對橋梁引道不均勻沉降問題的若干思考
0290建筑材料2021-07-18 12:02:56
摘要：橋梁引道產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致橋頭產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，在公路建設(shè)中是一個(gè)比較普遍的問題。對于高等級公路，橋頭引道不均勻沉降量2cm以上就感覺到跳車，5cm以上就會感覺到嚴(yán)重跳車，此時(shí)會引起交通安全問題。也就是說，預(yù)防和治理橋梁引道不均勻沉降對高等級公路具有較高的要求，成為高等級公路建設(shè)的一個(gè)不可忽視的問題。為此，本文結(jié)合橋梁引道沉陷的實(shí)際問題，從橋頭引道的設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)的角度出發(fā)，提出預(yù)防和治理橋梁引道不均勻沉陷的措施，對保證道路的通行能力、交通安全和行車舒適性等具有重要意義。
橋梁引道是公路病害多發(fā)地段，“橋頭跳車”一直是困擾著公路建設(shè)的難題之一，其危害性日益得到公路界人士的重視。
1 橋梁引道不均勻沉降產(chǎn)生的原因
1.1 不均勻沉降成因分析 橋頭跳車的根本原因是橋臺與鄰接路段的沉降差異超過一定的界限值，致使車輛在通過橋梁時(shí)產(chǎn)生顛簸、不穩(wěn)，甚至?xí)绊懶熊嚢踩?/div>
1.1.1 土基 橋梁所在位置一般地下水位較高，地基土質(zhì)天然含水量大、空隙率大、抗剪強(qiáng)度低，在車輛荷載的長期作用下極易引起沉陷。
1.1.2 臺背填料 臺背應(yīng)選擇透水性好的材料作為填料，而透水性材料空隙率大，施工中很難控制其壓實(shí)度，在道路自重垂直荷載及車輛振動荷載的長期作用下很容易產(chǎn)生路基沉降。
1.1.3 剛度差異 道路是柔性（剛性）路面與柔性路基的組合，而橋梁是剛性結(jié)構(gòu)物，由于橋梁結(jié)構(gòu)剛度比道路的剛度大得多，經(jīng)過車輛荷載長時(shí)間的作用，橋跨結(jié)構(gòu)變形很小且基礎(chǔ)以下部分不會產(chǎn)生明顯變形，而作為路基填料的土基部分在自身重力和外部荷載的作用下，會產(chǎn)生彈性變形和永久變形。
1.1.4 設(shè)計(jì) 由于主客觀原因造成的地質(zhì)鉆探布控過少或鉆探深度不足，未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度，造成軟基處治的理論計(jì)算與選用的計(jì)算參數(shù)與實(shí)際情況不符，導(dǎo)致軟基處治設(shè)計(jì)能達(dá)到規(guī)范要求，而且大多數(shù)橋梁的橋頭搭板未作專項(xiàng)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。
1.1.5 施工 在道路橋梁施工中，由道路與橋梁的施TJIl~序造成了橋涵兩端留下一個(gè)填土較多、施工面窄、工期短暫的作業(yè)段，施工條件極差。①當(dāng)缺乏適宜的壓實(shí)機(jī)具時(shí)，壓實(shí)度很難達(dá)到規(guī)范要求；當(dāng)分層壓實(shí)厚度過大時(shí)，壓實(shí)度檢測不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，而且無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部空洞。②當(dāng)施工單位搶進(jìn)度時(shí)，不能按照規(guī)范要求施工作業(yè)，臺背回填松鋪厚度控制不嚴(yán)，臺背排水防護(hù)設(shè)置不完善，給路基沉陷留下質(zhì)量隱患。
2 解決橋梁引道不均勻沉降的對策
2.1 從思想上足夠重視解決橋梁引道不均勻沉陷現(xiàn)象 在高等級公路的建設(shè)中，為了防止或減輕橋梁引道不均勻沉降量，避免橋頭跳車現(xiàn)象，設(shè)計(jì)與施工必須從思想、技術(shù)和施工管理手段充分重視路基路面的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，認(rèn)真做好路基沉降的預(yù)防工程，減少因設(shè)計(jì)和施工方面的原因而加重橋頭跳車的現(xiàn)象。
2.2 設(shè)計(jì)必須考慮橋頭路堤因工后沉降引發(fā)的縱坡變化值標(biāo)準(zhǔn) 橋臺與路堤之間存在著不均勻沉陷，造成橋頭路段縱坡變化，導(dǎo)致縱坡不順暢及其構(gòu)造物的附加變形，產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象，必須制定相應(yīng)對策和處治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。交通部“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“軟基綜合處理課題”指出，若由沉降引起的縱坡變化值不超過2‰，則駕駛員按120kmPh速度行駛時(shí)未感覺有橋頭跳車現(xiàn)象。國外也有設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了由沉降引起的縱坡變化值不大于4‰的要求?？v坡變化值標(biāo)準(zhǔn)的高低直接涉及到軟基處理費(fèi)用，在設(shè)計(jì)中必須充分考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 加強(qiáng)橋臺軟基處治的研究 分析國內(nèi)高速公路軟土地基處治大多采用排水固結(jié)法，仍然存在軟基路堤不均勻沉陷，橋頭產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，除軟基路堤設(shè)計(jì)與施工細(xì)節(jié)欠妥之外，一個(gè)主要原因是未能保證充分的軟基排水固結(jié)時(shí)間，往往在沉降尚未穩(wěn)定的情況下就進(jìn)行路面施工。因此，為了保證軟基路段的施工質(zhì)量，消除或減輕軟基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必須采取下述措施： 2.3.1 盡可能地提前軟土地基路段的施工時(shí)間，尤其是橋臺地段的施工時(shí)間，爭取更長的預(yù)壓時(shí)間，以減少軟基工后沉降量。
2.3.2 根據(jù)軟土的地質(zhì)條件、土層性質(zhì)和路堤填筑高度，一般路段采用袋裝砂井或塑料排水板處理，采用不同的施打長度和施打密度，其間距在鄰近橋頭路段附近適當(dāng)加密；在橋臺處設(shè)置攪拌樁過渡段，并在攪拌樁過渡段末端與袋裝砂井或塑料排水板加密區(qū)交接處設(shè)置土工織物砂墊層，以協(xié)調(diào)變形。
2.4 提高軟基路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，減少路堤和路面結(jié)構(gòu)層的沉降 針對目前高等級公路軟土地基處理較多采用排水固結(jié)法，結(jié)合橋梁引道存在不均勻沉降而引起橋頭跳車現(xiàn)象，從提高軟基路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、減少軟基路堤工后沉降的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)階段和施工過程必須解決好下述若干問題。
2.4.1 在設(shè)計(jì)階段，要盡可能考慮設(shè)置橋頭搭板，在搭板與橋臺連接處作構(gòu)造處理，若有可能可將橋臺處的伸縮縫移到橋墩上，使上部構(gòu)造的橋面連續(xù)擴(kuò)大到搭板內(nèi)，減少橋臺處的變形因素。同時(shí)，認(rèn)真分析橋臺地基土層情況，確定如何使橋臺填土路堤更為密實(shí)的方法。鄰接搭板的路堤一定長度內(nèi)，路基采用水泥穩(wěn)定碎石層處理，并設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)，使路基剛度逐漸過渡。設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)允分考慮臺背填方路基的地質(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?、跨徑及橋臺后部防護(hù)工程，盡量避免大河面小跨徑橋涵。設(shè)計(jì)單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和相關(guān)的規(guī)定要求；對橋頭跳車的部位進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，提出施工指導(dǎo)意見；并且認(rèn)真詳細(xì)地進(jìn)行設(shè)計(jì)交底。
2.4.2 施工管理上的防治：施工單位要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件、施工規(guī)范、合同條款及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組織施工；施工單位要根據(jù)產(chǎn)生橋頭跳車的具體原因制定具體防治措施，在完善質(zhì)量自檢體系和質(zhì)量自檢程序的同時(shí)，要加強(qiáng)對施工原材料和施工工藝的控制，特別是要加強(qiáng)對產(chǎn)生橋頭跳車部位的施工工序的檢查，將產(chǎn)生橋頭跳車的隱患消滅在工程施工過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)上。
2.4.3 施工過程中的防治：施工單位要根據(jù)橋涵兩側(cè)的實(shí)際地質(zhì)情況，確定合理的施工方案、選擇切合實(shí)際的施工工藝和施工工序；按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。處理好臺背填土前軟弱地基，是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基處理目前國內(nèi)已有不少處理方法，如排水固結(jié)法、換土法、振動碎石樁法等，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，縮小橋臺與路堤的沉降差避免錯(cuò)臺。同時(shí)考慮到橋頭大多為高填土施工，可在橋頭考慮采用材質(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。
橋頭引道不均勻沉陷是現(xiàn)存比較復(fù)雜的技術(shù)問題，預(yù)防治理并加強(qiáng)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，使橋頭跳車問題得到進(jìn)一步的控制和解決，創(chuàng)造一個(gè)良好的行車條件，提高行車的安全性。
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