有關(guān)公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降原因與對(duì)策及探討

1、.有關(guān)公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降原因與對(duì)策的探討【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的公路建設(shè)工程越來越多。公路建設(shè)中路橋橋涵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是保證公路工程安全性的重要因素，本文通過對(duì)公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行闡述，然后對(duì)其差異沉降的原因進(jìn)行探討和分析提出科學(xué)、高效的應(yīng)對(duì)策略?！娟P(guān)鍵詞】公路路橋；橋涵結(jié)構(gòu)；差異沉降；探討1公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)概述 公路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要命脈，由于其特有的優(yōu)越性和靈活性，發(fā)揮著其他運(yùn)輸方式所不可替代的作用。公路建設(shè)又是國(guó)家最主要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展注入了強(qiáng)大的活力。但是，從已投入使用的高等級(jí)公路特別是高速公路來看，存在著不少問題，其中比較

2、常見的道路病害是：公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)發(fā)生差異沉降，造成車輛通過時(shí)跳車或其他危險(xiǎn)情況。而且隨著高速公路的迅速發(fā)展，車輛快速、安全、經(jīng)濟(jì)和舒適的要求越來越高，這個(gè)問題越來越突出，影響公路使用性能和運(yùn)輸效益的發(fā)揮。因此必須解決該問題，但如何解決公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)發(fā)生差異沉降。雖已引起公路建設(shè)行業(yè)的重視，但并未獲得滿意的解決辦法。2公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降原因與對(duì)策的探討2.1公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)過渡段沉降控制指標(biāo)及其應(yīng)對(duì)目前，在我國(guó)的公路路橋橋涵建設(shè)中過渡段容許工后沉降控制指標(biāo)及其確定方法因?qū)嶋H情況不同而無法統(tǒng)一，因此明確的標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到橋頭跳車最大的危害之一，是影響汽車的平順性能，以致引起乘客的不適。因此需

3、要做好以下工作分析橋頭過渡段的沉降機(jī)理，并根據(jù)沉降機(jī)理的分析提出過渡段沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式；利用汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)過渡段差異沉降對(duì)行駛舒適性的影響。路橋過渡段沉降的控制指標(biāo)的應(yīng)用包括：簡(jiǎn)單概述臺(tái)背工后沉降量的計(jì)算理論以及計(jì)算方法；通過容許工后沉降控制指標(biāo)，可以用來驗(yàn)算新建公路的臺(tái)背工后沉降量，從而決定是否需要采取相應(yīng)的措施以減少其工后沉降。由于差異沉降控制指標(biāo)是基于行車舒適性提出的，因此利用該指標(biāo)可以檢驗(yàn)已通車公路在運(yùn)營(yíng)使用過程中其臺(tái)背差異沉降是否滿足容許沉降差的要求，從而決定是否需要采用相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施以保證過渡段的行車舒適性。過渡段沉降控制方法的研究主要包括以下幾個(gè)方面：（1）

4、臺(tái)背路基結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算分析。從減小地基應(yīng)力以達(dá)到減小臺(tái)背地基工后沉降的這一目的出發(fā)，進(jìn)行臺(tái)背路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在路基底部設(shè)置擴(kuò)大基礎(chǔ)，擴(kuò)散臺(tái)背填土對(duì)地基的應(yīng)力。根據(jù)對(duì)臺(tái)背路基結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建立臺(tái)背結(jié)構(gòu)的有限元模型，對(duì)地基頂面的應(yīng)力進(jìn)行有限元計(jì)算，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，提出路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。（2）臺(tái)背回填區(qū)材料試驗(yàn)。橋臺(tái)背是橋梁與路基相銜接的特殊路段，特別是靠近橋臺(tái)的部位不能用大型壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓，所以這一部位的壓實(shí)很難得到很好的保證，容易產(chǎn)生壓縮沉降，引起橋頭跳車。由于臺(tái)背回填料自身固結(jié)和施工存在困難，若不對(duì)臺(tái)背填方作加固處理，則橋臺(tái)背路基的工后沉降問題就得不到解決，因此，本章選擇強(qiáng)度高、壓縮性好、自重

5、較輕的半剛性材料作為臺(tái)背回填區(qū)材料，且選擇具有輕質(zhì)、透水性良好、易于施工特性的無砂大孔隙混凝土作為靠近臺(tái)背難壓實(shí)區(qū)的回填材料。臺(tái)背回填區(qū)材料試驗(yàn)內(nèi)容如下：無砂大孔隙混凝土的原材料、密度、孔隙率、強(qiáng)度、施工性試驗(yàn)分析，并對(duì)無砂水泥粉煤灰混凝土的密度、孔隙率以及強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)分析。主要進(jìn)行石灰土、二灰土強(qiáng)度試驗(yàn)分析，以確定石灰土、二灰土的配合比。臺(tái)背地基沉降計(jì)算主要包括：根據(jù)路基結(jié)構(gòu)有限元分析的計(jì)算結(jié)果，提出路基作用于地基表面的荷載分布形式為拋物線分布的條形荷載；推導(dǎo)出拋物線分布的條形荷載作用在半無限地基表面時(shí)的應(yīng)力計(jì)算公式；結(jié)合工程實(shí)踐及室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)臺(tái)背地基的沉降計(jì)算進(jìn)行研究分析，對(duì)所設(shè)計(jì)的臺(tái)背

6、路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證等。2.2公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降應(yīng)對(duì)施工措施在公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降應(yīng)對(duì)施工中需要做好施工準(zhǔn)備，包括人員準(zhǔn)備、材料準(zhǔn)備、設(shè)備準(zhǔn)備等。橋臺(tái)背回填壓實(shí)是解決路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降問題的關(guān)鍵之一，根據(jù)業(yè)主要求按照特殊工藝進(jìn)行施工。主要包括以下幾個(gè)方面：（1）基坑回填。橋基礎(chǔ)承臺(tái)施工完畢檢驗(yàn)合格后進(jìn)行回填施工，對(duì)于基坑邊緣積水處采用小型排水設(shè)備排除積水并人工清理淤泥。采用透水性材料分層回填，每層厚度控制在10cm20cm，回填至基礎(chǔ)頂面，采用天然砂礫石回填時(shí)自然級(jí)配應(yīng)良好，最大粒徑不得超過6cm，含泥量不大于5%。基坑回填采用小型柴油打夯機(jī)夯實(shí)，并應(yīng)壓實(shí)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度。每層

7、壓實(shí)后進(jìn)行檢測(cè)，合格并經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可進(jìn)行下道工序施工。自檢頻率為每50m2檢測(cè)一點(diǎn)，不足50m2時(shí)，至少檢測(cè)一點(diǎn)。（2）臺(tái)背回填。臺(tái)背填砂（飽和水密法）為路基填土，對(duì)于墻式臺(tái)身，為確保路基填土和臺(tái)背填砂的結(jié)合界面密實(shí)，路基填土?xí)r應(yīng)在不致引起對(duì)橋臺(tái)和涵洞洞身產(chǎn)生過大土壓力的情況下，填土壓實(shí)范圍以距墻背1.0-1.5m為宜。反挖成型為保證路基填土和臺(tái)背填砂的結(jié)合緊密，應(yīng)待路基填土接近臺(tái)帽或涵頂且橋涵上部構(gòu)造安裝就位后，才對(duì)臺(tái)背范圍的路基填土進(jìn)行反開挖，保證臺(tái)背一次反挖成型，杜絕一邊填土一邊填砂的現(xiàn)象。臺(tái)背反開挖采用挖掘機(jī)進(jìn)行，人工配合修整，開挖尺寸必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的斷面尺寸。基坑開挖坡面與

8、路基相結(jié)合的部位,應(yīng)挖成階梯狀臺(tái)階,臺(tái)階寬度不得小于1,每級(jí)臺(tái)階高不得大于1。填前處理與檢查為臺(tái)背反開挖成型后，由人工將臺(tái)后廢料和松土清除干凈，并在臺(tái)背兩端八字墻處碼砂袋進(jìn)行圍堰，砂袋底層設(shè)泄水口。同時(shí)將涵身沉降縫、墻身施工時(shí)固定模板用的拉桿洞眼等用瀝青麻絮或水泥砂漿填塞密實(shí)。然后檢測(cè)基坑開挖坡面的壓實(shí)度，要求其壓實(shí)度達(dá)到相應(yīng)路基填土層次的標(biāo)準(zhǔn)，并檢查基坑的斷面尺寸等。回填用砂一般采用中粗砂，要求含泥量不大于5.0。填砂應(yīng)分層進(jìn)行，每層填砂厚度控制在50cm以內(nèi)，并在涵身背墻上用紅油漆或不易掉色的材料劃?rùn)M道以控制層厚。填砂應(yīng)在支撐梁（或涵底鋪砌）及蓋板（或梁板）安裝完成且砼強(qiáng)度達(dá)到80%以上后

9、進(jìn)行，填砂時(shí)須兩個(gè)臺(tái)背同時(shí)對(duì)稱填筑施工。回填砂采用“水密法”搗實(shí)，施工時(shí)至少應(yīng)有兩臺(tái)插入式砼振動(dòng)器和一臺(tái)平板式振搗器進(jìn)行搗實(shí)。采用抽水機(jī)在松鋪好的砂層上澆水,使水面略高于砂面,讓砂處于飽水狀態(tài)。插入振動(dòng)棒同時(shí)進(jìn)行梅花布點(diǎn)振搗。振動(dòng)要有規(guī)律地垂直插入,間距為2030,快插慢拔。振動(dòng)棒插入到拔出時(shí)間控制在30左右為佳,插入深度為振動(dòng)棒長(zhǎng)度,先中間后兩邊。振搗至表面砂粒不流動(dòng)、氣泡不冒出為止。完成上述步驟后,將砂中的水放掉,讓水排到路基以外。在排干新振砂層中水的同時(shí),待砂面層無自由水份時(shí),用平板振搗器沿臺(tái)背縱橫向各拖振一次?，F(xiàn)行公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范對(duì)臺(tái)背回填質(zhì)量壓實(shí)度要求為96%。壓實(shí)度檢測(cè)的方法一

10、般采用灌砂法或輕型觸探法，每一填筑層檢測(cè)一次，檢測(cè)頻率為每50m2檢測(cè)一點(diǎn)，不足50m2時(shí)，至少檢測(cè)一點(diǎn)。當(dāng)采用輕型觸探法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)對(duì)砂的密實(shí)度進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，先用紅磚砌一3m長(zhǎng)、2m寬和2m深的池子，根據(jù)規(guī)范規(guī)定的密實(shí)度要求逐層填砂，逐層用灌砂法和輕型觸探法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，用其試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立兩者的關(guān)系。樁承式橋臺(tái)臺(tái)背回填體的地基通常為軟弱土層，其承載力低，壓縮性高，在附加荷載作用下產(chǎn)生的壓縮沉降大，達(dá)到穩(wěn)定沉降的歷時(shí)較長(zhǎng)。因此重點(diǎn)考慮回填材料對(duì)地基的附加應(yīng)力和回填材料的排水界面作用，從而減少回填材料表面總沉降和日后沉降。與軟基上樁承式橋臺(tái)相適應(yīng)的臺(tái)背回填材料和處理措施有：與重力式橋臺(tái)相同，輕質(zhì)

11、、高強(qiáng)度、高模量的粉煤灰混凝土材料的使用效果明顯優(yōu)于其它材料。滲透性好的風(fēng)積砂、加筋風(fēng)積砂、砂礫和加筋砂礫能夠?yàn)榈鼗吐返滩牧咸峁┝己玫呐潘缑?，因此。它們?cè)跇冻惺綐蚺_(tái)臺(tái)背回填中的使用效果明顯優(yōu)于滲透性小的粘土和石灰土材料。與重力式橋臺(tái)相同，加筋提高了回填材料的強(qiáng)度和剛度，減小了回填區(qū)和相鄰路堤土體表面的沉降，使用效果明顯。在樁承式橋臺(tái)臺(tái)背回填中，設(shè)置易變形夾層后，回填體表面沉降有所增加。因此，在樁承式橋臺(tái)臺(tái)背回填中不推薦這種處理措施。2.3 公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降應(yīng)對(duì)施工質(zhì)量控制措施在公路工程施工中公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量必須達(dá)到公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)良等級(jí)。各道施工工序?qū)嵭凶詸z、互

12、檢、交接檢制度，使工程質(zhì)量在全過程都處于受控狀態(tài)。開展全面質(zhì)量管理，由項(xiàng)目總工主抓技術(shù)，工程部具體結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)，搞好現(xiàn)場(chǎng)施工，安質(zhì)部、試驗(yàn)室嚴(yán)格把關(guān)，自檢不合格不報(bào)驗(yàn)，確保驗(yàn)收一次通過。每道工序施工前，由工程部向作業(yè)班組進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底，明確施工部位、操作方法、技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及要求。施工員對(duì)自己負(fù)責(zé)的路段負(fù)全部責(zé)任。每道工序的質(zhì)檢資料及時(shí)填寫、整理、上報(bào)、簽收、保管。加強(qiáng)成品保護(hù)工作，對(duì)已完成工作采取各種保護(hù)措施。開展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，做到工序有標(biāo)準(zhǔn)，有檢查，有結(jié)論。積極慎重采用新技術(shù)、新工藝、新方法，保證標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)質(zhì)量。積極開展QC小組活動(dòng)，成立工序質(zhì)量和工程質(zhì)量的QC小組，科學(xué)解決施工中的關(guān)鍵質(zhì)量問題。開工前集中技術(shù)干部做好圖紙會(huì)審工作，認(rèn)真研究圖紙，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖。根據(jù)工程需要建立設(shè)備精良、功能齊全的工地試驗(yàn)室。選派技術(shù)熟練人員持證上崗，試驗(yàn)儀器經(jīng)有關(guān)部門標(biāo)定合格開始各項(xiàng)試驗(yàn)，設(shè)立專職測(cè)量工程師并配備精良測(cè)量?jī)x器保證質(zhì)量控制。組建專業(yè)化施工隊(duì)伍，選調(diào)路基施工經(jīng)驗(yàn)豐富、能力強(qiáng)的施工隊(duì)，由項(xiàng)目部組織指揮。對(duì)所有施工人員做崗前培訓(xùn)?？茖W(xué)安排，精心組織，加強(qiáng)施工計(jì)劃管理。施工中合理安排施工工序，加快施工進(jìn)度。結(jié)語： 公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)差異沉降會(huì)造成公路設(shè)施的損壞，影響交通運(yùn)輸?shù)陌踩?。公路工程施工和養(yǎng)護(hù)中施工人員需要加強(qiáng)對(duì)公路路橋橋涵結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和監(jiān)控，及時(shí)采