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摘要:近年来,随着现在路桥行业的不断进步与发展,各个施工环节的施工工艺以及技术在现在科学技术发展的前提下不断得到提升与发展,科学发展观为新技术的创新提供有力的支撑与保证。在路桥施工工程中,路桥过渡段出现不均匀沉降现象的预防措施是当前被重视和关注的关键问题,解决这个问题在整个路桥工程中占有关键的地位与作用。基于此,本文对公路路桥过渡段不均匀沉降的原因进行了分析,并提出了一些控制措施,以供参考。
关键词:路桥过渡段;不均匀沉降原因;处治措施
1 路桥过渡段产生不均匀沉降的原因
1.1 桥台台背路堤压实度不满足要求
所有桥梁、通道和明涵等都要求台背填土处治。然而,台后填土压实度由施工用料、施工顺序、施工机械、施工经验、施工作业面等工程管理因素的影响,施工过程涉及各个方面。从公路调查结果可知,台背填土普遍存在压实不足的问题,这是造成路桥过渡段不均匀沉降的基本原因之一。
1.2 桥头引道软土地基处治问题
软基路段由于地基沉降引起的桥头跳车现象仍然存在。分析其原因,主要是施工图设计时,地质钻探布孔过少,钻探深度不够,未能及时发现软基存在,或者未能准确探明软基范围和深度,软土的物理力学性质等等,导致桥头路堤软土地基处治遗漏,或采取的处治方法不恰当。在桥头引道,由于存在软土地基,桥台台背路堤施工时填土压实不足,雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低,这是造成路桥过渡段路堤沉降的主要原因。然而,桥台基础设计是按规范容许沉降值实施控制设计,一般情况下实际发生的沉降值较设计时小。因此,路桥过渡段的结构设计主要在于如何做好软基路堤沉降防治等路桥顺接构造物的设计。
1.3 桥头引道过渡段结构设计问题
桥头引道过渡段多采用搭板结构。然而,设置搭板以后的桥头跳车现象仍然严重,桥头搭板断板现象较为普遍。分析其设计原因,有下述情况:①根据桥梁的长度,桥头设置搭板长度划分为:a.大中桥,搭板长度为8m;b.小桥、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞,搭板长度为5m。然而,桥头引道路堤处于高填方路段,软基路段桥涵结构与桥头路堤相对沉降量大,由于搭板长度不够而起不到顺接作用,行驶车辆通过时必然出现桥头跳车现象。②搭板设计根据支承在弹性地基上的板计算,未考虑台背路堤沉降,雨水冲刷带走台背填土等原因造成搭板与台背路堤脱空的不利受力状态。结果形成搭板设计强度不足,产生断板,引起桥头线形突变,诱发车辆跳车现象。③桥头搭板处理目前尚没有定型的设计计算方法,公路桥涵设计规范也没有明确规定。④工程实践中,桥头搭板一般不作专项设计。但是,从工程实践可知,合理地处治软土地基,实施台后填土压实是消除路堤填筑土体沉降的条件,而可靠的搭板设计是解决桥头跳车的重要保证。
1.4 桥头引道路堤边坡防护的问题
从公路桥头引道路堤设计和施工可知,台背路堤填土通常采用砂类、渗水性土作为填料,不考虑防水和排水设施;通常,对桥台处于长期浸水路段,采用浆砌片石护坡。而其它桥台路段,只在锥坡范围设置浆砌片石护坡,台背设置方格网草护坡或草皮护坡。然而,从公路续建、水毁和收尾工程勘查过程中发现,许多桥头路堤沉降比较严重的地方,往往伴随锥坡和护坡水毁。桥头引道路堤边坡防护措施以及台背防水和排水设施的不适当,促使台背填土流失,路基强度降低。在行驶车辆长期反复作用下,桥头引道过渡段填土塑性变形,诱发桥头路堤不均匀沉降,出现桥头跳车现象。
2路桥过渡段不均匀沉降的处治措施
2.1优化路桥过渡段的施工组织设计
施工期间,必须要针对施工方案加以优化,确保施工合理性,具體来说涉及到以下几个方面:施工编制确保完善性、合理性;确保多套编制方案,从其中选择出最优秀的方案,确保施工质量有所保障;在针对过渡段进行设计的过程中,应当要做好相应的沉降试验,使得不均匀沉降可能性大幅度降低;当桥台结构在完成了施工后,施工人员就需要尽快进行过渡段填土压实施工处理;此外,路桥过渡路段堤和路接触的路堤进行压实过程中,就需要尽可能的进行分层压实处理,进而通过每层送铺土的15cm厚度,作为最佳厚度。
2.2采用过渡性路面
任何出现不均匀沉降现象的台背填土位置上,都可以直接铺筑成为使用沥青过渡层、预制水泥混凝土六棱块、半刚性过渡层、条石铺砌等方面的过渡性路面,使其能够最大限度的减少出现不均匀沉降现象的可能性。使用水泥六棱块、中条石铺砌过渡性路面过程中,呈现出的优势在于修复速度快、不影响交通,而缺点就在于路面本身的平整性较差。现阶段,使用半刚性沥青材料进行过渡层铺筑过程中,其呈现出的优势就是在沉降期间,能够及时的在沉降位置铺垫上相应的沥青混凝土,最大限度的确保车辆能够在这一过程中保持正常的行驶,尽可能的避免出现颠簸可能性。
2.3选择合适的路堤填料
路桥过渡段的沉降差主要由路堤压缩沉降和地基沉降引起。由动荷载引起的基床范围内的变形在强化基床表层后处于较低的水平,而线路大部分的沉降主要是由于恒载作用下产生的路堤下部以及地基土层的沉降。对于路堤下部填料而言,不同填料在达到同一压实度的情况下,在同一荷载作用下的压密下沉是不相同的。强度低、刚度小的材料较强度高、刚度大的材料大得多,即用强度低、刚度小的材料即使达到规范要求的压实度,在较大荷载作用下仍产生较大的塑性变形,因此为减少轨面的弯折变形,应采用强度高、刚度大的级配粗粒料,包括级配碎石、级配砂砾石、水泥石灰改良砂石土或低标号混凝土等。
2.4加筋土路堤结构技术
加筋材料的埋设在路桥过渡段是十分必须的,筋土的整体强度会因为表观侧向应力的增加而变强,变形程度也会相对降低;筋土因为铺设了加筋材料形成了一个复合体,路基土的刚度得以增加,土工材料铺设的层数、力学特性以及间距等都会影响其刚度,所以,若在有效的压缩层厚度中设置数层加筋材料,则由于土筋之间的剪阻约束作用,使得土层的沉降有效地减少。从而通过调整加筋材料的布置间距和位置,可将桥台后过渡段的台阶式沉降变成连续的斜坡式沉降,以及降低台背处的侧向和垂直应力所引起的很大的剪应力,以达到路桥过渡段平稳过渡的目的。
2.5提高过渡段的压实度
压实施工执行的过程中,要最大限度的确保路桥台背路堤与护坡施工之间能够同时进行施工。并且在进行分层填土施工的过程中,需要使用一层填土来对于全部位置执行了覆盖工作之后,才进行下一步的压实工作。特别是在采取分层压实措施的过程中,务必要将每一层的松铺土15cm厚度,作为压实过程中的最佳标准,同时也可以直接使用方格网的形式,来达到对于填土数量加以控制的目的。除此之外,在执行施工操作期间,也必须要严格的依照正确施工顺序执行工作:首先要采取平土、填土、卸土措施,之后撒上水,进而完成相应最后的人工平土措施;之后,采取压路机进行多次碾压处理;最后一个环节就是对于压实工作的压实度进行检测。同时,在施工的过程中,相关的施工监理人员,需要对现场随时进行检查,尤其是在机械搅拌环节,要避免出现粗细骨料的窝折现象,进而使得压实的质量大幅度提高。
3结语
总之,由于路桥过渡段的桥台与路堤之间会有不均匀沉降产生,该现象在公路桥梁工程中尤为突出。应严格按照工程的实际情况,构建一套具有科学合理的管理方式,尽可能将路桥过渡段不均匀沉降的现象得到改善,促使桥头跳车现象得到整治,从而对社会经济效益得到进一步提升。
参考文献
[1]袁继平.公路路桥过渡段不均匀沉降的原因与控制措施[J].黑龙江科技信息.2019(17).
[2]周仲恒.公路路桥过渡段不均匀沉降的原因与控制措施[J].价值工程.2020(9).
关键词:路桥过渡段;不均匀沉降原因;处治措施
1 路桥过渡段产生不均匀沉降的原因
1.1 桥台台背路堤压实度不满足要求
所有桥梁、通道和明涵等都要求台背填土处治。然而,台后填土压实度由施工用料、施工顺序、施工机械、施工经验、施工作业面等工程管理因素的影响,施工过程涉及各个方面。从公路调查结果可知,台背填土普遍存在压实不足的问题,这是造成路桥过渡段不均匀沉降的基本原因之一。
1.2 桥头引道软土地基处治问题
软基路段由于地基沉降引起的桥头跳车现象仍然存在。分析其原因,主要是施工图设计时,地质钻探布孔过少,钻探深度不够,未能及时发现软基存在,或者未能准确探明软基范围和深度,软土的物理力学性质等等,导致桥头路堤软土地基处治遗漏,或采取的处治方法不恰当。在桥头引道,由于存在软土地基,桥台台背路堤施工时填土压实不足,雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低,这是造成路桥过渡段路堤沉降的主要原因。然而,桥台基础设计是按规范容许沉降值实施控制设计,一般情况下实际发生的沉降值较设计时小。因此,路桥过渡段的结构设计主要在于如何做好软基路堤沉降防治等路桥顺接构造物的设计。
1.3 桥头引道过渡段结构设计问题
桥头引道过渡段多采用搭板结构。然而,设置搭板以后的桥头跳车现象仍然严重,桥头搭板断板现象较为普遍。分析其设计原因,有下述情况:①根据桥梁的长度,桥头设置搭板长度划分为:a.大中桥,搭板长度为8m;b.小桥、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞,搭板长度为5m。然而,桥头引道路堤处于高填方路段,软基路段桥涵结构与桥头路堤相对沉降量大,由于搭板长度不够而起不到顺接作用,行驶车辆通过时必然出现桥头跳车现象。②搭板设计根据支承在弹性地基上的板计算,未考虑台背路堤沉降,雨水冲刷带走台背填土等原因造成搭板与台背路堤脱空的不利受力状态。结果形成搭板设计强度不足,产生断板,引起桥头线形突变,诱发车辆跳车现象。③桥头搭板处理目前尚没有定型的设计计算方法,公路桥涵设计规范也没有明确规定。④工程实践中,桥头搭板一般不作专项设计。但是,从工程实践可知,合理地处治软土地基,实施台后填土压实是消除路堤填筑土体沉降的条件,而可靠的搭板设计是解决桥头跳车的重要保证。
1.4 桥头引道路堤边坡防护的问题
从公路桥头引道路堤设计和施工可知,台背路堤填土通常采用砂类、渗水性土作为填料,不考虑防水和排水设施;通常,对桥台处于长期浸水路段,采用浆砌片石护坡。而其它桥台路段,只在锥坡范围设置浆砌片石护坡,台背设置方格网草护坡或草皮护坡。然而,从公路续建、水毁和收尾工程勘查过程中发现,许多桥头路堤沉降比较严重的地方,往往伴随锥坡和护坡水毁。桥头引道路堤边坡防护措施以及台背防水和排水设施的不适当,促使台背填土流失,路基强度降低。在行驶车辆长期反复作用下,桥头引道过渡段填土塑性变形,诱发桥头路堤不均匀沉降,出现桥头跳车现象。
2路桥过渡段不均匀沉降的处治措施
2.1优化路桥过渡段的施工组织设计
施工期间,必须要针对施工方案加以优化,确保施工合理性,具體来说涉及到以下几个方面:施工编制确保完善性、合理性;确保多套编制方案,从其中选择出最优秀的方案,确保施工质量有所保障;在针对过渡段进行设计的过程中,应当要做好相应的沉降试验,使得不均匀沉降可能性大幅度降低;当桥台结构在完成了施工后,施工人员就需要尽快进行过渡段填土压实施工处理;此外,路桥过渡路段堤和路接触的路堤进行压实过程中,就需要尽可能的进行分层压实处理,进而通过每层送铺土的15cm厚度,作为最佳厚度。
2.2采用过渡性路面
任何出现不均匀沉降现象的台背填土位置上,都可以直接铺筑成为使用沥青过渡层、预制水泥混凝土六棱块、半刚性过渡层、条石铺砌等方面的过渡性路面,使其能够最大限度的减少出现不均匀沉降现象的可能性。使用水泥六棱块、中条石铺砌过渡性路面过程中,呈现出的优势在于修复速度快、不影响交通,而缺点就在于路面本身的平整性较差。现阶段,使用半刚性沥青材料进行过渡层铺筑过程中,其呈现出的优势就是在沉降期间,能够及时的在沉降位置铺垫上相应的沥青混凝土,最大限度的确保车辆能够在这一过程中保持正常的行驶,尽可能的避免出现颠簸可能性。
2.3选择合适的路堤填料
路桥过渡段的沉降差主要由路堤压缩沉降和地基沉降引起。由动荷载引起的基床范围内的变形在强化基床表层后处于较低的水平,而线路大部分的沉降主要是由于恒载作用下产生的路堤下部以及地基土层的沉降。对于路堤下部填料而言,不同填料在达到同一压实度的情况下,在同一荷载作用下的压密下沉是不相同的。强度低、刚度小的材料较强度高、刚度大的材料大得多,即用强度低、刚度小的材料即使达到规范要求的压实度,在较大荷载作用下仍产生较大的塑性变形,因此为减少轨面的弯折变形,应采用强度高、刚度大的级配粗粒料,包括级配碎石、级配砂砾石、水泥石灰改良砂石土或低标号混凝土等。
2.4加筋土路堤结构技术
加筋材料的埋设在路桥过渡段是十分必须的,筋土的整体强度会因为表观侧向应力的增加而变强,变形程度也会相对降低;筋土因为铺设了加筋材料形成了一个复合体,路基土的刚度得以增加,土工材料铺设的层数、力学特性以及间距等都会影响其刚度,所以,若在有效的压缩层厚度中设置数层加筋材料,则由于土筋之间的剪阻约束作用,使得土层的沉降有效地减少。从而通过调整加筋材料的布置间距和位置,可将桥台后过渡段的台阶式沉降变成连续的斜坡式沉降,以及降低台背处的侧向和垂直应力所引起的很大的剪应力,以达到路桥过渡段平稳过渡的目的。
2.5提高过渡段的压实度
压实施工执行的过程中,要最大限度的确保路桥台背路堤与护坡施工之间能够同时进行施工。并且在进行分层填土施工的过程中,需要使用一层填土来对于全部位置执行了覆盖工作之后,才进行下一步的压实工作。特别是在采取分层压实措施的过程中,务必要将每一层的松铺土15cm厚度,作为压实过程中的最佳标准,同时也可以直接使用方格网的形式,来达到对于填土数量加以控制的目的。除此之外,在执行施工操作期间,也必须要严格的依照正确施工顺序执行工作:首先要采取平土、填土、卸土措施,之后撒上水,进而完成相应最后的人工平土措施;之后,采取压路机进行多次碾压处理;最后一个环节就是对于压实工作的压实度进行检测。同时,在施工的过程中,相关的施工监理人员,需要对现场随时进行检查,尤其是在机械搅拌环节,要避免出现粗细骨料的窝折现象,进而使得压实的质量大幅度提高。
3结语
总之,由于路桥过渡段的桥台与路堤之间会有不均匀沉降产生,该现象在公路桥梁工程中尤为突出。应严格按照工程的实际情况,构建一套具有科学合理的管理方式,尽可能将路桥过渡段不均匀沉降的现象得到改善,促使桥头跳车现象得到整治,从而对社会经济效益得到进一步提升。
参考文献
[1]袁继平.公路路桥过渡段不均匀沉降的原因与控制措施[J].黑龙江科技信息.2019(17).
[2]周仲恒.公路路桥过渡段不均匀沉降的原因与控制措施[J].价值工程.2020(9).