自然因素作用下,會(huì)形成土基塑性變形的積累,導(dǎo)致路橋間的差異沉降,從而影響高等級(jí)公路路面的平順程度。

1.2 橋頭引道軟土地基處治不佳

施工圖設(shè)計(jì)時(shí),地質(zhì)鉆探布孔過(guò)少,鉆探深度不夠,未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟基存在,或者未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度,軟土的物理力學(xué)性質(zhì),等等,導(dǎo)致橋頭路堤軟土地基處治遺漏,或采取的處治方法不恰當(dāng)。此外,采用的軟基處治理論計(jì)算方法和選用的計(jì)算參數(shù)與軟基實(shí)際情況存在一定差距,不能滿足JTJ017-96《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)的技術(shù)要求。在橋頭引道,由于存在軟土地基,橋臺(tái)臺(tái)背路堤施工時(shí)填土壓實(shí)不足,雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低,這是造成路橋過(guò)渡段路堤沉降的主要原因。然而,橋臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是按規(guī)范容許沉降值實(shí)施控制設(shè)計(jì),一般情況下實(shí)際發(fā)生的沉降值較設(shè)計(jì)時(shí)小。因此,路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是做好沉降防治等路橋順接構(gòu)造物的設(shè)計(jì)。

1.3橋頭引道過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不周

橋頭引道路基工程中,搭板結(jié)構(gòu)采用較多。然而,設(shè)置搭板以后的橋頭跳車現(xiàn)象仍然嚴(yán)重,橋頭搭板斷板現(xiàn)象較為普遍,分析其設(shè)計(jì)原因,有下述情況。

根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度,橋頭設(shè)置搭板長(zhǎng)度劃分為:大中橋,搭板長(zhǎng)度為8m;小橋、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞,搭板長(zhǎng)度為5m。然而,橋頭引道路堤處于高填方路段,軟基路段橋涵結(jié)構(gòu)與橋頭路堤相對(duì)沉降量大,由于搭板長(zhǎng)度不夠而起不到順接作用,行駛車輛通過(guò)時(shí)必然出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

搭板設(shè)計(jì)根據(jù)支承在彈性地基上的板計(jì)算,未考慮臺(tái)背路堤沉降,雨水沖刷帶走臺(tái)背填土等原因造成搭板與臺(tái)背路堤脫空的不利受力狀態(tài)。結(jié)果形成搭板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足,產(chǎn)生斷板,引起橋頭線形突變,誘發(fā)車輛跳車現(xiàn)象。

橋頭搭板處理目前尚沒(méi)有定型的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范也沒(méi)有明確規(guī)定。

工程實(shí)踐中,橋頭搭板一般不作專項(xiàng)設(shè)計(jì)。但合理地處治軟土地基,實(shí)施臺(tái)后填土壓實(shí)是消除路堤填筑土體沉降的條件,而可靠的搭板設(shè)計(jì)是解決橋頭跳車的重要保證。

1.4 橋頭引道路堤邊坡防護(hù)措施欠妥

對(duì)橋臺(tái)處于長(zhǎng)期浸水路段,通常采用漿砌片石護(hù)坡。而其他橋臺(tái)路段,只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護(hù)坡,臺(tái)背設(shè)置方格網(wǎng)草護(hù)坡或草皮護(hù)坡。從公路續(xù)建、水毀和收尾工程勘查過(guò)程中發(fā)現(xiàn),許多橋頭路堤沉降比較嚴(yán)重的地方,往往伴隨錐坡和護(hù)坡水毀。分析其原因,主要是因?yàn)閺V東省處于沿海地區(qū),臺(tái)風(fēng)和暴雨頻繁,雨水對(duì)道路的沖刷和侵蝕比其他地區(qū)嚴(yán)重,方格網(wǎng)草防護(hù)等路堤邊坡防護(hù)措施未能起到作用。因此,在行駛車輛長(zhǎng)期反復(fù)作用下,橋頭引道過(guò)渡段填土塑性變形,誘發(fā)橋頭路堤不均勻沉降,出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

2 橋頭跳車防范對(duì)策

2.1 加強(qiáng)臺(tái)背所在位置的地基處理

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(guó)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。可以根據(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)。同時(shí),考慮到橋頭大多為高填土施工,故在橋頭可考慮采用材質(zhì)較輕的粉煤灰填筑,且應(yīng)控制好填筑寬度,嚴(yán)禁因填筑寬度不夠進(jìn)行貼坡,致遇雨期間引起滑坡,導(dǎo)致橋頭路基不穩(wěn)而沉降。如在漕俞路高填土施工時(shí),因遇暴雨引起滑坡現(xiàn)象,致外側(cè)3m范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)層開(kāi)裂等現(xiàn)象。

2.2 提高橋臺(tái)背的壓實(shí)度

根據(jù)現(xiàn)行的公路路基施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,臺(tái)背填土不低于同層路基壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn),某些公路建設(shè)管理部門(mén)還提出:重要部位(臺(tái)背填土也是其中之一)壓實(shí)度提高1個(gè)～2個(gè)百分點(diǎn)。

從理論上講,可以適當(dāng)減小引道路堤的沉降量,對(duì)橋頭跳車有一定的改善。但受橋臺(tái)背地形狹小的限制,大型壓實(shí)設(shè)備無(wú)法作業(yè),小型壓實(shí)設(shè)備能力有限,壓實(shí)死角、結(jié)構(gòu)物邊沿處很難達(dá)到要求,形成欠壓實(shí)區(qū)。因此提高壓實(shí)度只是一種辦法,從根本上還解決不了橋頭跳車的問(wèn)題。

2.3 設(shè)置橋頭搭板

采用橋臺(tái)搭板來(lái)防止橋頭跳車是一種較為常見(jiàn)的處治方法。其基本思路是將橋臺(tái)與路堤銜接處因較大差異沉降引起路面縱坡突變,通過(guò)設(shè)置橋頭搭板進(jìn)行緩和過(guò)渡,將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi),從而達(dá)到消除橋頭跳車的目的。需要注意的是搭板的長(zhǎng)度要盡可能的長(zhǎng),填土高度越大,次固結(jié)引起沉降越大,要求搭板長(zhǎng)度就越長(zhǎng)。因此,僅僅靠橋頭搭板解決橋頭跳車也不是現(xiàn)實(shí)的。

2.4 采用土工合成材料處治

實(shí)踐證明:加筋可以明顯提高土體的承載能力。土工合成材料加筋發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度,通過(guò)加筋與土體之間的摩擦作用約束土體的側(cè)面變形,從而達(dá)到提高土體承載力和抗剪強(qiáng)度,使之趨近于彈性范圍內(nèi)工作。同時(shí),使土體上的作用荷載比較均勻地分散到整個(gè)加筋層上,單位土體面積的受力減小。采用土工合成材料處治需要注意幾點(diǎn):加筋設(shè)的長(zhǎng)度最好等于橋臺(tái)的高度;橋頭路堤地基如果屬于軟弱地基,應(yīng)先進(jìn)行軟土地基處理,如選用粉噴樁、旋噴樁、碎石樁、排水板等方法進(jìn)行處治,上設(shè)砂礫墊層,頂面鋪設(shè)土工布,并做好排水系統(tǒng)。然后進(jìn)行路堤的填筑。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,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,我們?cè)诠饭こ踢M(jìn)行設(shè)計(jì)、施工的整個(gè)過(guò)程,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、都把關(guān)好。這樣,我們就做到了事前預(yù)防的目的,做到了事先考慮的目的。本人堅(jiān)信,只要每一位公路工程建設(shè)者、管理者在進(jìn)行橋頭部位的施工設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)橋頭跳車問(wèn)題的處理及預(yù)防留有一顆慎對(duì)之心,保持一份認(rèn)真對(duì)待的工作態(tài)度,并制訂一套切實(shí)可行的防范措施,橋頭跳車問(wèn)題最終還是會(huì)得到改善和解決的。

參考文獻(xiàn)

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[2]雷進(jìn)生.《控制減沉樁在防止橋頭跳車中的應(yīng)用》.三峽大學(xué)學(xué)報(bào).2006年2月.