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摘 要:公路是社会发展的命脉,近年来,随着经济形势的持续向好,社会发展对于高级公路的需求与依赖也在不断增加。就公路投入运营后的保障工作而言,普遍存在搭板断裂及不均匀的沉降问题。这些问题的存在不仅威胁着公路的正常运行,同时也会直接导致桥头跳车的现象发生。本文以此为基础,围绕高级公路桥头跳车的原因及相关预防措施展开探析,希望能够为今后高级公路的维护与建设工作提供有价值的参考。
关键词:高级公路;桥头跳车;施工优化
引言:高级公路的建设不仅是一个社会发展的重要指标,同时也是助力社会持续进步的重要保障。在当前高级公路建设领域不断发展的背景下,公路的日常使用与维护工作也面临着很多切实存在的问题。桥头跳车作为其中典型的代表,该现象的存在不仅影响到行车的舒适性与安全性,同时也会对公路的长期运营造成不利的影响。在今后相关工作的开展中,如何彻底有效的解决桥头跳车的问题,无疑成为了相关工作者值得关注的重要问题。
一、桥头跳车的原因分析
造成桥头跳车的原因有很多,就实际情况而言,以下几种原因更为典型。
1.1、路基沉陷
地质因素是造成桥头跳车的重要原因,一些地质不良的地区往往也是桥头跳车现象频发。桥涵通常设计在沟壑等地区,沟壑地区的地下水位通常较高,且地基土质承载力都存在不足,在这些地区进行道路施工,势必会存在很大的限制因素。同时在后期车辆长期的荷载作用下,也会出现较为明显的沉降效果,继而其自身与桥梁结构出现沉降差最终导致桥头跳车现象。
1.2、压缩沉降
台背填料所选择的一般是透水性较好的材料,这些材料本身就有着较高的孔隙率。在来往车辆的作用以及其自身的重力影响下,填料会迅速的进行压缩并导致孔隙率下降。在短时间内的反应会导致出现压缩沉降效果,继而引发桥头跳车的现象。在施工中,台后填土较高,也会导致沉降现象的发生。因为台后填土本身的荷载也会对基底产生一定的压力,长此以往便会出现不均匀的沉降现象并最终出现桥头跳车的问题。
1.3、施工措施不当
在施工过程中,因人为因素的操作不当也会直接或是间接的导致桥头跳车。一些施工人员自身没有较为严谨的工作态度,在作业过程中盲目的追求施工速度,没有按照施工的相关规程作业。在台背填土的作业中速度过快,导致地基出现扰动与破坏,没有预留出足够的时间去固结。除此之外,在施工的过程中也没有严格按照“三分法”进行施工以及分层的厚度以及用料的质量都没有严格的规范和把关。这些人为因素都会直接造成台背填土的不稳定、工后沉降量较大等现象,这也是当前桥头跳车现象较为突出的影响因素。
1.4、结构突变
众所周知,桥台与台背路面二者的结构存在有较大的差异,所以在长期的车辆荷载作用下,基层的密实度也在不断的增加,结构层也会因此受到持续的压缩。但是因为两侧的抗压能力存在较大的差异,所以相对的沉降也就无法避免。长此以往便会导致路面结构受到损害继而出现跳车。
1.5、设计问题
设计工作中存在的缺陷,往往也会限制后期的施工作业以及最终的施工效果。例如在设计工作中对于基底未做彻底有效的处理,对于一些并不理想的地基也没有彻底有效的去提高其承载力。这样的规划势必会对之后的公路运营造成影响。除此之外,桥梁与引道路面之间的接缝问题也是设计环节的重点优化对象,如果未有效的处理,势必也会也会因为接缝的损坏而造成桥头跳车现象。
二、桥头跳车现象的预防措施
2.1、地基的处理
对桥头部位较弱的地基进行有效的处理,是控制桥头跳车的重要方法。当前针对桥头部位较为软弱的地基,国内外的应对方法已经相对成熟。例如料粒桩法、加固土桩法等。
2.1.1、深层搅拌加固软基
通过深层搅拌的方式对桥头的软基进行处理,这本身属于加固土桩的处理类型。该方法主要的使用土质是较软粘性土。在施工中,首先需要整平原地面,随后做好钻机的定位以及钻杆钻进。通过强制搅拌以及复拌的过程后在移出钻杆。这样的处理方式在实际的应用中有着重要的现实意义,一方面因为该施工过程不会限制路基的填土速率,另一方面因为施工过程无污染和震动,对于周边的环境及建筑物也不会造成不利的影响。
2.1.2、砂桩加固软基
通过利用砂桩去固定桥头软基的方式,本身也是作为料粒类处理方法。该处理方式在松砂地址软土等地质条件。在施工的过程中,同样要平整原地面,而后定位固定机具。随着桩管的沉入,开始加料并压实。最后拔出桩管,移走机具。该处理方法在应用的过程中,为了更好地促进地基的固结以及控制后期的沉降,在后期还会配合堆载进行超压或是预压施工,以此来保障地基的强度达到理想的状态,同时促进地基整体稳定性的提高。
2.1.3、塑料排水板堆载预压
这一处理方法属于竖向排水体预压类型的范畴。在该方法在一些柔弱黏性土质中有着广泛的应用。在实际的应用过程中,为了更好的提高排水效果,促进固结以及控制后期的沉降。在施工的过程中还会配合堆载预压或是超压施工,以此来促进地基土有效应力的增加、承载力及稳定力的提高。该处理方法最大的特点在于过程更为简便且成本较低。但是相比于以上两种处理方法,该方法的实质效果会有一定的不足,仍会存在少量的工后沉降现象。
2.1.4、换填及晾晒
对于常年积水地段的地基,需展开及时有效的处理。在施工过程中,当地基的厚度小于两米的时候,可以采用台背回填相同的材料进行置换。而当地基的厚度较高,置换成本明显增加的时候,也需要选择其他类型的处理方式。例如地基中富含有机质的粘性土层,那么便可以进行换填处理,而对于一些含水量较大的粘性土,则可以在施工的过程中进行挖出翻晒处理并回填利用。
当填土的高度小于四米时,开挖深度应控制在0.6米左右,当填土高度大于4m的时候,开挖深度也可以控制在一米以上。在挖出翻晒并回填使用之后,应当采用石灰进行土填筑的稳定。在施工过程中如果如果因天气因素无法有效翻晒,则可以全部采用石灰进行改良处理。值得一提的是,在这一环节中如果有理想的透水性材料料源的時候,也应该进行优先选用。 2.2、路面处理
2.2.1、设置桥台搭板
桥台搭桥的主要作用在于将相关的力从柔性的路堤逐步的转移到桥台之上,以此来减缓车辆的跳跃现象。在设置桥头搭板的过程中,需要结合路基施工之后的沉降值来选择,通常会选择设置的长度为三米到十五米之间。在桥头引道是刚性路面的时候,搭板的纵坡设计也需要平行与路面的设计。同时为了保证搭板的使用状态,在搭板之上也可以铺设沥青。随着时间的流逝,当搭板出现下沉的问题时,也可以继续使用铺设沥青的方式予以解决。
2.2.2、设置变厚式埋板
为了控制二次跳车问题,也可以在搭板的末端埋设一段变厚式埋板。埋板的长度需控制在三米到五米之前,对于水泥混凝土的路面来说,也可以将搭板连接的路面板换成变厚式板。为了提高該部位的抗压能力,也可以采用强度和回弹模量均高于其他路段的材料层,这样的设计也有利于控制错台幅度,避免出现二次跳车的现象。
2.2.3、采用过渡式路面
过渡式的路面就是在桥头一定范围内铺设的,用于预防桥头跳车现象的一种铺设路面。通常是选择将相应部位的永久性路面进行改铺处理,处理的时机选择应当在路堤沉降基本结束之后。当前过渡性路面的选择类型也十分的广泛,例如混凝土六棱块,半刚性过渡层等。其中六棱块的主要优势在于翻修的效率较高,且在水泥混凝土路面以及土路面上应用较为理想。但是这一类型的材料不易于平整的铺设,所以在行车的过程中仍然会出现小幅度的抖动。所以相比于这两种类型的路面,沥青表处过渡层在施工及后期的维护作业中,都有着更为直观明显的优势。待出现较大沉降的状况时,可通过加铺沥青的方式进行完善,以保证高级公路的正常运营。
三、桥头跳车的处理
在出现桥头跳车现象之后,当前较为主流的处理方式有换土复填法、灌浆法和重铺面层法等处理方式。其中灌浆法和加铺路面也为经济和有效的选择。
3.1、灌浆法
灌浆法不仅操作简便,而且成本较低,对于公路的正常运行也不会造成较大的影响。在采用灌浆法的过程中,应首先选择良好的压浆材料。通常而言会选择水泥浆液加添加剂,但是这样的设置会因为凝固时间难以控制而存在诸多的弊病。当前市场上出现的高水速凝材料,其在于粉煤灰等材料进行混合搅拌之后,能够保持较长时间的不凝固。这就能够实现远程的投放和运输,同时材料的凝结时间也能够更好的控制,是当前灌浆法较为理想的压浆材料选择。其次便是压浆工艺的完善,压浆孔应按照梅花状进行布置。孔之间的间距需保持3cm,注浆压力设置为1.5-0.5MPa。在压浆的过程中,要注重调和料的和易性,同时要严格的控制配比,最后还要确保混合料具备一定的膨胀性。
3.2、加铺面层法
顾名思义,加铺面层就是在出现问题的部位进行重新的铺筑,以保证行车的平顺。但是这样的处理方式只能是暂时的解决跳车问题,不能从根本上进行完善。所以一般在地基和路基基本沉降到位之后才选择这样的处理方式。
结语:桥头跳车作为公路维护作业中常见的现象,其不仅会影响公路的使用寿命,同时也会直接影响行车的安全与舒适性。本文以此为基础,结合桥头跳车的影响因素和预防措施展开及的探索。在文章的最后,还结合桥头跳车现象的处理措施进行简要的分析,希望能够为今后桥头跳车问题的预防和就解决提供有价值的参考。
参考文献:
[1] 倪振华. 高等级公路桥头跳车的危害及其机理的分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(13).
[2] 刘美朋. 高等级公路桥头跳车病因分析及防治措施[J]. 科技致富向导, 2015(5):257-257.
[3] 李军政. 解决高等级公路桥头跳车的理论与施工[J]. 2016, 14(5):211-211.
[4] 陈晓光. 基于沉降量和沉降速率控制的黄泛区桥头跳车地基处治技术研究[D]. 山东大学, 2017.
[5] 沈水龙, 石名磊, 杜守继, et al. 软土地基上道路桥头跳车缓解工法的设计与工程实践[J]. 期刊, 2016, 24(07).
[6] 郝东洪. 路桥工程设计中柔性搭板技术的应用[J]. 企业文化旬刊, 2018(3).
作者简介:
技术职称: 副高 学历:大学本科 籍贯 湖南长沙
主要从事的工作: 公路桥梁质量检验
关键词:高级公路;桥头跳车;施工优化
引言:高级公路的建设不仅是一个社会发展的重要指标,同时也是助力社会持续进步的重要保障。在当前高级公路建设领域不断发展的背景下,公路的日常使用与维护工作也面临着很多切实存在的问题。桥头跳车作为其中典型的代表,该现象的存在不仅影响到行车的舒适性与安全性,同时也会对公路的长期运营造成不利的影响。在今后相关工作的开展中,如何彻底有效的解决桥头跳车的问题,无疑成为了相关工作者值得关注的重要问题。
一、桥头跳车的原因分析
造成桥头跳车的原因有很多,就实际情况而言,以下几种原因更为典型。
1.1、路基沉陷
地质因素是造成桥头跳车的重要原因,一些地质不良的地区往往也是桥头跳车现象频发。桥涵通常设计在沟壑等地区,沟壑地区的地下水位通常较高,且地基土质承载力都存在不足,在这些地区进行道路施工,势必会存在很大的限制因素。同时在后期车辆长期的荷载作用下,也会出现较为明显的沉降效果,继而其自身与桥梁结构出现沉降差最终导致桥头跳车现象。
1.2、压缩沉降
台背填料所选择的一般是透水性较好的材料,这些材料本身就有着较高的孔隙率。在来往车辆的作用以及其自身的重力影响下,填料会迅速的进行压缩并导致孔隙率下降。在短时间内的反应会导致出现压缩沉降效果,继而引发桥头跳车的现象。在施工中,台后填土较高,也会导致沉降现象的发生。因为台后填土本身的荷载也会对基底产生一定的压力,长此以往便会出现不均匀的沉降现象并最终出现桥头跳车的问题。
1.3、施工措施不当
在施工过程中,因人为因素的操作不当也会直接或是间接的导致桥头跳车。一些施工人员自身没有较为严谨的工作态度,在作业过程中盲目的追求施工速度,没有按照施工的相关规程作业。在台背填土的作业中速度过快,导致地基出现扰动与破坏,没有预留出足够的时间去固结。除此之外,在施工的过程中也没有严格按照“三分法”进行施工以及分层的厚度以及用料的质量都没有严格的规范和把关。这些人为因素都会直接造成台背填土的不稳定、工后沉降量较大等现象,这也是当前桥头跳车现象较为突出的影响因素。
1.4、结构突变
众所周知,桥台与台背路面二者的结构存在有较大的差异,所以在长期的车辆荷载作用下,基层的密实度也在不断的增加,结构层也会因此受到持续的压缩。但是因为两侧的抗压能力存在较大的差异,所以相对的沉降也就无法避免。长此以往便会导致路面结构受到损害继而出现跳车。
1.5、设计问题
设计工作中存在的缺陷,往往也会限制后期的施工作业以及最终的施工效果。例如在设计工作中对于基底未做彻底有效的处理,对于一些并不理想的地基也没有彻底有效的去提高其承载力。这样的规划势必会对之后的公路运营造成影响。除此之外,桥梁与引道路面之间的接缝问题也是设计环节的重点优化对象,如果未有效的处理,势必也会也会因为接缝的损坏而造成桥头跳车现象。
二、桥头跳车现象的预防措施
2.1、地基的处理
对桥头部位较弱的地基进行有效的处理,是控制桥头跳车的重要方法。当前针对桥头部位较为软弱的地基,国内外的应对方法已经相对成熟。例如料粒桩法、加固土桩法等。
2.1.1、深层搅拌加固软基
通过深层搅拌的方式对桥头的软基进行处理,这本身属于加固土桩的处理类型。该方法主要的使用土质是较软粘性土。在施工中,首先需要整平原地面,随后做好钻机的定位以及钻杆钻进。通过强制搅拌以及复拌的过程后在移出钻杆。这样的处理方式在实际的应用中有着重要的现实意义,一方面因为该施工过程不会限制路基的填土速率,另一方面因为施工过程无污染和震动,对于周边的环境及建筑物也不会造成不利的影响。
2.1.2、砂桩加固软基
通过利用砂桩去固定桥头软基的方式,本身也是作为料粒类处理方法。该处理方式在松砂地址软土等地质条件。在施工的过程中,同样要平整原地面,而后定位固定机具。随着桩管的沉入,开始加料并压实。最后拔出桩管,移走机具。该处理方法在应用的过程中,为了更好地促进地基的固结以及控制后期的沉降,在后期还会配合堆载进行超压或是预压施工,以此来保障地基的强度达到理想的状态,同时促进地基整体稳定性的提高。
2.1.3、塑料排水板堆载预压
这一处理方法属于竖向排水体预压类型的范畴。在该方法在一些柔弱黏性土质中有着广泛的应用。在实际的应用过程中,为了更好的提高排水效果,促进固结以及控制后期的沉降。在施工的过程中还会配合堆载预压或是超压施工,以此来促进地基土有效应力的增加、承载力及稳定力的提高。该处理方法最大的特点在于过程更为简便且成本较低。但是相比于以上两种处理方法,该方法的实质效果会有一定的不足,仍会存在少量的工后沉降现象。
2.1.4、换填及晾晒
对于常年积水地段的地基,需展开及时有效的处理。在施工过程中,当地基的厚度小于两米的时候,可以采用台背回填相同的材料进行置换。而当地基的厚度较高,置换成本明显增加的时候,也需要选择其他类型的处理方式。例如地基中富含有机质的粘性土层,那么便可以进行换填处理,而对于一些含水量较大的粘性土,则可以在施工的过程中进行挖出翻晒处理并回填利用。
当填土的高度小于四米时,开挖深度应控制在0.6米左右,当填土高度大于4m的时候,开挖深度也可以控制在一米以上。在挖出翻晒并回填使用之后,应当采用石灰进行土填筑的稳定。在施工过程中如果如果因天气因素无法有效翻晒,则可以全部采用石灰进行改良处理。值得一提的是,在这一环节中如果有理想的透水性材料料源的時候,也应该进行优先选用。 2.2、路面处理
2.2.1、设置桥台搭板
桥台搭桥的主要作用在于将相关的力从柔性的路堤逐步的转移到桥台之上,以此来减缓车辆的跳跃现象。在设置桥头搭板的过程中,需要结合路基施工之后的沉降值来选择,通常会选择设置的长度为三米到十五米之间。在桥头引道是刚性路面的时候,搭板的纵坡设计也需要平行与路面的设计。同时为了保证搭板的使用状态,在搭板之上也可以铺设沥青。随着时间的流逝,当搭板出现下沉的问题时,也可以继续使用铺设沥青的方式予以解决。
2.2.2、设置变厚式埋板
为了控制二次跳车问题,也可以在搭板的末端埋设一段变厚式埋板。埋板的长度需控制在三米到五米之前,对于水泥混凝土的路面来说,也可以将搭板连接的路面板换成变厚式板。为了提高該部位的抗压能力,也可以采用强度和回弹模量均高于其他路段的材料层,这样的设计也有利于控制错台幅度,避免出现二次跳车的现象。
2.2.3、采用过渡式路面
过渡式的路面就是在桥头一定范围内铺设的,用于预防桥头跳车现象的一种铺设路面。通常是选择将相应部位的永久性路面进行改铺处理,处理的时机选择应当在路堤沉降基本结束之后。当前过渡性路面的选择类型也十分的广泛,例如混凝土六棱块,半刚性过渡层等。其中六棱块的主要优势在于翻修的效率较高,且在水泥混凝土路面以及土路面上应用较为理想。但是这一类型的材料不易于平整的铺设,所以在行车的过程中仍然会出现小幅度的抖动。所以相比于这两种类型的路面,沥青表处过渡层在施工及后期的维护作业中,都有着更为直观明显的优势。待出现较大沉降的状况时,可通过加铺沥青的方式进行完善,以保证高级公路的正常运营。
三、桥头跳车的处理
在出现桥头跳车现象之后,当前较为主流的处理方式有换土复填法、灌浆法和重铺面层法等处理方式。其中灌浆法和加铺路面也为经济和有效的选择。
3.1、灌浆法
灌浆法不仅操作简便,而且成本较低,对于公路的正常运行也不会造成较大的影响。在采用灌浆法的过程中,应首先选择良好的压浆材料。通常而言会选择水泥浆液加添加剂,但是这样的设置会因为凝固时间难以控制而存在诸多的弊病。当前市场上出现的高水速凝材料,其在于粉煤灰等材料进行混合搅拌之后,能够保持较长时间的不凝固。这就能够实现远程的投放和运输,同时材料的凝结时间也能够更好的控制,是当前灌浆法较为理想的压浆材料选择。其次便是压浆工艺的完善,压浆孔应按照梅花状进行布置。孔之间的间距需保持3cm,注浆压力设置为1.5-0.5MPa。在压浆的过程中,要注重调和料的和易性,同时要严格的控制配比,最后还要确保混合料具备一定的膨胀性。
3.2、加铺面层法
顾名思义,加铺面层就是在出现问题的部位进行重新的铺筑,以保证行车的平顺。但是这样的处理方式只能是暂时的解决跳车问题,不能从根本上进行完善。所以一般在地基和路基基本沉降到位之后才选择这样的处理方式。
结语:桥头跳车作为公路维护作业中常见的现象,其不仅会影响公路的使用寿命,同时也会直接影响行车的安全与舒适性。本文以此为基础,结合桥头跳车的影响因素和预防措施展开及的探索。在文章的最后,还结合桥头跳车现象的处理措施进行简要的分析,希望能够为今后桥头跳车问题的预防和就解决提供有价值的参考。
参考文献:
[1] 倪振华. 高等级公路桥头跳车的危害及其机理的分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(13).
[2] 刘美朋. 高等级公路桥头跳车病因分析及防治措施[J]. 科技致富向导, 2015(5):257-257.
[3] 李军政. 解决高等级公路桥头跳车的理论与施工[J]. 2016, 14(5):211-211.
[4] 陈晓光. 基于沉降量和沉降速率控制的黄泛区桥头跳车地基处治技术研究[D]. 山东大学, 2017.
[5] 沈水龙, 石名磊, 杜守继, et al. 软土地基上道路桥头跳车缓解工法的设计与工程实践[J]. 期刊, 2016, 24(07).
[6] 郝东洪. 路桥工程设计中柔性搭板技术的应用[J]. 企业文化旬刊, 2018(3).
作者简介:
技术职称: 副高 学历:大学本科 籍贯 湖南长沙
主要从事的工作: 公路桥梁质量检验