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橋頭跳車的預(yù)防處理措施
在我們的日常行駛中,經(jīng)常會遇到“橋頭跳車”的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象很容易讓人感到不舒服,甚至?xí)䦟ξ覀兊男旭偘踩斐捎绊憽D敲,為什么會發(fā)生“橋頭跳車”的現(xiàn)象呢?
橋頭跳車的預(yù)防處理措施
首先,我們需要知道,橋梁是剛性的,而橋頭路基卻是軟性的。橋梁有樁基支撐,可以嵌入巖層或者采用樁基側(cè)摩阻力來達(dá)到穩(wěn)定的支持效果。因此,橋梁沉降非常小,通?梢院雎圆挥(jì)。但是,臺背路基卻不同。
臺背路基一般會有5-80cm的沉降,主要原因有兩個方面。第一,填料下方的原地基會發(fā)生沉降;第二,臺背的填料本身也會發(fā)生壓縮沉降。當(dāng)路橋分界線沉降超過2cm時(shí),就會出現(xiàn)明顯的顛簸感,即“橋頭跳車”的現(xiàn)象。
那么,我們應(yīng)該怎樣預(yù)防“橋頭跳車”的現(xiàn)象呢?可以從以下三個方面加強(qiáng):
第一,對原地面進(jìn)行處理?梢圆捎妙A(yù)應(yīng)力管樁、漿噴樁或者原地基夯實(shí)預(yù)壓的方法,以提高原地基的承載力。
第二,對臺背填料進(jìn)行加固?梢圆捎盟(wěn)回填、輕質(zhì)泡沫混凝土或者級配碎石等材料來加固,重視分層厚度和壓實(shí)度。
第三,設(shè)計(jì)混凝土搭板。在臺背路基頂面設(shè)計(jì)混凝土搭板,一頭擔(dān)在橋臺上,一頭擔(dān)在路基上,長度一般為6-8米,采用鉸接原理。如果路基這頭沉降了5cm,那么它就會漸變沉降5cm,相當(dāng)于緩坡或馬道,而不是斷崖式高差,從而使車輛行駛更加舒適。
橋頭跳車的預(yù)防處理措施
一、橋頭跳車的危害
1、降低行車的速度。為防止車輛的劇烈沖擊跳動,車輛迫剎車減速,車輛顛簸跳動也影響了行車驅(qū)動力的傳遞,降低了道路的功能。
2、易引起行車事故。車輛通過橋頭區(qū)域產(chǎn)生的沖擊和顛簸,引起駕乘人員的嚴(yán)重不適,嚴(yán)重的會影響其對車輛的止常操作,造成車輛失控,引起行車事故。
3、影響橋梁的使用和車輛壽命。由于車輛通過橋頭產(chǎn)生的跳動和沖擊,從而對橋梁和道路產(chǎn)生附加的沖擊荷載,加速橋臺、橋頭措扳、支座及伸縮縫的損壞,特別是支座和伸縮縫的破壞,也加劇了車輛機(jī)件、輪胎等的磨損,降低車輛的使用壽命。
二、橋頭跳車的原因
1、剛?cè)徇^渡變形不一致
圖中可以看出,橋頭引道與橋臺結(jié)合處左右側(cè)是兩側(cè)是不同性質(zhì)路面體系,左側(cè)是由橋臺上部橋面層與剛性橋臺組成的雙層結(jié)構(gòu)體系,屬于剛性結(jié)構(gòu),自身壓縮幾乎為零;右側(cè)為由路基、路面結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體系,相對左側(cè)而言屬于柔性結(jié)構(gòu),因此在結(jié)構(gòu)剛度上便產(chǎn)生了很大差異,沉降點(diǎn)左側(cè)橋臺的沉降只隨地基的沉降而產(chǎn)生,由于橋臺結(jié)構(gòu)一般置于承載力高、變形小的持力層上,一般情況下地基沉降極;而右側(cè)一般填高3~6m,成型路基在自重作用下也會有一定的壓縮變形。這樣道路頂面的沉降則由路堤身壓縮變形和地基沉降二部分組成(路面結(jié)構(gòu)的壓縮變形可忽略不計(jì))。路基的變形量大于臺身的總沉降量時(shí)即形成了橋頭臺階。這種由于橋梁和路堤結(jié)構(gòu)物剛?cè)岵町愐鸬呐_階是不可避免的。
2、設(shè)計(jì)不合理
設(shè)計(jì)中往往受造價(jià)的限制,壓縮孔徑,大河面、大溝壑采用小跨徑,使橋涵構(gòu)造物尺寸偏小。這就造成橋頭路堤過長、過高,而大多處于排水不良、土質(zhì)較弱的地基上。再加上設(shè)計(jì)中對橋下地基的地質(zhì)研究的比較仔細(xì),往往是將橋臺基礎(chǔ)置于承載能力較高的土層上。因此,沉降很小。而臺后地基的地質(zhì)情況是參考橋梁的地質(zhì)柱狀圖推斷的,往往有差異。加之碰到軟土,難以徹底處理。這種路、橋在設(shè)計(jì)上的差距是客觀存在的。
3、材料選擇不當(dāng)
因臺背填料含有水分、存在孔隙,在自重及車輛荷載作用下,孔隙逐漸壓縮,在一定期限內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形。因此,壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)、施工條件及臺前、臺背防護(hù)工程的設(shè)置情況。如果填料前對基底尤其是軟土地基未作必要的處理或處理不當(dāng);為了節(jié)省投資就地取材選擇填料,由于臺背處的填方較高,分層填筑時(shí)存在壓實(shí)盲區(qū),壓實(shí)度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),這樣橋頭路基在自重及車輛荷載的反復(fù)作用下,必然產(chǎn)生壓縮沉降。
4、基底處理不當(dāng)
臺背一般位于有河流地方,地下水位較高,多有軟土,此類土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有機(jī)質(zhì),壓縮性高,抗剪強(qiáng)度低,一旦受到擾動,自然結(jié)構(gòu)易受破壞,強(qiáng)度就明顯降低,橋頭路基填筑高度較大,產(chǎn)生基底應(yīng)力相對較大,在車輛荷載特別是超載作用下,更容易引起地基沉陷,且變形穩(wěn)定歷時(shí)往往持續(xù)多年。就是在一些穩(wěn)定地基,在在車輛荷載特別是超載外荷載作用下,也難免出現(xiàn)地基沉陷。
5、作業(yè)面不足
橋涵臺背處結(jié)構(gòu)形式較復(fù)雜如圖位置有耳墻,圍擋墻。另外很多單位為降低成本減小土方開挖數(shù)量,基坑開挖面積小?拷_背1250px范圍內(nèi)不能使用壓路機(jī)碾壓等。
6、填筑方法不正確
7、施工管理不到位
當(dāng)前一些施工隊(duì)盲目追求高速度,沒有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè),臺背填土速度過快,對地基造成擾動和破壞,沒有充分時(shí)間固結(jié),對臺背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大,施工時(shí)沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工。用料沒有把好質(zhì)量關(guān),排水措施沒有做好,壓實(shí)度沒有達(dá)到要求。這些人為因素使高填土引道不穩(wěn)定,工后沉降大,且不均勻,這一點(diǎn)是造成跳車現(xiàn)象主要原因
8、導(dǎo)致橋頭跳車的其他因素
路基與橋涵的連接部位,有些設(shè)計(jì)了接縫,有些是連續(xù)鋪裝,在使用中溫縮等原因形成裂縫。這種接縫或裂縫一般豎向很深,雨水容易滲入,對路面結(jié)構(gòu)層和土基產(chǎn)生沖刷和浸,造成粒料流失并增加了結(jié)構(gòu)層與土基的含水量,降低路面剛度。凍脹、融沉的過程也加劇了橋頭臺階的形成。
三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施
1、放寬基底和放緩施工坡度,保證足夠的作業(yè)面。
2、處理好臺背基礎(chǔ)
3、選擇合適的填筑材料。
4、加鋪土工格柵。
5、合理的施工機(jī)械組合
6、嚴(yán)格施工過程控制。
7、設(shè)置橋頭搭板。
8、分期施做路面。
具體:
1放寬基底和放緩施工坡度,保證足夠的作業(yè)面。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及規(guī)范要求確定適當(dāng)?shù)倪吰缕碌准訉捔亢拖鄳?yīng)的施工坡度。打坡道讓壓實(shí)設(shè)備進(jìn)入基坑碾壓。臺背基礎(chǔ)沒有處理到位
2、處理好臺背基礎(chǔ):現(xiàn)在國內(nèi)有換填法、超載預(yù)壓、塑料排水板、粉噴樁復(fù)合地基等常用方法。目前,水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯,施工工期短,但費(fèi)用高;超載預(yù)壓一般可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載,但施工工期較長,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期較短,施工簡單,經(jīng)驗(yàn)較為成熟,是目前處理軟基較為常用方法。要根據(jù)實(shí)際情況加以應(yīng)用,使地基承載能力滿足設(shè)計(jì)要求。
粉煤灰碎石砼樁為單樁直徑40cm,設(shè)計(jì)樁身強(qiáng)度為15號,樁尖采用35#預(yù)制鋼筋砼。為防止樁頂刺入路堤產(chǎn)生沉降,粉煤灰樁頂部設(shè)置擴(kuò)大頭樁帽,其強(qiáng)度與樁體相同;為協(xié)調(diào)變形需要,樁頂設(shè)置級配碎石墊層+鋼筋網(wǎng)(土工格柵)。
3、選擇合適的填筑材料。填料宜選擇級配良好的天然砂礫、碎石、透水性的砂土,填料最大粒徑不能超過5cm,塑性指數(shù)必須小于12,填料的CBR值應(yīng)大于8,不得采用泥質(zhì)頁巖,砂巖石渣和粉質(zhì)土等強(qiáng)度低,水穩(wěn)性差的填料進(jìn)行臺背回填。
青銀高速公路K105+033(冀魯界)處1—13m板式通道銀川臺臺背回填為例,分析了可能產(chǎn)生橋頭跳車的原因,以免于碾壓的流態(tài)粉煤灰作為基坑回填材料、自重較小的石灰粉煤灰作為臺背回填材料,是有效緩解橋頭跳車問題的新材料、新工藝。
4、加鋪土工格柵。清除橋頭淤泥,然后換填符合標(biāo)準(zhǔn)的土壤、砂礫或碎石土,按l5cm-層進(jìn)行薄層碾壓,在橋頭回填的同時(shí),每間隔45cm鋪設(shè)一層土工格柵,格柵網(wǎng)格與臺背用U型釘錨園連接。鋪設(shè)土工格柵時(shí)一定要把格柵拉緊,不允許有皺褶,用插釘把格柵固定在底表面上,土工格柵強(qiáng)度高的方向垂直路基軸線方向,相鄰兩幅格柵的搭接寬度為20cm,搭接處用0.9mm的鋼筋綁扎牢固,鋪設(shè)土工材料的地表面耍平整,嚴(yán)禁有堅(jiān)硬突出物,嚴(yán)禁施工機(jī)械直接碾壓土工格柵,土工格柵鋪好后要及時(shí)填筑填料,避免陽光長時(shí)間爆曬和雨水淋泡。
5、合理的施工機(jī)械組合
要保證臺背回填,必須要配備相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備,比如小型的強(qiáng)夯機(jī)和重型光輪壓路機(jī),如果缺少了小型強(qiáng)夯機(jī),靠近構(gòu)造物50cm范圍內(nèi)的臺背,光輪壓路機(jī)很難壓到;同時(shí),壓路機(jī)靠構(gòu)造物太近會造成構(gòu)造物的損壞。
嚴(yán)格履行工程自檢、報(bào)驗(yàn)程序
6、嚴(yán)格施工過程控制。合理安排好施工計(jì)劃,施工時(shí)符合規(guī)定,是有效減少橋頭跳車關(guān)鍵,應(yīng)遵循“開工早一點(diǎn),工期長一點(diǎn)”。控制好每層填筑厚度15-20cm,碾壓遍數(shù),并對每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測,特別是控制好壓實(shí)度。
7、設(shè)置橋頭搭板。用與防止橋端連接部分的沉降而采取的措施。它擱置在橋臺或懸臂梁板端部和填土之間,隨著填土的沉降而能夠轉(zhuǎn)動。車輛行駛時(shí)可起到緩沖作用,即使臺背填土沉降也不至于產(chǎn)生凹凸不平。
8、分期施做路面。根據(jù)橋涵長度及路基的工后沉降量計(jì)算等情況在橋頭一定長度范圍內(nèi)鋪設(shè)過渡型路面(常用的有預(yù)制水泥混凝土六棱磚、條石鋪砌、半剛性過渡層或?yàn)r青表處過渡層)。待路堤沉降基本完成后再施做永久路面。
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