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摘 要桥头跳车现象是困扰市政工程技术人员的难题之一。解决桥头跳车的问题,是市政设施管理部门的一项重要任务。结合本人多年的施工实践经验,本文对桥头跳车现象的成因进行了分析,提出了防治桥头跳车的一些技术措施。
关键词桥头;跳车;沉陷;地基;防治;措施
中图分类号U418文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)022-0081-01
桥头跳车是指桥梁两端由于桥梁构造物两侧与路堤填料衔接处的差异沉降而使路面出现显著的纵坡变化,在车辆通过时产生跳跃的现象。桥头跳车问题一直是市政工程技术人员需要解决的难题之一,跳车对行车安全和舒适性也产生严重的影响,而且跳车产生的冲击力会导致路面、路基和桥梁结构的进一步损坏。结合笔者多年的施工实践经验,本文就桥头跳车现象的成因进行了分析,提出了一些防治桥头跳车的技术措施,供大家参考。
1桥头跳车的成因
形成桥头跳车的主要原因跟以下几个因素有关:
1)设计时考虑不够周全。通过对跳车现象的调查可知,设计方案的选择对桥头跳车有较大的影响,如采用高路堤方案或设计的路基穿越软土地基,势必在运营阶段存在较大的沉降;桥涵构造物选用桩基或扩大基础等形式,其运营期的沉降差异也很大;对软土地基路段采用不同的处理方法、对路堤填筑速率和填筑材料的控制不同,其效果也大不一样。
2)地基沉陷变形。桥梁两端外的土质不良,地基强度不足,是引起桥头跳车产生沉陷的主要内在原因。当路基位于地下水位较高的地方时,多含有软土或湿陷性黄土,此类土天然含水量、孔隙比较大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,当土体受到扰动,天然结构就容易受到破坏,强度便显著降低。桥头路基填筑高度如果较大,产生基底应力也相应较大,在车辆荷载的作用下,更容易引起地基沉陷,而且变形过程往往要持续数年乃至数十年。不难理解,即便在一些较稳定地基地段,在外荷载作用下,也不可避免地会出现这个问题。
3)台后填料的压缩沉陷。近些年来,为改善桥头跳车现象,台后填料一般采用渗透性材料。但渗透性材料内部存在着很多孔隙,在靠近台后背处,压实机具又不难以将填料颗粒间孔隙完全消除,在自身重力和长期的车辆荷载作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低,便在短时间内产生压缩沉降,造成错台,发生跳车现象。在笔者经历的工程实践中,施工时的工序和质量达到了规范要求,但由于台后填土较高,随着时间推移和车辆荷载的反复作用,也会产生不可避免的沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台倾斜,发生不均匀下沉,危及行车安全。
4)台背排水不畅。台背的排水工程未按设计要求设置常常引起排水不畅。桥台与路堤的连接部位存在缝隙,雨水会沿该缝隙向下渗透,当发生排水不畅的情况时,雨水会对土质填料,特别对压实度达不到要求的填方体,易产生侵蚀和软化,降低其强度,导致填方体变形,在外部车辆荷载冲击作用下,造成台后路基不均匀沉降。
5)路基的结构刚柔突变。构筑物桥台一般采用钢筋混凝土浇注而成,其刚性较大的,具有较大的整体刚度,并且一般都作了加固处理,沉降量很小,建成后的桥台沉降基本可认为是零;而与桥台相连的道路,则是刚度较小、柔性较大的弹塑性体,具有压缩徐变的特性,即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素产生沉降现象。在车辆荷载的反复作用下,两者间的刚度差引起道路与桥台之间产生较大的塑性变形和刚度突变,增强了桥头跳车的震動幅度。
6)施工质量控制不严。施工工序不符合设计和规范要求,台背填筑物的质量不达标、台背填筑速度过快、压实度不合格等因素都会使其沉降速度加快,从而产生桥头跳车现象。
2桥头跳车的防治措施
1)加强对地基的处理。处理好台背软弱地基,是控制桥头跳车现象的关键。要严格按照设计要求对桥头软弱地基进行处理。如设计无要求,则需要根据具体地质情况选用合适的处理方法,以改善地基性能,提高地基承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。
对软弱地基处理,现在国内有换填法、排水法、超载预压、水泥搅拌桩复合地基等常用方法。就目前情况来看,超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;水泥搅拌桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用较高;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验也较为成熟,是目前处理软基较为常用方法。
2)做好填料材料及填料质量的控制。桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,易于控制压实质量,减小路基压缩沉降;同时选用内摩擦角较大的填料也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。台背后填筑透水性材料,要满足一定的长度、宽度和高度要求。
3)加强桥头排水设计。水对地基和桥头回填土强度具有非常大的影响,当土体含水量增加后,会使地基承载力下降和边坡土方饱和坍塌。雨水渗透是桥台回填土进入“沉降—跳车冲击—开裂”恶性循环的催化剂。因此桥头填方路基要更加注意排水设计,要保持桥头排水通畅。另外,从设计上对桥台路肩进行硬化,在两侧桥头路堤中央分隔带加铺预制块硬化路堤表面,并将硬化带与桥台前锥坡硬化连成一体,防止水渗入桥台后的路堤内。对桥台附近路堤边坡进行浆砌和对桥台进行集中统一排水处理是全面避免桥台进入恶性循环的综合处理方案,其效果是显而易见的。
4)接头处路面处理 桥台结构和路基结构是两种不同的体系。因此,如何处理好桥梁与引道路面的接头以及如何消除和减少结构突变,使两个性质不同的路面体系在抗垂直变形上能平顺连接过度,仍是我们需要考虑的主要方面。
当桥面铺装沥青路面时,可在桥台处设置变厚式钢筋混凝土搭板;当桥面为水泥混凝土路面,则将连接处路面板改为变厚式。通常,搭板一端放在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔,如为斜交桥,还应设置钢筋混凝土渐变板。另一端搁置在特制的枕梁或路面基层上,为避免该处形成路面凹陷,枕梁一定要进行特别处理。
5)严格控制施工质量。加强施工质量管理,严格按规范要求施工,能有效减少桥头跳车。(1)选择合适的碾压方法,完善施工工艺和方法。尽量扩大施工场地或加宽碾压以充分发挥大型压实机械的作用。碾压可横向进行,以便尽可能地压实靠近台背部分的土体。对于压实机械难以触及的部位,可采用专用的小型压实机具配合人工进行夯实、碾压。同时要注意选择合理的机械搭配和碾压的厚度及遍数,最终达到压实度要求。另外,台背连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行,尽量使这些不易碾压的地方能随时得到压实。(2)要加强质量管理和监督,严格执行工序检验和验收制度。
3结束语
桥头跳车是非常普遍的道路通病之一,对行车的安全性和舒适性产生了严重影响,而且跳车产生的冲击力会导致路面、路基和桥梁结构的进一步损坏。但只要在施工过程中,多观察、多比较,及时发现问题,并认真进行分析和总结,针对不同原因,选择合理处理方案,桥头跳车病害是可以有效控制的。
参考文献
[1]黄忠昌,尹恒世.桥头跳车的预防与处理措施.2007.
[2]秦林清.浅谈公路桥头跳车.2007.
[3]于跟社.桥头跳车病害的防治.2006.
关键词桥头;跳车;沉陷;地基;防治;措施
中图分类号U418文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)022-0081-01
桥头跳车是指桥梁两端由于桥梁构造物两侧与路堤填料衔接处的差异沉降而使路面出现显著的纵坡变化,在车辆通过时产生跳跃的现象。桥头跳车问题一直是市政工程技术人员需要解决的难题之一,跳车对行车安全和舒适性也产生严重的影响,而且跳车产生的冲击力会导致路面、路基和桥梁结构的进一步损坏。结合笔者多年的施工实践经验,本文就桥头跳车现象的成因进行了分析,提出了一些防治桥头跳车的技术措施,供大家参考。
1桥头跳车的成因
形成桥头跳车的主要原因跟以下几个因素有关:
1)设计时考虑不够周全。通过对跳车现象的调查可知,设计方案的选择对桥头跳车有较大的影响,如采用高路堤方案或设计的路基穿越软土地基,势必在运营阶段存在较大的沉降;桥涵构造物选用桩基或扩大基础等形式,其运营期的沉降差异也很大;对软土地基路段采用不同的处理方法、对路堤填筑速率和填筑材料的控制不同,其效果也大不一样。
2)地基沉陷变形。桥梁两端外的土质不良,地基强度不足,是引起桥头跳车产生沉陷的主要内在原因。当路基位于地下水位较高的地方时,多含有软土或湿陷性黄土,此类土天然含水量、孔隙比较大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,当土体受到扰动,天然结构就容易受到破坏,强度便显著降低。桥头路基填筑高度如果较大,产生基底应力也相应较大,在车辆荷载的作用下,更容易引起地基沉陷,而且变形过程往往要持续数年乃至数十年。不难理解,即便在一些较稳定地基地段,在外荷载作用下,也不可避免地会出现这个问题。
3)台后填料的压缩沉陷。近些年来,为改善桥头跳车现象,台后填料一般采用渗透性材料。但渗透性材料内部存在着很多孔隙,在靠近台后背处,压实机具又不难以将填料颗粒间孔隙完全消除,在自身重力和长期的车辆荷载作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低,便在短时间内产生压缩沉降,造成错台,发生跳车现象。在笔者经历的工程实践中,施工时的工序和质量达到了规范要求,但由于台后填土较高,随着时间推移和车辆荷载的反复作用,也会产生不可避免的沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台倾斜,发生不均匀下沉,危及行车安全。
4)台背排水不畅。台背的排水工程未按设计要求设置常常引起排水不畅。桥台与路堤的连接部位存在缝隙,雨水会沿该缝隙向下渗透,当发生排水不畅的情况时,雨水会对土质填料,特别对压实度达不到要求的填方体,易产生侵蚀和软化,降低其强度,导致填方体变形,在外部车辆荷载冲击作用下,造成台后路基不均匀沉降。
5)路基的结构刚柔突变。构筑物桥台一般采用钢筋混凝土浇注而成,其刚性较大的,具有较大的整体刚度,并且一般都作了加固处理,沉降量很小,建成后的桥台沉降基本可认为是零;而与桥台相连的道路,则是刚度较小、柔性较大的弹塑性体,具有压缩徐变的特性,即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素产生沉降现象。在车辆荷载的反复作用下,两者间的刚度差引起道路与桥台之间产生较大的塑性变形和刚度突变,增强了桥头跳车的震動幅度。
6)施工质量控制不严。施工工序不符合设计和规范要求,台背填筑物的质量不达标、台背填筑速度过快、压实度不合格等因素都会使其沉降速度加快,从而产生桥头跳车现象。
2桥头跳车的防治措施
1)加强对地基的处理。处理好台背软弱地基,是控制桥头跳车现象的关键。要严格按照设计要求对桥头软弱地基进行处理。如设计无要求,则需要根据具体地质情况选用合适的处理方法,以改善地基性能,提高地基承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。
对软弱地基处理,现在国内有换填法、排水法、超载预压、水泥搅拌桩复合地基等常用方法。就目前情况来看,超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;水泥搅拌桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用较高;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验也较为成熟,是目前处理软基较为常用方法。
2)做好填料材料及填料质量的控制。桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,易于控制压实质量,减小路基压缩沉降;同时选用内摩擦角较大的填料也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。台背后填筑透水性材料,要满足一定的长度、宽度和高度要求。
3)加强桥头排水设计。水对地基和桥头回填土强度具有非常大的影响,当土体含水量增加后,会使地基承载力下降和边坡土方饱和坍塌。雨水渗透是桥台回填土进入“沉降—跳车冲击—开裂”恶性循环的催化剂。因此桥头填方路基要更加注意排水设计,要保持桥头排水通畅。另外,从设计上对桥台路肩进行硬化,在两侧桥头路堤中央分隔带加铺预制块硬化路堤表面,并将硬化带与桥台前锥坡硬化连成一体,防止水渗入桥台后的路堤内。对桥台附近路堤边坡进行浆砌和对桥台进行集中统一排水处理是全面避免桥台进入恶性循环的综合处理方案,其效果是显而易见的。
4)接头处路面处理 桥台结构和路基结构是两种不同的体系。因此,如何处理好桥梁与引道路面的接头以及如何消除和减少结构突变,使两个性质不同的路面体系在抗垂直变形上能平顺连接过度,仍是我们需要考虑的主要方面。
当桥面铺装沥青路面时,可在桥台处设置变厚式钢筋混凝土搭板;当桥面为水泥混凝土路面,则将连接处路面板改为变厚式。通常,搭板一端放在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔,如为斜交桥,还应设置钢筋混凝土渐变板。另一端搁置在特制的枕梁或路面基层上,为避免该处形成路面凹陷,枕梁一定要进行特别处理。
5)严格控制施工质量。加强施工质量管理,严格按规范要求施工,能有效减少桥头跳车。(1)选择合适的碾压方法,完善施工工艺和方法。尽量扩大施工场地或加宽碾压以充分发挥大型压实机械的作用。碾压可横向进行,以便尽可能地压实靠近台背部分的土体。对于压实机械难以触及的部位,可采用专用的小型压实机具配合人工进行夯实、碾压。同时要注意选择合理的机械搭配和碾压的厚度及遍数,最终达到压实度要求。另外,台背连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行,尽量使这些不易碾压的地方能随时得到压实。(2)要加强质量管理和监督,严格执行工序检验和验收制度。
3结束语
桥头跳车是非常普遍的道路通病之一,对行车的安全性和舒适性产生了严重影响,而且跳车产生的冲击力会导致路面、路基和桥梁结构的进一步损坏。但只要在施工过程中,多观察、多比较,及时发现问题,并认真进行分析和总结,针对不同原因,选择合理处理方案,桥头跳车病害是可以有效控制的。
参考文献
[1]黄忠昌,尹恒世.桥头跳车的预防与处理措施.2007.
[2]秦林清.浅谈公路桥头跳车.2007.
[3]于跟社.桥头跳车病害的防治.2006.