软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

2024-04-28

软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策(精选11篇)

篇1:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

桥头跳车是由于桥台与其后路基沉降不均匀造成了桥台和路基顶面的沉降差而产生的.当沉降差超过2cm以上时,将使此处的路面断裂,从而使行车产生明显的颠簸和不适.简要地分析了桥头跳车产生的原因及其对道路和行车的一些不利影响,同时以气泡混合轻质土应用于台背填土为例,详细地分析了路基的.沉降及桥台所承受的土压力的减轻效果.

作 者:王彦华 作者单位:宁夏路桥工程股份有限公司,宁夏,银川,150004刊 名:黑龙江科技信息英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年,卷(期):“”(25)分类号:关键词:公路 软基 桥头跳车 气泡混合轻质土

篇2:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

桥涵构造物产生桥头跳车的原因及对策

简要分析了桥涵构造物产生桥头跳车的原因,并从设计及施工两方面提出了控制措施.

作 者:李晓慧 作者单位:天水市麦积区交通局,甘肃天水,741000刊 名:农业科技与信息英文刊名:INFORMATION OF AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷(期):“”(4)分类号:U4关键词:桥涵构造物 桥头跳车 台背回填 施工控制

篇3:软基桥头跳车产生原因及对策分析

关键词:公路,软基,桥头跳车,气泡混合轻质土

0 引言

高等级公路 (包括高速公路) 在使用后不久, 普遍存在一个问题:路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂 (沉降值一般为10~30cm, 有的甚至超过60cm) , 使车辆通过时产生跳跃和冲击, 从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载, 使司机和乘客感到颠簸不适, 甚至造成车辆大幅度减速, 严重的可导致交通事故 (特别是车辆机械事故) 。因此, 桥头跳车问题已成为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素。本文将在简要分析引起桥头跳车原因的基础上, 提出一种全新的解决办法。

1 软基桥头跳车产生的原因

软土地基上的桥头跳车是一个比较复杂的技术问题, 通常受许多不确定因素的影响, 如软土厚度及其性质、软基处理的效果、路基的填筑高度、台背填料的施工质量、设计参数、计算方式等, 其计算沉降量与实际沉降量常常不太相符, 有时甚至出入较大。通常可将桥头跳车产生的主要原因概括为以下几个方面。

1.1 地基土质不良造成的沉降

土质不良产生沉陷是桥头跳车的最主要原因。桥涵通常位于沟壑地段, 地下水位较高, 且多为软基, 此类土具有天然含水量往往大于液限、天然孔隙比大、常含有机质、压缩性高、渗透系数小、灵敏度高、抗剪强度低等特点, 多属于饱和的正常压密软粘土, 一旦受到扰动, 天然结构易受破坏, 强度便显著降低;加上桥头路基填筑高度较大, 基底所承受的附加应力相对较大, 在车辆荷载作用下, 更容易引起地基沉陷, 且沉降稳定历时往往持续数年乃至数十年。

1.2 台背填料压缩引起路基的沉降

压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况。为了减少台背自身的工后沉降, 一般采用多孔隙的渗透性填料, 但由于桥台附近地方狭窄, 施工时压实机具不能紧靠台背, 填料颗粒间孔隙无法完全消除;或填料质量差, 达不到设计要求和规范标准等;在公路自重及车辆的垂直与振动荷载作用下, 填料会不可避免地产生压缩沉降, 造成跳车。

1.3 刚柔突变引起的沉陷跳车

刚性不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同, 柔性材料对能量的吸收要比刚性材料的大。由于桥梁通常是支撑在岩层上的刚性结构, 具有较大的整体刚度;而与结构物桥台相连的道路相对属于柔性体, 具有刚性较小柔性较大的特性, 属弹塑性体。显然, 道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差, 这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形差异及较大的刚度突变, 加重了桥头跳车的振动效果。

综上所述, 桥梁是支撑在岩层上的刚性结构, 几乎不产生沉降, 而与结构物桥台相连的路堤相对属于柔性体, 工后沉降大, 两者在连接处出现较大的沉降差 (如图1) , 传统的设计、施工方法很难解决这一问题, 其结果导致路基沉陷、路面破坏、桥台桩基侧移甚至破坏, 从而增加了工程建设及维修费用。

2 桥头跳车对道路及行车的影响

为了减少桥头跳车对路面结构的破坏, 降低对行车的影响, 高速公路桥涵两端通常都设有5~10m长的搭板。由于搭板两端沉降量的不同, 在搭板两端形成一纵坡转折 (图2, 以纵坡I=1.5%为例) 。汽车在这种桥头路段的行车机理极为复杂, 不同的搭板长度、不同的沉降值及不同的车型车速的影响程度各不相同。为了方便, 本文把汽车轮胎经过桥头2个纵坡转折时的行车线形近似地按2个相切的反向竖曲线来考虑。当汽车行至A、C点间凸曲线路段时, 形成的离心力为F=mv2/R。当汽车缓行时, 大部分离心力F可由自重抵消, 而当F大于自重时, 汽车就会发生离心运动而沿着凸曲线的切向腾空, 形成跳车和颠簸。车辆通过桥头时腾空产生的跳动和冲击, 又造成对桥梁和道路的附加荷载, 加速了对路面、桥头搭板、支座及伸缩缝的损坏, 同时也加剧了车辆机件的磨损, 降低其使用寿命。此外, 跳车时车辆颠簸, 引起驾驶员和乘客的身体和心理不适, 严重时会影响驾驶员的正常操作, 造成行车事故。可见桥头跳车危害之大, 必须高度重视。

3 气泡混合轻质填土技术解决桥涵跳车问题

由以上分析可知, 桥涵跳车的直接原因是桥涵与路基连接处附近的沉降发生了突变。缓解桥头跳车的最好方法就是要使桥涵与路基连接处附近的沉降曲线的梯度变化缓慢、均匀, 为此, 必须解决以下三个方面的问题: (1) 消除台背填料自身的压缩沉降; (2) 缓解桥涵与路基连接处附近填料的刚性突变; (3) 减少桥涵背软土地基的沉降。这就要设法使处于正常压密状态的软土地基处于超固结状态。为更好地解决以上三个问题, 目前处治桥涵跳车问题的有效方法之一为运用气泡混合轻质填土技术。气泡混合轻质土具有轻质性 (容重:5~13kN/m3) 、良好的流动性 (泵送距离1500m) 、施工性 (无需振捣和机械碾压) 、强度的可调节性 (300~1500kPa) 、固化后的自立性 (可垂直填土) 及耐久性等优点。这种填料的自身不存在压缩沉降问题, 刚性比一般的填土路基要好得多, 可大大地减轻路堤的填土荷载, 降低地基应力, 抑制软基的沉降、侧移和破坏;通过在桥台背部填充恰当形状的楔形轻质土体, 可大大缩减桥台与路基连接处附近的差异沉降, 使沉降曲线连续、缓慢而均匀地变化, 从根本上消除高速公路中的桥涵跳车问题。此外, 这种技术还可缩短施工工期, 抑制软基的侧向挤压, 对桥台几乎没有推挤力, 可提高结构物的使用寿命。

篇4:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

关键词:公路 桥头跳车 解决措施

桥头跳车是高等级公路(也包括高速公路)的出现的常见现象,桥头产生跳车的主要原因是桥头与路基的沉降差所致,由于地基、填筑材料、施工机械设备以及施工工艺等原因,路面会产生不同程度的沉降,使车辆通过时产生跳车现象,桥头跳车已成为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素。也是公路交通行业亟待解决的技术难题。

1、桥头跳车产生的原因

软土地基上的桥头跳车是一个比较复杂的技术问题,通常受许多不确定因素的影响,如软土厚度及其性质、软基处理的效果、路基的填筑高度、台背填料的施工质量、设计参数、计算方式等,其计算沉降量与实际沉降量常常不太相符,有时甚至出入较大。通常可将桥头跳车产生的主要原因概括为以下几个方面。

(1)地基土质不良造成的沉降

土质不良产生沉陷是桥头跳车的最主要原因。桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高,且多为软基,此类土具有天然含水量往往大于液限、天然孔隙比大、常含有机质、压缩性高、渗透系数小、灵敏度高、抗剪强度低等特点,多属于饱和的正常压密软粘土,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低;加上桥头路基填筑高度较大,基底所承受的附加应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且沉降稳定历时往往持续数年乃至数十年。

(2)台背填料压缩引起路基的沉降

压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况。为了减少台背自身的工后沉降,一般采用多孔隙的渗透性填料,但由于桥台附近地方狭窄,施工时压实机具不能紧靠台背,填料颗粒间孔隙无法完全消除;或填料质量差,达不到设计要求和规范标准等;在公路自重及车辆的垂直与振动荷载作用下,填料会不可避免地产生压缩沉降,造成跳车。

(3)刚柔突变引起的沉陷跳车

刚性不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同,柔性材料对能量的吸收要比刚性材料的大。由于桥梁通常是支撑在岩层上的刚性结构,具有较大的整体刚度;而与结构物桥台相连的道路相对属于柔性体,具有刚性较小柔性较大的特性,属弹塑性体。显然,道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差,这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形差异及较大的刚度突变,加重了桥头跳车的振动效果。

综上所述,桥梁是支撑在岩层上的刚性结构,几乎不产生沉降,而与结构物桥台相连的路堤相对属于柔性体,工后沉降大,两者在连接处出现较大的沉降差(如图1),传统的设计、施工方法很难解决这一问题,其结果导致路基沉陷、路面破坏、桥台桩基侧移甚至破坏,从而增加了工程建设及维修费用。

2、桥头跳车对道路及行车的影响

为了减少桥头跳车对路面结构的破坏,降低对行车的影响,高速公路桥涵两端通常都设有5~10m长的搭板。由于搭板两端沉降量的不同,在搭板两端形成一纵坡转折(图2,以纵坡I=1.5%为例)。汽车在这种桥头路段的行车机理极为复杂,不同的搭板长度、不同的沉降值及不同的车型车速的影响程度各不相同。为了方便,本文把汽车轮胎经过桥头2个纵坡转折时的行车线形近似地按2个相切的反向竖曲线来考虑。当汽车行至A、C点间凸曲线路段时,形成的离心力为F=mv2/R。当汽车缓行时,大部分离心力F可由自重抵消,而当F大于自重时,汽车就会发生离心运动而沿着凸曲线的切向腾空,形成跳车和颠簸。车辆通过桥头时腾空产生的跳动和冲击,又造成对桥梁和道路的附加荷载,加速了对路面、桥头搭板、支座及伸缩缝的损坏,同时也加剧了车辆机件的磨损,降低其使用寿命。此外,跳车时车辆颠簸,引起驾驶员和乘客的身体和心理不适,严重时会影响驾驶员的正常操作,造成行车事故。可见桥头跳车危害之大,必须高度重视。

3、气泡混合轻质填土技术解决桥涵跳车问题

由以上分析可知,桥涵跳车的直接原因是桥涵与路基连接处附近的沉降发生了突变。缓解桥头跳车的最好方法就是要使桥涵与路基连接处附近的沉降曲线的梯度变化缓慢、均匀,为此,必须解决以下三个方面的问题:①消除台背填料自身的压缩沉降;②缓解桥涵与路基连接处附近填料的刚性突变;③减少桥涵背软土地基的沉降。这就要设法使处于正常压密状态的软土地基处于超固结状态。

为更好地解决以上三个问题,目前处治桥涵跳车问题的有效方法之一为运用气泡混合轻质填土技术。

气泡混合轻质土具有轻质性(容重:5~13kN/m3)、良好的流动性(泵送距离1500m)、施工性(无需振捣和机械碾压)、强度的可调节性(300~1500kPa)、固化后的自立性(可垂直填土)及耐久性等优点。这种填料的自身不存在压缩沉降问题,刚性比一般的填土路基要好得多,可大大地减轻路堤的填土荷载,降低地基应力,抑制软基的沉降、侧移和破坏;通过在桥台背部填充恰当形状的楔形轻质土体,可大大缩减桥台与路基连接处附近的差异沉降,使沉降曲线连续、缓慢而均匀地变化,从根本上消除高速公路中的桥涵跳车问题。此外,这种技术还可缩短施工工期,抑制軟基的侧向挤压,对桥台几乎没有推挤力,可提高结构物的使用寿命。

采用气泡轻质填土比目前常用的桥涵背回填中粗砂的直接施工费用稍高一些,但这种技术可简化桥涵背回填砂之前基础的处理,简化桥台等结构物的挡土结构,可大幅度地缩短施工工期、节省用地、降低由于软基的工后沉降所需要的高昂维护费用、降低车辆损耗,提高行车的舒适性和安全性等。

篇5:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

本文对公路桥头跳车的.形成原因及其危害性进行了分析,对如何预防和处理桥头跳车提出了一点认识与见解,以共分析和探讨.

作 者:周倩青 叶胜  作者单位:周倩青(江西省现代路桥工程总公司,江西,上饶,334000)

叶胜(上饶市交通职工培训中心,江西,上饶,334000)

刊 名:科技信息 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(19) 分类号: 关键词:桥头跳车   公路病害   预防与处理措施  

篇6:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

关键词:公路,桥头跳车,地基,路基,路面,处理方法

0引言

目前, 已投入使用的高等级公路 (包括高速公路) 中, 普遍存在一个问题:路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂, 使车辆通过时产生跳跃和冲击, 从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载, 使司机和乘客感到颠簸不适, 甚至造成车辆大幅度减速, 严重的可导致交通事故 (特别是车辆机械事故) 。因此, 如何解决高等级公路桥头跳车问题, 对于我们养护部门具有较现实意义

1桥头跳车产生的原因

1.1地基土质不良造成的沉降

桥涵通常位于沟壑地段, 地下水位较高, 且多属软土。由于软土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点, 在软土上填筑路基, 便极易产生沉降 (包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降) 。同时, 桥头路基填筑高度较其它地段大, 产生基底应力相对较大, 更易引起地基沉降, 特别是工后沉降较大。

1.2台背填料压缩引起路基的沉降

台背填料因含水份, 存在孔隙, 施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下, 孔隙率逐渐降低, 填料逐渐压缩, 密实度逐渐增大, 便在一定期限内产生路基沉降。因此, 压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况。根据有关资料调查研究:当土堤压实度为95%时, 每米填土工后的沉降约为1cm。

1.3刚柔突变引起的沉陷跳车

刚度不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同, 柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇注而成, 具有较大的整体刚度, 属刚性体;而与结构物桥台相连的道路, 具有刚性较小柔性较大的特性, 属弹塑性体。显然, 道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差, 这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形相对差和较大的刚度突变, 势必增强桥头跳车的振动效果。

2解决桥头跳车的措施

2.1地基处理

处理好桥头软弱地基, 是控制跳车的关键。目前对桥头软弱地基处理, 国内已有加固土桩法、料粒桩法、竖向排水体预压法、堆载预压法和浅层处治法等措施, 下面介绍几种行之有效的常用方法。

2.1.1采用深层搅拌法加固桥头软基

该法属加固土桩类型, 主要适应于软弱粘性土。深层搅拌法是借助于压缩空气, 采用专门深层搅拌机械设备, 从不断回转的中心轴端向四周被搅松的土中喷出浆体或粉体固化剂 (如水泥等) , 经叶片搅拌, 并吸收周围水份, 在加固的深层软土中进行一系列物理———化学反应, 使软土硬结成具有整体性和一定强度的优质复合地基, 从而提高桥头软土地基承载力, 减少沉降量 (特别是工后沉降) , 缩短固结期, 提高边坡稳定性。其主要施工工艺程序:整平原地面→钻机定位→钻杆下沉钻进→上提喷粉 (或喷浆) 、强制搅拌→复拌→提杆出孔→钻机移位。

2.1.2采用砂桩加固桥头软基

该法属料粒桩类型, 适用于松砂地基、杂填土或软土, 对地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用, 在本世纪30年代起源于欧洲。主要施工工艺程序:整平原地面→机具定位→桩管沉入→加料压密→拔管→机具移位。为加速地基固结, 减少后期沉降, 一般根据实际情况, 配合堆载预压或超压施工, 使地基强度显著提高, 同时改善地基的整体稳定性。

2.1.3塑料排水板堆载预压法

该法属竖向排水体预压类型, 主要适用于透水性低的软弱粘性土。塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体, 或是由单一材料制成的多孔管道板带, 自1983年在天津塘沽新港施工试验成功以来, 在全国各地高速公路软基处理都得以广泛推广应用, 其主要施工工艺程序:整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层。为加速排水固结, 减少后期沉降, 一般都配合堆载预压或超压施工, 使地基土的有效应力增大、抗剪强度和承载力及稳定性都得以提高。其特点是施工简便快捷, 造价较低, 但效果比上述两种类型略差, 仍存在少量工后沉降。

2.2路基处理

2.2.1采用超轻质材料作路堤

铺设轻质材料可以减轻路堤自重, 有效降低地基应力, 减少沉降并增大稳定安全系数, 常用的轻质材料如粉煤灰等。使用泡沫聚苯乙烯块, 可大大减轻路堤体的重量, 能成功地遏止桥涵连接路堤的过渡沉陷, 从而避免垂直错位;另外还具有施工简便, 不污染环境, 能缩短工期等优点;同时还可以减少桥台等构筑物的土压力及侧向压力, 从而减少构筑物的移动变位, 改善结构物的稳定性。

2.2.2台背回填处理方式

桥台后宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料, 如岩渣、砾石、砂砾等。同时, 选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外, 从而减缓雨水的危害, 而且也有利于改善压实性能, 使路基容易达到设计要求的密实度。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m且与路基相接处按不大于1:1设置斜坡或台阶, 回填高度视路堤高度而定, 一般取2~4m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部 (约50cm范围内) 设置水泥稳定料改善层次, 使路堤体的刚度有所提高。

2.2.3台背回填处的压实

为减少桥涵两端路堤的工后沉降, 从而使桥涵两端路堤与桥台结构物的相对沉降尽量小一些, 一般可选填筑路堤预压, 让路基排水固结, 待路堤沉降基本完成以后再开挖涵洞或桥台位置土方, 然后再施工桥涵。台背填筑前, 宜在处理后的基底顶面上设置横向泄水管或盲沟。台背回填宜在完成台前防护工程及桥涵上部结构吊装之后进行, 同时注意结构物两端对称填筑施工。台背回填的压实质量是影响台背回填沉降的一个主要因素。

2.3路面处理

2.3.1设置桥台搭板

搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上, 使车辆通过时跳跃现象大为减少。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确定, 常取3~15m (当超8m时, 宜设计成两段式或三段式搭板) 。搭板的近台端一般搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上。当桥头引道为刚性路面时, 搭板的纵坡可采用与路面设计纵坡平行方式 (称平置式搭板) 。

2.3.2设置变厚式埋板

为避免二次跳车, 常在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板, 其长度一般取3~5m, 对于水泥混凝土路面, 也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。在搭板、埋板或变厚式板的下层, 为保证与桥台连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均能渐次变化, 建议采用强度及回弹模量均高于其它路段相对应的路面结构层材料, 以提高该部位的整体受荷和抗冲能力, 有利于减少错台幅度, 调整不均匀沉陷, 改善桥头跳车或二次跳车现象。

参考文献

篇7:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

摘要:随着我国经济的迅猛发展,高速公路的建设在全国各地也迅速展开,随之而来的则是高速公路使用中不断出现的各种病害。其中,长期困挠广大工程技术人员的桥头跳车这一难题也越来越突出。如何有效地控制桥头跳车,保证高速公路运营的安全性和舒适性已越来越引起人们的广泛关注。本文简述桥头跳车的原因及其对行车速度的影响,并从理论与施工上论述解决高等级公路桥头跳车的措施。

关键词:公路桥头跳车地基路基路面处理方法

0引言

目前,已投入使用的高等级公路(包括高速公路)中,普遍存在一个问题:路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂,使车辆通过时产生跳跃和冲击,从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载,使司机和乘客感到颠簸不适,甚至造成车辆大幅度减速,严重的可导致交通事故(特别是车辆机械事故)。因此,如何解决高等级公路桥头跳车问题,对于我们养护部门具有较现实意义

1桥头跳车产生的原因

1.1地基土质不良造成的沉降桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高,且多属软土。由于软土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点,在软土上填筑路基,便极易产生沉降(包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降)。同时,桥头路基填筑高度较其它地段大,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉降,特别是工后沉降较大。

1.2台背填料压缩引起路基的沉降台背填料因含水份,存在孔隙,施工中采取任何措施也难将填料颗粒闻的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密实度逐渐增大,便在一定期限内产生路基沉降。因此,压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况。根据有关资料调查研究:当土堤压实度为95%时,每米填土工后的沉降约为lcm。

1.3刚柔突变引起的沉陷跳车刚度不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同,柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇注而成,具有较大的整体刚度,属刚性体;而与结构物桥台相连的道路,具有刚性较小柔性较大的特性,属弹塑性体。显然,道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差,这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形相对差和较大的刚度突变,势必增强桥头跳车的振动效果。

2解决桥头跳车的措施

2.1地基处理处理好桥头软弱地基,是控制跳车的关键。目前对桥头软弱地基处理,国内已有加固土桩法、料粒桩法、竖向排水体预压法、堆载预压法和浅层处治法等措施,下面介绍几种行之有效的常用方法。

2.1.1采用深层搅拌法加固桥头软基该法属加固土桩类型,主要适应于软弱粘性土。深层搅拌法是借助于压缩空气,采用专门深层搅拌机械设备,从不断回转的中心轴端向四周被搅松的土中喷出浆体或粉体固化剂(如水泥等),经叶片搅拌,并吸收周围水份,在加固的深层软土中进行一系列物理——化学反应,使软土硬结成具有整体性和一定强度的优质复合地基,从而提高桥头软土地基承载力,减少沉降量(特别是工后沉降),缩短固结期,提高边坡稳定性。其主要施工工艺程序:整平原地面→钻机定位→钻杆下沉钻进→上提喷粉(或喷浆)、强制搅拌→复拌→提杆出孔→钻机移位。

2.1.2采用砂桩加固桥头软基该法属料粒桩类型,适用于松砂地基、杂填土或软土,对地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用,在本世纪30年代起源于欧洲。主要施工工艺程序:整平原地面→机具定位→桩管沉入→加料压密→拔管→机具移位。为加速地基固结,减少后期沉降,一般根据实际情况,配合堆载预压或超压施工,使地基强度显著提高,同时改善地基的整体稳定性。

2.1.3塑料排水板堆载预压法该法属竖向排水体预压类型,主要适用于透水性低的软弱粘性土。塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体,或是由单一材料制成的多孔管道板带,自1983年在天津塘沽新港施工试验成功以来,在全国各地高速公路软基处理都得以广泛推广应用,其主要施工工艺程序:整平原地面一摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层。为加速排水固结,减少后期沉降,一般都配合堆载预压或超压施工,使地基土的有效应力增大、抗剪强度和承载力及稳定性都得以提高。其特点是施工简便快捷,造价较低,但效果比上述两种类型略差,仍存在少量工后沉降。

2.2路基处理

2.2.1采用超轻质材料作路堤铺设轻质材料可以减轻路堤自重,有效降低地基应力,减少沉降并增大稳定安全系数,常用的轻质材料如粉煤灰等。使用泡沫聚苯乙烯块,可大大减轻路堤体的重量,能成功地遏止桥涵连接路堤的过渡沉陷,从而避免垂直错位:另外还具有施工简便,不污染环境,能缩短工期等优点;同时还可以减少桥台等构筑物的土压力及侧向压力,从而减少构筑物的移动变位,改善结构物的稳定性。

2.2.2台背回填处理方式桥台后宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料,如岩渣、砾石、砂砾等。同时,选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外,从而减缓雨水的危害,而且也有利于改善压实性能,使路基容易达到设计要求的密实度。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m且与路基相接处按不大于1:1设置斜坡或台阶,回填高度视路堤高度而定,一般取2~4m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部(约50cm范围内)设置水泥稳定料改善层次,使路堤体的刚度有所提高。

2.2.3台背回填处的压实为减少桥涵两端路堤的工后沉降,从而使桥涵两端路堤与桥台结构物的相对沉降尽量小一些,一般可选填筑路堤预压,让路基排水固结,待路堤沉降基本完成以后再开挖涵洞或桥台位置土方,然后再施工桥涵。台背填筑前,宜在处理后的基底顶面上设置横向泄水管或盲沟。台背回填宜在完成台前防护工程及桥涵上部结构吊装之后进行,同时注意结构物两端对称填筑施工。台背回填的压实质量是影响台背回填沉降的一个主要因素。

2.3路面处理

2.3.1设置桥台搭板搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上,使车辆通过时跳跃现象大为减少。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确定,常取3。15m(当超Bm时,宜设计成两段式或三段式搭板)。搭板的近台端一般搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上。当桥头引道为刚性路面时,搭板的纵坡可采用与路面设计纵坡平行方式(称平置式搭板)。

篇8:桥头跳车的产生原因及处理措施

桥头及台背处跳车问题,是目前公路较常见病害之一,而且随着公路的发展和交通运输的不断增加,这个问题更加突出,不得不引起公路部门的重视。当桥头及台背处出现破坏、接缝处产生下沉、路面损坏、出现错台现象时,轻者使车辆通过时产生跳动和冲击,从而对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,并使司乘人员感到颠簸不适,严重的则使通过的车辆急剧大幅度减速,或采取紧急制动措施,有的甚至因此而造成行车事故,从而影响了公路的正常营运。我们沈阳新民地区也常有因为桥头跳车严重,多有行车事故发生。桥两侧的栏杆也经常被撞坏,也有雨雪天气造成翻车、伤亡的大事故。造成经济损失,影响安全行车。

2 公路桥头跳车的危害

当桥梁使用一段时间以后,桥头处出现台阶。台阶是指桥(涵)台和路面连接处产生沉降差。这类沉降差达1cm以上,就已经对行驶的车辆产生了明显的颠簸不适。

2.1 跳车对车速的影响

(1)桥头台阶很小时对车辆行驶影响不大,台阶达到一定高度时对车辆的速度才有显蓍的影响。特别是4cm以上时,对行车速度影响很大。

(2)车速的降低与车辆的行驶速度有关。当车速小于每小时60km,一般减速幅度较小;当中速以每小时60~80km时速行驶时,减速幅度较大;而当车速每小时超过80km时,减速幅度相对并不大,这与司机高速行驶看到台阶时作出的反应有关,有时来不及减速,因此很容易造成车体跳动失控,易出现交通事故。

(3)桥头台阶对不同类型车辆行驶的影响也是不同的,如较高的台阶对小汽车行驶的影响就较大,而大型载重货车对台阶不如空车敏感。其次,司机的心理状态、对道路的熟练程度等都对通过桥头台阶时而降低车速有不同程度影响。

2.2 养护费用增加,道路使用质量降低

目前,修建高等级公路时每km造价在几百万元至几千万元以上。公路建成以后为了保持良好的使用状态,要经常对桥涵两端出现的台阶进行及时的维修和养护。不仅花费了大量的人力、物力和财力,并且产生不良的社会影响。当桥涵等结构物一旦出现桥头台阶就会导致汽车采取措施减速行驶,使车辆不可能在公路全线或某一区段保持正常速度行驶。当遇有桥头台阶时要提前减速,而驶过台阶后,还需要大约相同的距离加速以恢复正常行驶速度。这样,即增加了车辆的行驶时间,又增大了耗油量,同时车辆本身及路面和桥涵结构会产生较大的冲击及破坏,对乘客等也产生极大的不舒造的感觉。

3 公路桥头跳车台阶产生的原因

桥头跳车是有一定普遍性的问题,高等级公路存在,二、三级公路更为严重。就其产生和形成的原因是多方面的,包括地基地质条件、路基填料、路面材料以及设计、施工工艺及质量控制方面等诸多原因。

3.1 台后填方地基的受力与沉降变形分析

我国地域辽阔,作为台后填方地基的地层岩性状况,土质类型也千差万别,如基岩(岩浆岩、沉积岩、变质岩)地基、黄土地基、软土地基、冻土地基,盐渍土地基,膨胀土地基等等,除基岩(指次坚石以上的岩类)地基外,其它类型的地基一般情况均要发生不同程度的沉降或竖向固结变形,所以对地基必须进行加固处理设计,以保证地基的稳定性。

桥台及台后填土的地基一般情况是同一性质或同一类型的地层,但设计时,一般仅对桥台地基部分进行加固处理设计,而对台后填土路段下的地基一般不进行加固处理设计。桥台和台后填方是两个性质不同的结构体,虽然桥台作用在地基上的压力大于台后填方,但由于桥台基础一般都进行了加固处理,所以桥台基础一般不发生竖向沉降变形,或沉降变形微小。而台后填土的地基一般不进行加固,其竖向沉降变形远大于桥台下的地基变形,由于地基的这种沉降变形差,反映到上部路面上来,就出现了桥台和台后填土段的差异沉降变形,从而出现台阶。

3.2 台后填料受渗水侵蚀及变形分析

桥台材料一般都由浆砌片石和钢筋混凝土砌筑,在桥台和台后填土之间或者锥坡部位,降水易沿着路面或锥坡体处下渗,下渗水对桥台一般不产生破坏作用,但是对土类填料易产生侵蚀和软化,特别是填方土体压实度不足,更易产生侵蚀和软化,使土体承载能力降低,导致土体严重变形。对砂砾石类填料,从填方横断面看一般填方体中部为砂砾石,两侧为土类,这种结构只有利于水的下渗,而不利于水的横向排出。对不加固的地基来说,填方体中部压力大,向两侧边坡压力逐渐减少,从而使地基产生凹形沉降变形,当水沿着砂砾石下渗到地基后,下渗水不易快速排泄,从而使地基软化,再加上行车荷载作用,使地基加速产生沉降变形,形成桥台处的沉降差。

3.3 台后填料压实分析

在施工中靠近桥台处填方土体,压实时压路机械不能紧靠桥台处,压实度很难达到设计规范要求,这也是一直困绕设计和施工的难点。目前,在设计上和施工中主要采用强夯、人工夯实、填筑砂石料等方法和措施。对于轻型桥台,重型压路机靠近桥台进行压实,特别是振动压路机可能破坏桥台结构,而对于“U”型桥台,重型压路机难以靠近,从而使靠近桥台部位的填方土体不易达到设计压实度要求,因而造成桥台与台后填方差异沉降变形。

3.4 产生桥头跳车的主要原因

通过以上几点分析,可得出产生桥头跳车台阶的主要原因有:

(1)地基强度的不同

公路施工桥涵,通道与路基一般都是同年平行进行施工的,桥涵结构是刚体性,其地基强度一般都有较高的要求,并进行加固处理,产生的沉降量较小或不产生沉降(如岩石地基)。而台后填方段地基未进行加固处理,从而使桥台和台后填土产生差异沉降变形,造成台阶出现。

(2)设计时考虑不周全

施工人员有时对施工碾压考虑不周,对填料的要求不严格,台背排水考虑欠佳。桥涵结构物两端的路堤,由于过水、跨线或通道的要求,一般填土都较高,低的3m左右,高的可达10m或更高,除了过水的桥涵两侧路堤往往受水浸淹,地基条件也较差,设计对路基断面结构和边坡防护上有所考虑外,其它多数情况对高路堤设计并无特别的要求,如压实度等指标均与一般路堤无多大差别。但由于路堤较高,在填筑以后受到自重和行车荷载的作用,路堤填土必然要产生竖向变形。

(3)台后填筑材料选择不当

施工时对桥台台后的回填土未能慎重选择,用料不当,控制不严,不能达到设计要求。但需要特别指出的是,施工不良比材料不良更易造成构造物台后填料的沉降。

(4)台后压实不足

施工时工期工序安排不当,以致于桥头填土处于工期末期,被迫赶工期,因而不能很好地控制台背填土的压实度,致使压实度不能满足设计和规范要求,使填方土体产生竖向固结变形,形成较大的工后沉降。

(5)地基浸水软化

当遇到有软土地基、湿陷性黄土地基浸水等造成路基沉降。

根据以上分析,形成桥头台阶的原因是多方面的,结构的差异、设计的不周和施工控制的不严、综合因素的作用导致了桥头差异沉降的产生和发展。

4 防治桥头跳车的基本措施

根据目前公路修建中桥涵及桥涵两端路堤设计、施工的实际情况,结合关于产生跳车原因的分析,对桥头跳车应采取综合的防治措施。

4.1 地基加固处理

为了防止桥台和台后填方段的差异沉降变形,首先要对地基进行加固处理。尤其是软土地基、湿陷性黄土地基、冲击洪积物地基等更需要进行特殊处理。

(1)软土地基

软土属于高压缩、大变形地基,对这类地基首先采用插塑料板、袋装砂井超载预压等方法进行排水固结,其次根据填方路堤的压力计算采用喷粉桩、挤密桩等进行加固处理。

(2)河流相冲洪积物地基

此种地层分布较广,类型多,相变较大,地貌特征一般为河漫滩或一、二级阶地。该地基无论地层岩性条件还是固结变形情况都优于软土地基,但由于该地基岩性和固结情况变化较大,当需要对地基加固设计时,应做好地质勘察和土工实验,正确计算固结沉降量和填土压力,然后再进行地基渐变加固处理。

(3)黄土地基

黄土地基的主要特点是具有湿陷性。对于这类土加固设计时应做地基土的湿陷性指标和压缩试验,计算台后填方压力的基础上,采用同上的地基加固处理设计,但需要注意排水设计,防止地基产生湿陷。

4.2 在桥头设置过渡段

为防止不均匀沉降,可在路堤和桥涵结构物的连接段上设置一定长度的过渡段。过渡段可以分为如下两种形式:

(1)路面类型过渡段

当桥涵两端路堤施工时,在距离桥台一定长度范围内先铺设一段过渡性路面,或简易性路面,待路堤沉降变形基本完成以后再改铺成原设计的路面,这种措施对水泥混凝土路面更为适合。

(2)搭板式过渡段

在桥头与路面衔接处设置搭板可以使在柔性结构路段产生的沉降通过搭扳逐渐过渡到桥涵结构物上。所设计的搭板长度,一般为3~8m不等,视具体需要而定。搭板使用后,在一段时间内效果尚好,但是在路堤一侧搭板搁置在路面基层上或特制的枕梁上,基层或枕梁的沉陷有可能在该处形成凹陷现象,有时可能导致搭板滑落。因此,施工时还需进行加固,可以在搭板的端部设置水泥稳定砂砾大枕梁,枕梁的宽度为0.4m,深度可达1m,这样搭板的使用效果很好。

另外,在路堤与桥涵接缝处可设置排水槽及时排除路表积水,以避免和减少水对路基、路面材料的冲刷和浸润,可以减少沉陷值和减弱冰冻的影响。

4.3 桥台台背填料的选择

在设计施工中,台背填料应尽量采用粗颗料材料(碎石、砂砾等)填筑,桥涵两端路堤可设置一定厚度的稳定土结构层。

选用粗颗料材料作为台背路基填料不仅改善了压实性能,而且对北方冰冻地区更有利于减缓冻融的危害。设置稳定土的改善层能够更好的提高路基、路面的整体强度和刚度,从而减少沉陷。据国外有关资料介绍,台后填方采用轻质填料,可以更有效的减轻填方土体对地基的压力,以达到提高地基的承载能力和抗变形的能力。

4.4 采用正确的台背填方碾压方法

在施工过程中,尽可能扩大施工场地,充分发挥压实机械的作用,在对桥台与路面衔接处碾压时,可采用横向碾压法,使压路机尽量靠近台背进行碾压。对于压路机不能靠近台背时,需采用小型压路机配合人工夯实,最终压实度达到设计的标准。

4.5 设置完善排水设施

为保证台背填方段的稳定,需设置必要的排水设施。因此,设计施工中,应保证施工排水坡度,设置必要的地下排水设施。对中间为砾石填料、两侧为土类填料的填方体应设置纵向集水管和横向排水管,以排泄填方体与加固地基之间的下渗水。

4.6 加强施工质量管理,提高桥涵两端路堤施工质量

应努力提高桥涵端部路堤的压实标准。路基顶部上层压实度达98%以上,整个路堤的压实度也应高于设计标准(95%以上)。

此外,为了使桥台填方段达到要求的密实度,必须完善施工工艺和强化施工质量管理,压实土层厚度不大于20cm,同时可增加碾压遍数,增大密实度。应使用专用的小型压实机械,使台背处得到充分压实,这是保证路基稳定、减少沉降的关键环节。

5 加强工程监理工作

在施工阶段,监理应对施工过程严加监督,特别对台背填土施工的填料选择、压路机具的选择、填土厚度进行检查,分层验收,对排水情况应予以检查,严格执行工序验收制度。

6 结束语

总之,桥头跳车病害是个比较复杂的问题,涉及到设计、施工、养护各个方面,因而要解决这一问题需要通过严密的设计,认真的施工,加强工程质量标准,才能有效的解决或缓解这一病害问题。

摘要:结合本地区存在的桥头跳车现状,论述跳车产生的原因及处治办法。

篇9:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

关键词:公路;桥头跳车;地基;路面

中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)16-014-02

桥头跳车是指桥涵两端路面部分相对桥面下沉,因沉降量过大产生错台,引起车辆跳跃颠簸的现象。桥头跳车的危害是多方面的,在我国公路及城市道路中普遍存在,严重影响行车安全,给养护工作带来了很大的麻烦。如何解决桥头跳车问题已成为刻不容缓的大事,本文对几种有代表性的处治方法进行了探讨。

一、桥头跳车的危害

桥头跳车,车辆颠簸,降低了乘车舒适性,还有可能使驾驶员产生“路怒”心理,汽车易偏离行驶轨道而引发交通事故。车辆在桥头跳车时产生的水平与垂直作用力,对桥梁施加附加的冲击荷载,加速了桥台、桥头搭板等结构物的损坏,特别是加速了支座和伸缩缝的损坏,从而增加桥梁的维修费用。过大的桥头跳车会加重车辆机械磨损与轮胎的磨耗,而且增加了汽车尾气的排放。车辆因桥头跳车产生的噪音,会干扰桥梁附近人们的正常生活作息,产生不利的社会舆论影响。

二、桥头跳车形成原因

1、地基不均匀沉降。路堤土因其固有的压缩徐变性质,在施工时即使充分压实也难以避免土基等因素造成的沉降。工后随着时间推移,地基缓慢固结,剩余沉降逐渐完成,这部分沉降造成路基相对于桥台产生了一个沉降差,另外在车辆反复作用下,地基填料间的粘滞蠕变以及土体侧向变形,导致路面下沉,增加了沉降差。

2、地基土质不良造成的沉降。桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高,且多属软土。由于软土一般都具有天然含水量大,孔隙比大,压缩性强和抗剪强度低等特点,在软土上填筑路基,便极易产生沉降(包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降)。同时,桥头路基填筑高度较其它地段大,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉降。

3、台背填料压缩引起路基的沉降。台背填料因含水分、存在孔隙,施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密实度逐渐增大,便在一定期限内产生路基沉降。因此,压缩沉降主要取决于填料性质,施工条件及台前台背的防护排水工程的设置情况。

4、 刚柔突变引起沉陷跳车。由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇筑而成,具有较大的整体刚度,属于刚性体;而与桥台相连的道路,具有刚性较小柔性较大的特点,属于弹塑性体。对于桥台而言,由于其刚性较大,可以认为在行车荷载作用下无变形产生。而路堤填土是一种非线性形的刚度很小的材料,在荷载作用下必然产生较大的变形(包括弹性变形和塑性变形),其中主要是塑性变形。土在行车荷载重复作用下,塑性变形不断积累。由此导致了桥头部位的差异沉降,形成了桥头跳车。

三、桥头跳车的预防及处治方法

1、设计上的防治。施工单位依图施工,所以首先要严把设计关。设置桥涵构造物应充分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等方面。设计单位应严格执行现行的公路工程技术标准、规范和相关的规定要求;对桥头跳车的部位进行详细设计,提出施工指导意见;并且认真详细地进行设计交底。设计中对设置搭板的桥头必须按预防两次跳车进行设计;对桥台台背路基应进行换填处理,大桥台背填料顺路线方向长度自台身起,底面不小于3m;拱桥台背填筑长度不小于台高的3~4倍,涵洞两侧换填长度不小于2倍孔径长度,并且其填筑的材料应选择强度高、渗水性好、塑性好、压实快、透水性好的材料;新建明涵应采用方涵形式,原则上涵顶标高不高于路面基层标高;暗涵可采用圆管涵,孔径不得小于1m;台后及桥头处路基必须设置排水设施,如横向泄水管或盲沟,避免水对路基材料的浸润,来减小台后路基的沉降量;对台前、台后的不良地质路段,按要求必须换填粉喷桩等技术措施进行处理,使路基固结减少沉降。

2、设置桥头搭板。设置桥头搭板是目前解决桥头跳车现象的一种常用方法。它的基本原理是通过采用设置桥头搭板对路基填土与桥台构造物衔接处较大的纵坡变化逐步进行缓和过渡,从而消除跳车现象。一般认为,路面纵坡的变化不大于5/1000时,就可基本消除行车的跳跃感。假定搭板长度为L,桥头差异沉降量为x,则有: 5/1000≥x/L L≥200·x。若桥头差异沉降为0.10m,则由上式可得搭板长度为20m。设置这么长的搭板是不太现实的。在实际应用中,搭板一般长度为8米左右,厚约30㎝。虽然理论上不能满足纵坡变化的要求,但搭板确实解决了桥台背后填料难以压实造成的问题,搭板连接了桥台和路堤得以压实的部分,越过了非压密区。桥头搭板的设置并不能在很长的时间内维护很好的效果,如果遇到沉降差异很大的桥头的时候根本就无法使用。

3、提高桥台背的压实度。根据现行的公路路基施工技术规范的有关规定,台背填土不低于同层路基压实度的标准。从理论上讲,可以适当减小引道路堤的沉降量,对桥头跳车有一定的改善。但受桥台背地形狭小的限制,大型压实设备无法作业,小型压实设备能力有限,压实死角、结构物边沿处很难达到要求,形成欠压实区。因此提高压实度只是一种办法,从根本上还解决不了桥头跳车的问题。

4、土工合成材料处治。在大量的工程实践中,加筋土的理论得到了充分的验证:土工合成材料发挥其抗拉强度,通过加筋与土体之间的摩擦作用约束土体的侧向变形,从而达到提高土体承载力和抗剪强度的目的。应用土工合成材料对桥台背后的填料进行加筋,能够有效降低土体的压缩变形,减少塑性变形的积累,在一定程度上起到缩小桥头差异沉降的作用。

综上所述,彻底杜绝桥头跳车是不可能的,只能采用措施减小桥头沉降量。要想减小桥头跳车,没有哪一种方法是“灵丹妙药”,必须多管齐下,采用多种方法解决。

四、结束语

实践说明,桥头跳车产生的原因是多方面的,其原理也不难理解。为了避免桥头跳车现象的发生,相关施工人员就应该按规范技术要求进行合理、科学、正确施工,同时针对不同的成因,要及时反馈、加强技术沟通,并制定合理方案,确保有效防止桥头跳车现象发生。

参考文献:

[1] 赵 鑫 朱 丽 高速公路桥头跳车危害、成因及解决措施分析,2014

[2] 唐松玲 文 燕 公路桥头跳车产生的原因及解决对策分析 2007

篇10:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

关键词:桥头,跳车,原因,处理方案

桥头跳车是公路沥青路面常见的病害之一, 且路、桥过渡段是病害多发地段, 直接表现为路面桥面衔接错台, 不仅直接影响道路行车舒适性和安全性, 还会在经济上造成很大损失。同时, 对桥头路面大量的维修养护不仅花费了大量的人力、物力和财力, 而且也产生了不良的社会影响。桥头跳车产生的根本原因是构造物与其两端接线路堤间的沉降差, 事实上完全消灭沉降差几乎是不可能的, 我们采取防治措施的目的是减少沉降差, 使其控制在设计行车速度下, 以满足使用要求。

1 桥头跳车产生的原因

1) 地基下沉。地基沉降包括瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。瞬时沉降在施工期间就会完成, 因而不会造成桥头跳车。桥涵通常位于沟壑地方, 地下水位较高, 在南方地带多有软土, 此类土天然含水量大于液限, 天然孔隙比大, 压缩性高, 抗剪强度低, 若地基处理不当, 使地基主固结沉降未能在施工期间完成, 会造成工后沉降较大。一旦受到扰动, 天然结构易受破坏, 强度便显著降低。次固结沉降是指地基在路基静载长时间作用及车辆的动荷载反复作用下, 地基土颗粒间的粘滞蠕变以及土体侧向的变形, 导致路面高程下降也是造成桥头跳车的主要原因之一。

2) 刚度差异。一般而言, 桥台属于刚性结构, 基础设置在较好的持力层上, 采用扩大基础或桩基础, 沉降几乎为零。对于桥头引线来说, 无论采用的是刚性路面结构还是柔性路面结构, 其路基都属于柔性的, 在车辆的交变荷载作用下, 不但会产生弹性变形, 而且会产生较大的不可恢复的塑性变形。此种塑性变形随着时间的不断积累, 往往会大大超过桥台的沉降而产生二者的差异沉降, 从而导致桥头跳车。

3) 施工措施不当。地基处理不好, 没有严格按施工规程作业, 台背填土速度过快, 没有充分时间固结, 对地基造成扰动和破坏。施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工, 用料没有把好质量关, 压实度没有达到要求。对路面衔接处排水措施没有做好, 桥台处的防护工程不到位, 致使锥坡土体受到长期冲刷或台后排水不利, 桥台防护工程处理不当, 会使锥坡土体因受到长期冲刷而失去稳定性或台后填土因排水不利而长期处于潮湿状态, 致使土体强度降低, 这些人为因素使, 是造成跳车现象主要原因之一。

4) 路堤压缩沉降。台后填料一般为渗透性材料, 存在着多孔隙。一般情况下, 路桥过渡段的施工是在桥涵与路基施工之后进行的。由于结构物的存在所导致的施工作业面狭小, 同时也是为了保证结构物本身的安全, 使得大型压实机具难以启用, 而小型设备又很难达到较好的压实效果, 这就不可避免地造成此段压实度不足, 甚至存在压实盲区, 不能将填料颗粒间孔隙完全消除, 在车辆荷载和自身重力作用下, 填料迅速压缩, 孔隙率降低, 便在短时间内产生压缩沉降, 造成跳车。

5) 路面渗水。路面水渗入路基或路面积水沿台背渗入路基, 造成路基土软化、水土流失, 引起桥头引道路基下沉, 造成跳车。桥头路基两侧排水不畅、防水工程不完善也极易引起路基土的流失, 引起沉降和跳车。

2 处治对策

2.1 设置桥头钢筋混凝土搭板

在桥头设置钢筋混凝土搭板是防治桥头跳车的一项主要辅助措施。搭板的一端支承在台背上, 用锚栓固定, 另一端可直接置于石灰稳定土或路面基层上, 有时也在板下设枕梁。搭板长度依据设计行车速度、路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定, 可选用4m, 6m, 8m, 10m, 12m几种长度。

2.2 加筋土路堤结构

通过土工格栅加筋来处理桥头跳车, 做法是在台后路基中分层埋设加筋材料。土工格栅对路基刚度的提高作用不大, 对土体侧向变形的限制也很有限, 但对填料的要求比较高, 只能消化部分的路基压缩变形, 不能消化由于地基沉降所产生的变形, 而地基沉降在桥头跳车的情况中起主要作用。因此, 在地基条件较好的条件下加设土工格栅是有利的, 但不能从根本上解决桥头跳车现象。

2.3 地基处理

地基处理有多种方法, 如换土垫层法, 可换填天然砂砾、碎石、工业废渣等, 强夯法, 粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、砂桩、塑料排水板堆载预压等, 对季节性冻融地区的桥头地基遇有饱和细粒土或含水土层时, 应全部挖除换填透水性材料。

2.4 选择优质路堤填料与轻质路堤

台背一定范围内采用模量比较大、容易压实的材料进行换填, 例如石灰土、级配碎石 (铁路客运专线) 、砂粒等, 也可采用轻质路基填料如气泡混合轻质土、泡沫聚苯乙烯、粉煤灰等。通过换填可以大为减小路基的压缩变形, 但换填材料往往造价偏高, 从而加大工程投资。

2.5 严格控制桥头路堤的压实度

严格控制桥头路堤的压实度, 对于压路机无法到达的区域, 应采用小型振动式压路机分层碾压。增加台后填土的密实度, 提高压实度标准有利于减小变形量桥台与路路面类型过渡。

2.6 对桥头路面接缝进行处理

桥头不均匀沉降原因多, 且难于根除, 为此应根据桥涵的长度和接线填方长度在桥头一定长度范围内铺刚性过渡层或沥青过渡层。

1) 桥梁与水泥砼路面间的接缝处理不好常形成错台, 产生桥头跳车, 使板局部遭到破坏。其可基本消除面板因温度应力挠曲变形而产生局部应力, 进而减小板底结构的不均匀沉陷导致的错台, 并实现板底由半刚性向桥台刚性过渡的设计要求, 避免了因局部薄弱而产生的病害。2) 桥梁与沥青路面的接缝, 往往由于该处沥青路面难以碾压密实产生沉陷、错台或沥青路面受推移造成拥包。3) 水泥路面与沥青路面间的接缝, 亦可采用类似处理措施得到解决。4) 严格质量管理, 确保合格工程。严格质量管理, 关键在于建设单位及其主管部门, 特别是设计施工单位的协调努力, 共同遵照设计施工规范、施工程序、技术标准和操作规程以及严格的质量和监理, 以确保合格工程才能避免桥头跳车病害发生。堤衔接处产生差异沉降。

2.7 以桩代柱施工

在路基填筑的同时, 连同桥头范围一并填筑, 形成一体。然后直接在路基顶层上进行桩基放样、施工, 并且取消立柱, 直接用桩基替代立柱。因为路基填筑代替了台背填筑, 克服了台背单独回填时因施工场地 (台背预留的范围) 窄小无法用大型机械碾压、边角无法压实的弊病。

3 结语

综上所述, 处理桥头跳车的方法多种多样, 但每种方法都有其优缺点, 施工时应根据实际情况选用适宜的处治方法, 需要从设计、施工、养护各方面综合治理。

参考文献

[1]单福庆, 高等级公路桥头跳车的研究与应用[J].黑龙江交通科技, 1998.

篇11:软基路堤桥头跳车问题产生的原因及解决对策

【摘 要】在现如今的路桥施工过程中,桥头跳车问题是一直困扰的问题之一。随着我国公路工程发展的逐渐加快,桥头跳车现象尤为常见。不仅对车辆通行的速度造成影响,而且还对车辆通行的舒适及安全造成影响。严重情况下会有安全事故发生。其次,当车辆在高速行驶的过程中出现跳动和冲击,不仅对路面及桥梁造成冲击荷载的加大,促使桥台、桥头路面及桥梁的伸缩装置造成破坏,而且在一定程度上还对车辆造成损坏。导致道路的使用寿命及社会效益受到影响。本文主要从公路桥头跳车现象出现的原因及整治措施进行详细的阐述。

【关键词】公路工程;桥头跳车;产生原因;整治措施

1.桥头跳车原因分析

1.1土质不良引起的地基沉陷

土质不良,由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定历时往往持续数年乃至更长的时间。既便是在一些稳定地基,在外荷作用下,也无可避免出现这个问题。

1.2桥头路堤及锥坡范围内地基处理不彻底

通常情况下,桥头路堤及锥坡都位于天然路基上方,若在填土之前未进行有效的处理或出现处理不当的现象,当路堤受到荷载作用以后,会促使路堤有较大变形现象产生,而一般会采用桩基础或经地基处理的扩大基础作为桥梁构造物,具有沉降量较小的特点。若桥头路面铺筑时桥头路堤土重力造成的变形未能完成,则会有路沉桥不沉的现象发生,从而引发跳车出现。

1.3施工措施不当

当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。

1.4路面渗水

路面积水通过下渗或沿台背渗至路基结构,会使路基有软化、水土流失现象出现,造成桥头引道路基出现沉降,造成跳车现象发生。其次,桥头路基两侧出现排水不畅或无完善的防水工程 也是造成路基土流失的另一重要原因,最终导致沉降或跳车出现。

2.防止跳车的技术措施

2.1一般要求

所有结构物背后填筑,应尽量与路基填土协调进行。结构物施工所需场地,尽量不占用路基填土范围;确实需要者,应空出一段满足路堤大型机械施工所需的最小作业段,并应加宽背后填土的宽度,以利压路机横向碾压(U型桥台内及两侧锥心填土,应采取加强夯等特殊措施,杜绝人工夯实)。对于柱式或肋板式桥台,立柱、肋板施工完成后,先回填台背后施工台帽(桥台盖梁),以便压路机通过柱(肋)间压实回填料。台帽施工可不设支架,在填方顶面直接架设模板浇注混凝土。锥坡填土应适当加宽,并削除多余土方,以保证浆砌片石护坡的坚实稳定。与已完成的路堤相结合部位,应复查其压实是否合格,若在预留的结合部位压实度不合格,则台背回填应延长至结合部位合格范围,然后挖成台阶。台阶高度小于30cm,长度应大于50cm。桥涵等结构物处填土,在施工中要防止雨水流入,对已有积水应排除并作相应处治。

2.2处理台背软弱地基

防止桥头出现跳车现象的另一重要措施则是台背软弱地基的处理。应严格按照实际情况进行整治,当软弱层相对较薄时,通过采用具有强度高且透水性好的材料进行换填,例如:天然砂砾、碎砾石及砂等。当软弱层较厚时,应运用砂井、碎石桩及粉喷桩等措施对地基的承载能力进行提升。在对桥台台背的路基进行填筑之前,运用 吨位相对较大的压实机械对原路基进行压实,提升地基填筑之前的沉降量,必要时还应通过添加石灰进行改善,促使路基地面的沉降效果及承载力都达到相关要求。

2.3合理选择路堤填料

(1)对软土地段采用粉煤灰等轻质材料填筑路堤。

(2)选用透水性良好、易压实、沉降完成快、后期变形小的砂砾填筑路堤或用石灰稳定土处理桥头路堤,或用物理力学性能比较高的流态粉煤灰水泥混合料作为桥台回填料。

(3)不准采用高塑性粘土填筑桥头路段。

(4)在桥头路堤任一高度的平面内不应采用不同填料填筑(不同层次可用不同的填料)。

(5)采用水稳性及冻融性相对较好,且强度较高的粗粒土对季节性冻融地区的桥头路基进行填筑,填筑深度应不得低于最大冻深,避免冻胀时路面有有害变形产生,造成路床的承载力降低。由于矮路基地段容易受到地表水及地下水 的影响,因此,不仅应对路基及路面进行排水防护,还应在对路测边沟设置时与路基远离,尽可能将水对路基产生的影响降到最低。

2.4土工材料的应用

(1)桥梁台背填筑范围、底基层以下1.5m深范围内每填两层加土工网格一层,土工网格需与台背锚固连接。若为柱式桥台无法锚固连接时,加筋范围应延伸至锥坡前缘。桥台搭板的布设及构造物按原施工图设计施工,但台背加筋范围必须超出搭板末端2m以上。

(2)路基填高超过20m时,应在93、95区范围内每两层填土加铺土工网络一层,铺设长度顺路线方向应不小于20m(视填方段长度定)。

(3)在填挖结合部,当自然纵向坡度陡于1∶5时,路堤基底应挖台阶,台阶宽度不得小于1m,并在93、95区每一台阶加铺土工网格一层,并用锚钉固定(锚钉用?18钢筋,间距为1m,上部做成弯钩),土工网格保证深入填方区4m。当纵坡为陡于1∶0.5的黄土路堤无法挖结合台阶时,可采用土工钉来加强结合。

2.5对搭板下填料进行压浆加固

搭板下填料的压浆加固也就是在对搭板进行施工时采用的预留注浆孔,在沥青混凝土路面铺设之前,对搭板下填料进行压浆加固。浆液运用液压、气压及电化学原理,均匀的向地层注入,浆液通过填充、渗透填充、渗透及 挤密的方法在土粒或岩土裂缝中的空间内占据,从而对填料产生挤密、填隙及粘连的效果,促使原有松散的 路基填料逐渐产生胶结,对路基填料后的压缩沉降现象进行减轻。由于填满搭板下已经产生路基沉降的脱空,对后期搭板脱空及沉降进行减轻及延缓,从而促使桥头跳车现象得到减轻及延缓。

2.6施工质量要求

(1)结构物台背填筑范围内压实度标准提高至95%;涵顶至路床顶面填土高小于2m者,涵预区压实度按95%要求,涵顶至路床顶面填土高大于2m者,涵顶以上50cm处开始按所属设计压实区标准执行。

(2)结构物背后回填处,应尽量使用大型压实机具,只是临近构筑物10cm及涵顶50cm内,才允许使用小型夯实机械分薄层认真夯实。回填处场地比较狭窄不能使用大型压路机施碾者,渗水性材料每层压实厚度不应超过25cm,稳定类材料每层压实厚度不应超过15cm,并应摊铺平整、分层压实,严禁采用堆栈法。对于台背不易被压实机械碾压的“死角”,也可采用强夯方法处理,以保证压实度要求。

3.结语

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