張永霞
(青海省海南天和路橋工程有限公司,青海 共和 813000)
隨著公路建設的不斷發展,高等級公路的安全性、舒適性和可靠性變得越來越重要。因此,路面的平順程度引起人們的高度重視,尤其是在橋梁引道處,由于橋臺與路基的剛度差異性以及路基沉降的原因,極易產生沉降差,導致路面不平順,出現橋頭跳車現象引起車輛行駛的舒適與安全問題。因此,在路橋之間設置一定長度的過渡段,使路橋之間的剛度逐漸變化,減少路橋間差異沉降,防止免橋頭跳車現象,是設計和施工中的一個重要問題。
1)橋頭搭板設計欠妥。橋頭過渡段多采用搭板結構,而設置搭板后的橋頭跳車現象依然存在。分析其原因有兩方面:第一,根據橋梁的長度,橋頭設置搭板長度分為:大中橋搭板長度為8m,小橋及涵洞搭板長度為5m。而在施工中橋頭路堤處于高填方,路橋間相對沉降量大,而搭板長度不足以起到順接作用,車輛行駛時往往出現橋頭跳車現象;第二,搭板強度不夠,產生斷板引起橋頭線形突變,出現橋頭跳車。
2)橋頭地基處治不利。在橋頭,存在軟土地基,由于地基沉降引起的橋頭跳車現象依然存在。分析原因主要有兩方面:一方面是施工圖的設計方面,對地基的探測和物理力學性質研究不全面,造成橋頭路基處治遺漏或采取的處治方法不當。間或采用的軟土地基處治理論計算方法和軟土地基的實際情況有差距,使軟土處治不能達到預期效果,不能滿足《道路軟土地基路堤設計和施工技術規范》的技術要求。另一方面是橋臺背路堤施工時填土壓實度不足,這是路堤沉降的主要原因。
3)橋頭路堤邊坡防護措施不妥。從道路橋頭路堤的施工可知,臺背路堤填土常采用砂類、滲水性土作為填料,不考慮防水和排水設施。通常橋臺處于長期浸水路段,采用漿砌片石護坡。但是,從道路改建、水毀和收尾工程偵查過程發現,許多橋頭路堤沉降較嚴重的地方,長伴隨錐坡和護坡水毀。分析其原因,雨水對路堤的沖刷和侵蝕防格網草防護等路堤邊坡防護措施未能起到保護路基免受雨水侵害的作用,所以橋頭路堤邊坡防護措施及臺背防水和排水設施的不適當,促使臺背填土流失,路基強度降低,在行駛車輛長期作用下,過渡段填土塑性變形,誘發橋頭路堤不均勻沉降,出現橋頭跳車現象。
1)臺后填筑。橋梁兩端路堤沉降由地基、路基、路面三部分壓縮變形組成。其中,地基的壓縮變形由路基路面的恒載和車輛荷載引起,填料的壓縮、固結、次固結引起路基路面結構層因行車作用而被壓縮。對于面層,若搭板上和橋面上的面層結構和厚度相同,則不會產生沉降差,因此搭板上和橋面上應采用相同的面層結構和厚度。
2)地基處理。處理好橋背軟弱地基是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基處理目前國內已有換土法、超載預壓法、減少附加應力法、排水固結法、深層攪拌法和高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等處理方法,可以根據實際情況應用,以改善地基性能,提高承載力,減少沉降,縮小橋臺與路堤的沉降差,避免錯臺。
3)臺背排水。在路橋過渡段如果排水處理不當,會使水沿橋臺路基連接處下滲,降低路面結構層的穩定性,路基和地基的穩定性,加劇錯臺和跳車。因此應根據臺背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水方式,以疏干臺后填料的水分。
4)臺背回填土施工。最好能與相鄰路基同體施工,若確實不具備同體施工條件的則必須逐層加寬至少 10cm成倒臺階施工,嚴禁直上直下填筑臺背填土。在實際施工中,有可能因路面結構層和橋面結構層施工不同步,在標高控制上產生誤差。為增強橋面結構層強度,將原設計的瀝青混凝土鋪裝變更為5cm粗粒式瀝青混凝土加4cm中粒式瀝青混凝土,并向橋頭兩側各延伸10cm,并同時在40m范圍內用1% 的縱坡進行調整。
5)合理設置搭板。搭板的設置方法有三種:方法一,從理論上講是完善的,在搭板長度 L范圍內,在車輛荷載作用下,路面的彎沉逐漸變化,但這種方法給實際施工帶來很大困難。方法二,它的特點是克服了方法一的施工困難,而且又有效地解決剛柔過渡的問題,第三種方法是采用預留反向坡度,即搭板與橋臺連接處標高一致,而與路面連接端則高于設計標高,形成一個預留的反向坡,坡度大小根據路橋之間的沉降差而定,此法的關鍵在于考慮路線縱斷面平順的前提下,確定沉降差和預留反向坡度。如果不設置搭板,則應對臺后填筑作周密設計和認真施工,對填料和壓實應有更高要求,或采用專門的結構措施, 如鋪土工格網、填筑聚乙烯塊等。
6)橋頭換填施工方法。在公路施工中,應當把臺背處的路基全部
挖開,統一填筑石灰土, 不再保留周圍的素土。這樣重型壓路機就可以開進臺背處進行碾壓。雖然素土變更為石灰土提高了一部分造價,但這樣既保證了臺背回填質量,又減少了人工與小型機具費用, 同時有利于縮短工期,平衡全線路基施工。
7)橋臺混凝土搭板及其頂層施工方法。在混凝土搭板施工中,嚴格按規范規定要求立模,并保證混凝土表面坡度與平整度。規定凡搭板混頂面距基層頂面不足10cm的,在鋪筑下面層時一律將鋪好的水泥碎石基層鑿除,統一用下面層瀝青混凝土填筑、找平,從而保證了整個臺背回填的整體強度。
1)填料控制。填料應采用潔凈填料,中間無有機質及泥塊,填料級配良好且含水量符合最優含水量控制范圍,施工中每運至現場填料,隨時進行取樣試驗,當含水量過大時,可采用翻松晾曬處理或加入含水量較小的填料現場均勻拌合。
2)施工控制。施工中嚴格控制填筑尺寸,避免其它填料侵入到過渡段,同時保障各相接部位壓實到位,各種填料在拌制運輸中防止自由落體運動,避免出現離析現象,已運至現場填料臺出現離析應在施工現場重新拌和,現場拌合時應注意拌和深度,不能在底部留有未拌和夾層,同時又不能破壞下承層表面,拌和應均勻,其均勻標志為混合料色澤均勻,沒有灰團、灰條和花面現象,沒有粗細顆粒富集。
3)厚度控制。根據填筑尺寸和松鋪厚度計算其所用填料車數,均勻倒土,粗平后采用挖探坑或水平測量儀檢查其填筑厚度,局部低洼處人工找平,避免碾壓后薄層找平,采用寧刮勿補原則施工。
4)養生。對于水泥穩定土或水泥穩定碎石為填料的過渡段,施工后應采用濕砂或稻草粗麻養生。
在路橋過渡段施工時,由于勘察設計失誤,橋和路基礎不同,橋臺臺背防水措施不足,臺背填土施工壓實不足,臺背填土施工后自然沉降不足等原因,會引起橋頭跳車現象。路橋過渡段的施工,應做好施工勘察設計工作,處理好軟性地基,設置搭板,選好臺后填筑材料,做好臺背排水,壓實填土工作,以減少臺后路基的沉降,提高路基的剛度,盡力實現剛柔平穩過渡,達到防治橋臺跳車的目的。
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