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摘 要:路桥过渡段是公路桥梁施工的重点部位,其中软基地基处理又是过渡段施工的关键。如果软基地基处理不到位,必然导致不均匀沉降,影响车辆安全通行。为此,采取有效措施,加强过渡段软基路基处理工作,实现对不均匀沉降的有效控制是施工单位必须高度重视的问题。
关键词:路桥过渡段;软基路基;不均匀沉降
1路桥过渡段软基路基的特点
(1)具有较强的结构性,恢复速度快。路桥过渡段软基路基的结构性比较强,弹性大,当收到外力的作用时,短时间内土层结构会遭到破坏,但过一段时间之后,软基路基还会恢复到之前的强度。(2)水分含量高。路桥过渡段软基路基主要是指含有一定比例有机质、压缩浓度较低的土层,含有较高的水分,一般水分含量在 25% -75%左右。公路路桥过渡段的软基很多都是流水沉积的作用形成的,因此软土形成之后还会保留有一定的水分和空气,从而给软土内部形成了一定比例的孔隙。(3)抗压强度低。路桥过渡段软基路基是由一些软土为机制堆积而成的,并且含有很多的水分,因此其抗压强度相比与公路其他地方的土质要低。当受到外力作用的时候,例如载有高重量货物卡车的碾压,大雨的冲刷等,路桥过渡段边坡的软土路基就很容易遭到破坏,从而降低公路路面的施工质量。
2路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因
2.1 填料存在压缩变形现象
路桥过渡段软基路基施工效果受填料质量的影响是显而易见的。例如,填料塑性变形较大、孔隙较大、压实度不够、通车运行后出现较大沉降差,或者填料即使经过压实,但颗粒间孔隙不会完全消除,受到车辆荷载反复作用之后,出现塑性变形情况。施工中选用的填料性质不一样,刚度大小不一样,导致沉降差异不同,也会引发不均匀沉降问题。
2.2 软基处理不到位
桥台地基和过渡段采用不同处理方法,导致二者的刚度、强度、承载力存在差异。但作用在二者的车辆荷载是一定的,久而久之,容易出现不均匀沉降问题。施工中,桥台地基常用刚性钻孔灌注桩技术处理,深度达10m,稳定性高,效果好,基本不会出现沉降问题。但软基路基常用换填法、深层搅拌桩法、排水固结法等处理,工后沉降需要较长时间才稳定,变形较大,处理效果不及桥台处理效果,在车辆荷载影响下,容易出现不均匀沉降问题。
2.3 施工工艺存在不足
一般先进行桥台施工,然后填筑路基,施工单位容易将质量控制重点放在路基,而对过渡段的重视程度不够,或者为了加快施工进度,提前完成任务,忽视控制过渡段填筑和压实效果,质量验收和检测不到位,存在较大工后沉降和变形问题。除此之外,过渡段不方便机械作业和机械施工,难以对填料压实质量进行有效控制,这也是导致不均匀沉降发生的重要原因。
2.4 雨水侵蚀带来的负面影响
路桥工程通车运行后,在车辆荷载、填料自重、地基不均匀沉降影响下,桥台后的填土出现裂缝,或者排水不畅,受到雨水的影响,填土孔隙率发生改变,使得填土强度下降,甚至出现填料被水流带走的情况。导致过渡段变形现象发生,对车辆行驶也带来负面影响。
3针对路桥过渡段软基路基不均匀沉降的防治措施
3.1 制定科学合理的路桥过渡段
软基路基架构方案在制定路桥过渡段软基路基架构方案之前,首先要对路桥过渡段的地质情况进行勘探,确定是否有软基存在,并明确软基所在的位置,软基的深度,软基的范围以及软基的物理力学性质等。其次,要合理设计缓和过渡段软基路基。路桥过渡段的结构形式主要有混凝土结构桥台、填土路基、沥青混凝土路面等结构形式。在设计路桥过渡段结构的时候,要根据路基过渡段的具体情况,设置相应强度的过渡段。一般来说,柔性路堤和刚性桥台面之间的强度渐变段需要有 50m 左右的长度。如果路桥引道之间没有软土地基的存在,那么柔性路堤和刚性桥台面之间的强度渐变段至少不得低于 13m。第三,路桥过渡段的路基条件和地基条件要满足设计规范的要求。路桥过渡段路基的工后沉降值包保持在 10cm 以下,沉降差要小于 5cm,同时沉降坡度保持在 0.4%的标准范围之内。要对路桥过渡段基地、桥台、横向结构物、相邻路堤的基底等部位同时进行处理。可以利用振动压路机将过渡段的路堤压实平整,路堤的高度一般控制在小于 3m 的高度。
3.2 做好路桥过渡段排水工作
首先,路桥过渡段在施工之前,應根据场地情况,采取相应的防排水措施;其次,要采取措施防止过渡段台背回填料表面出现地表水渗入情况;第三,要按照设计的要求,在路桥过渡段台背与回填料之间设置防排水层;第四,路桥过渡段填料与其他填料与相邻路堤填料之间的反滤层应按设计要求进行施工;第五,要按照设计的要求,在过渡段坡脚两侧、路堤底部设置纵横排水管道;第六,过渡段路堤两侧防护砌体的施工应在地基和路堤变形稳定后进行。
3.3 做好路桥过渡段软基路基压实工作
路桥过渡段软基路基压实工作对于整个路桥过渡段的质量有着重要的影响,因此要做好路桥过渡段软基路基压实工作。首先,要根据地质勘探结果,科学合理的设计路桥过渡段路基的宽度、厚度。其次,要按照汽车卸土、推土机平整、洒水晾晒、压路机碾压、压实度检测的顺序给路桥过渡段路基进行压实。第三,在压实路基的过程中,要控制好各个环节的具体工作,保证各个阶段的压实工作都符合相关的技术标准要求,保证整个路桥过渡段路基的压实度。
3.4合理选择填料,保证填料质量
过渡段工程施工效果受填料性质和填料质量的影响,为此,该施工单位非常重视该项工作。一般而言,选用强度高、刚度大的级配粗粒料,包括级配碎石、级配砂砾石、混凝土等,将其用作过渡段软基路基填筑材料,更能提高施工效果,确保压实度符合要求与技术标准。该过渡段软基路基处理中,采用级配碎石掺5%水泥和3%水泥作为填料,并将这些填料进行均匀搅拌。然后应用分层填筑、分层压实的施工方式,每层厚度20cm,保证每层填筑和压实效果,进而确保整个软基路基填筑效果。
3.5埋设加筋材料,增强施工水平
施工过程中,在过渡段埋设加筋材料,确保路桥过渡段顺利过渡,确保刚度比较接近,也提高不均匀沉降控制水平。另外,该措施的应用能增加表面侧向应力,限制土体侧向变形,增强加筋土强度,这样一来,能有效控制加筋土的整体变形。同时,施工中铺设加筋材料后,加筋土形成一个刚度大、承载力强的复合体,提高路基刚度和承载力。通车运行之后,即使受到较大车辆荷载的反复作用,也能保持良好性能,不容易出现变形情况。一般来说,施工中为更好发挥加筋材料的作用,应该科学合理确定材料的铺设层数和间距,增强材料力学性能,更好发挥其作用,确保路桥过渡段稳固。该路桥过渡段施工中,加筋材料选用双向聚酯土工格栅加筋,铺设间隔为0.6m,坡高6~10m之间的格栅幅宽2.5m;坡高10~15m之间的格栅幅宽4.0m;当坡高大于15m时,施工中结合实际情况科学、合理确定格栅幅宽。通过采取该施工方式,实现路桥过渡段平稳过渡,取得良好施工效果,为车辆通行创造有利条件。
结束语
过渡段软基路基处理是路桥施工的重点内容,只有采取有效措施,做好处理工作才能提高施工质量,实现对不均匀沉降的有效控制,确保车辆顺利通行。施工中应该结合过渡段实际情况,有针对性的采取控制对策,加强每个施工环节质量控制。同时还要严格落实施工管理措施,加强质量验收与检测工作,总结施工经验。
参考文献
[1] 林广东,肖黎,论路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因 [J].商品与质量·学术观察,2014(7):189.
[2] 曾财.路桥过渡段软基路基路面施工研究 [J].建材发展导向(下),2014(1):154.
(作者单位:东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司)
关键词:路桥过渡段;软基路基;不均匀沉降
1路桥过渡段软基路基的特点
(1)具有较强的结构性,恢复速度快。路桥过渡段软基路基的结构性比较强,弹性大,当收到外力的作用时,短时间内土层结构会遭到破坏,但过一段时间之后,软基路基还会恢复到之前的强度。(2)水分含量高。路桥过渡段软基路基主要是指含有一定比例有机质、压缩浓度较低的土层,含有较高的水分,一般水分含量在 25% -75%左右。公路路桥过渡段的软基很多都是流水沉积的作用形成的,因此软土形成之后还会保留有一定的水分和空气,从而给软土内部形成了一定比例的孔隙。(3)抗压强度低。路桥过渡段软基路基是由一些软土为机制堆积而成的,并且含有很多的水分,因此其抗压强度相比与公路其他地方的土质要低。当受到外力作用的时候,例如载有高重量货物卡车的碾压,大雨的冲刷等,路桥过渡段边坡的软土路基就很容易遭到破坏,从而降低公路路面的施工质量。
2路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因
2.1 填料存在压缩变形现象
路桥过渡段软基路基施工效果受填料质量的影响是显而易见的。例如,填料塑性变形较大、孔隙较大、压实度不够、通车运行后出现较大沉降差,或者填料即使经过压实,但颗粒间孔隙不会完全消除,受到车辆荷载反复作用之后,出现塑性变形情况。施工中选用的填料性质不一样,刚度大小不一样,导致沉降差异不同,也会引发不均匀沉降问题。
2.2 软基处理不到位
桥台地基和过渡段采用不同处理方法,导致二者的刚度、强度、承载力存在差异。但作用在二者的车辆荷载是一定的,久而久之,容易出现不均匀沉降问题。施工中,桥台地基常用刚性钻孔灌注桩技术处理,深度达10m,稳定性高,效果好,基本不会出现沉降问题。但软基路基常用换填法、深层搅拌桩法、排水固结法等处理,工后沉降需要较长时间才稳定,变形较大,处理效果不及桥台处理效果,在车辆荷载影响下,容易出现不均匀沉降问题。
2.3 施工工艺存在不足
一般先进行桥台施工,然后填筑路基,施工单位容易将质量控制重点放在路基,而对过渡段的重视程度不够,或者为了加快施工进度,提前完成任务,忽视控制过渡段填筑和压实效果,质量验收和检测不到位,存在较大工后沉降和变形问题。除此之外,过渡段不方便机械作业和机械施工,难以对填料压实质量进行有效控制,这也是导致不均匀沉降发生的重要原因。
2.4 雨水侵蚀带来的负面影响
路桥工程通车运行后,在车辆荷载、填料自重、地基不均匀沉降影响下,桥台后的填土出现裂缝,或者排水不畅,受到雨水的影响,填土孔隙率发生改变,使得填土强度下降,甚至出现填料被水流带走的情况。导致过渡段变形现象发生,对车辆行驶也带来负面影响。
3针对路桥过渡段软基路基不均匀沉降的防治措施
3.1 制定科学合理的路桥过渡段
软基路基架构方案在制定路桥过渡段软基路基架构方案之前,首先要对路桥过渡段的地质情况进行勘探,确定是否有软基存在,并明确软基所在的位置,软基的深度,软基的范围以及软基的物理力学性质等。其次,要合理设计缓和过渡段软基路基。路桥过渡段的结构形式主要有混凝土结构桥台、填土路基、沥青混凝土路面等结构形式。在设计路桥过渡段结构的时候,要根据路基过渡段的具体情况,设置相应强度的过渡段。一般来说,柔性路堤和刚性桥台面之间的强度渐变段需要有 50m 左右的长度。如果路桥引道之间没有软土地基的存在,那么柔性路堤和刚性桥台面之间的强度渐变段至少不得低于 13m。第三,路桥过渡段的路基条件和地基条件要满足设计规范的要求。路桥过渡段路基的工后沉降值包保持在 10cm 以下,沉降差要小于 5cm,同时沉降坡度保持在 0.4%的标准范围之内。要对路桥过渡段基地、桥台、横向结构物、相邻路堤的基底等部位同时进行处理。可以利用振动压路机将过渡段的路堤压实平整,路堤的高度一般控制在小于 3m 的高度。
3.2 做好路桥过渡段排水工作
首先,路桥过渡段在施工之前,應根据场地情况,采取相应的防排水措施;其次,要采取措施防止过渡段台背回填料表面出现地表水渗入情况;第三,要按照设计的要求,在路桥过渡段台背与回填料之间设置防排水层;第四,路桥过渡段填料与其他填料与相邻路堤填料之间的反滤层应按设计要求进行施工;第五,要按照设计的要求,在过渡段坡脚两侧、路堤底部设置纵横排水管道;第六,过渡段路堤两侧防护砌体的施工应在地基和路堤变形稳定后进行。
3.3 做好路桥过渡段软基路基压实工作
路桥过渡段软基路基压实工作对于整个路桥过渡段的质量有着重要的影响,因此要做好路桥过渡段软基路基压实工作。首先,要根据地质勘探结果,科学合理的设计路桥过渡段路基的宽度、厚度。其次,要按照汽车卸土、推土机平整、洒水晾晒、压路机碾压、压实度检测的顺序给路桥过渡段路基进行压实。第三,在压实路基的过程中,要控制好各个环节的具体工作,保证各个阶段的压实工作都符合相关的技术标准要求,保证整个路桥过渡段路基的压实度。
3.4合理选择填料,保证填料质量
过渡段工程施工效果受填料性质和填料质量的影响,为此,该施工单位非常重视该项工作。一般而言,选用强度高、刚度大的级配粗粒料,包括级配碎石、级配砂砾石、混凝土等,将其用作过渡段软基路基填筑材料,更能提高施工效果,确保压实度符合要求与技术标准。该过渡段软基路基处理中,采用级配碎石掺5%水泥和3%水泥作为填料,并将这些填料进行均匀搅拌。然后应用分层填筑、分层压实的施工方式,每层厚度20cm,保证每层填筑和压实效果,进而确保整个软基路基填筑效果。
3.5埋设加筋材料,增强施工水平
施工过程中,在过渡段埋设加筋材料,确保路桥过渡段顺利过渡,确保刚度比较接近,也提高不均匀沉降控制水平。另外,该措施的应用能增加表面侧向应力,限制土体侧向变形,增强加筋土强度,这样一来,能有效控制加筋土的整体变形。同时,施工中铺设加筋材料后,加筋土形成一个刚度大、承载力强的复合体,提高路基刚度和承载力。通车运行之后,即使受到较大车辆荷载的反复作用,也能保持良好性能,不容易出现变形情况。一般来说,施工中为更好发挥加筋材料的作用,应该科学合理确定材料的铺设层数和间距,增强材料力学性能,更好发挥其作用,确保路桥过渡段稳固。该路桥过渡段施工中,加筋材料选用双向聚酯土工格栅加筋,铺设间隔为0.6m,坡高6~10m之间的格栅幅宽2.5m;坡高10~15m之间的格栅幅宽4.0m;当坡高大于15m时,施工中结合实际情况科学、合理确定格栅幅宽。通过采取该施工方式,实现路桥过渡段平稳过渡,取得良好施工效果,为车辆通行创造有利条件。
结束语
过渡段软基路基处理是路桥施工的重点内容,只有采取有效措施,做好处理工作才能提高施工质量,实现对不均匀沉降的有效控制,确保车辆顺利通行。施工中应该结合过渡段实际情况,有针对性的采取控制对策,加强每个施工环节质量控制。同时还要严格落实施工管理措施,加强质量验收与检测工作,总结施工经验。
参考文献
[1] 林广东,肖黎,论路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因 [J].商品与质量·学术观察,2014(7):189.
[2] 曾财.路桥过渡段软基路基路面施工研究 [J].建材发展导向(下),2014(1):154.
(作者单位:东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司)