淺談橋頭跳車的原因及防治措施-土木工程畢業(yè)論文_第1頁
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文檔簡介

1、XXXXXXXXXXXXX學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 2013 屆 土木工程 專業(yè)題 目淺談橋頭跳車的原因及防治措施姓 名 XXXXXX 學(xué)號 XXXXXXXXXX 指導(dǎo)教師 XXXXXX 職稱 站 別 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2015年5月11日內(nèi) 容 提 要文章分析了橋臺跳車產(chǎn)生的原因及對工程的危害,討論了一些預(yù)防的措施和應(yīng)對的方法。對市政路橋工程施工中存在橋頭跳車問題進行分析,并提出有效的防治措施,以達到施工質(zhì)量控制的目的。產(chǎn)生橋頭跳車的原因極其復(fù)雜,其危害性也十分嚴重,要解決這一病害,預(yù)防措施應(yīng)該是綜合的,無論設(shè)計、施工、監(jiān)理及建設(shè)管理單位,都應(yīng)從各自的工作范圍中消除

2、隱患,共同提高高速公路的使用性能,使之更好地服務(wù)于社會。橋頭跳車是指橋頭構(gòu)造物與引道路堤填土銜接處產(chǎn)生較大差異沉降,使得路面形成臺階式顯著縱坡變化,導(dǎo)致高速行駛的車輛在這一段產(chǎn)生顛簸跳躍現(xiàn)象。目前,隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展,公路建設(shè)投資力度不斷加大,公路行車安全和乘坐舒適度問題得到了廣大司乘人員和社會的高度關(guān)注。其中橋頭跳車這一較為普遍的公路缺陷,引起了公路建設(shè)者的重視,成為我們公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中急待解決的問題。關(guān)鍵詞橋頭跳車;工程病害;原因分析;施工質(zhì)量;質(zhì)量控制目 錄1 引言12 橋頭跳車對工程及運管的主要危害13 產(chǎn)生橋頭跳車的原因23.1 橋頭跳車的原因分析23.1.1 設(shè)計原因23.1.

3、2 施工原因33.2 橋頭跳車的形成原因43.2.1 引起路基的沉降造成跳車的因素43.2.2 橋臺背填土壓實度達不到標準53.2.3 路面滲水,加劇了橋臺的跳車63.2.4 土體的固結(jié)和次固結(jié)加劇沉降63.2.5施工工序不當引起的沉降64 橋頭跳車的防止措施和質(zhì)量控制74.1 加強臺背的質(zhì)量控制和橋頭的特殊處理74.1.1搞好臺背部位的地基處理74.1.2 選擇合適的臺背填料84.1.3 設(shè)置橋頭縱坡和加強橋頭排水設(shè)計104.1.4 橋頭設(shè)置過渡段114.1.5 改變伸縮縫的種類和位置134.1.6 橋頭跳車采用土工格柵材料及新工藝的運用134.2 改進碾壓方式和加強施工檢查力度164.2.

4、1采用輕、重型壓路機相配合的薄層碾壓方式,保證填料的壓實度164.2.2 避免出現(xiàn)壓實盲區(qū)184.2.3 預(yù)壓法減少工后沉降184.2.4 加強施工期間的檢查力度和優(yōu)化施工程序184.3 出現(xiàn)橋頭跳車的處理辦法194.3.1 更換填料204.3.2 用注漿法增強臺背填料的強度204.3.3 加鋪瀝青混凝土204.3.4 摻膠混凝土處理205 結(jié) 語21參考文獻22致 謝231 引言隨著高速公路的迅速發(fā)展,在公路建設(shè)中,橋頭出現(xiàn)的跳車現(xiàn)象,已成為高速公路的多發(fā)常見病害,嚴重影響行車的平穩(wěn)性和安全性,給養(yǎng)護部門帶來了很大困難橋頭跳車的癥結(jié)在于橋頭引道的路基路面和決定橋面標高的橋臺兩者在各自沉降后所

5、形成的高差,要完全消滅這個高差是不可能的,只能通過分析研究和采取防治措施盡可能的減少,使其控制在設(shè)計行車速度下感覺不到跳車振動的范圍內(nèi),以滿足快速、安全和舒適的行車要求,是目前軟土地區(qū)修筑高速公路的難題之一,也是公路修筑的一個急待解決的重要課題。2 橋頭跳車對工程及運管的主要危害所謂跳車是由于公路橋頭及伸縮縫(橋頭引道)處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺階引起車輛通過時產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象,所以在高速行駛的車輛跳躍時不僅乘車舒適性不能保證、行車安全性大大降低,而且跳車產(chǎn)生的沖擊力會導(dǎo)致路面路基和橋梁結(jié)構(gòu)的進一步損壞。因沉降形成臺階面不得不在橋頭頻繁減速、加速,既影響交通的迅速流動,又增加了車

6、輛損耗和廢氣的排放。此外,還給橋頭處有關(guān)構(gòu)造物造成破壞。其主要危害有以下幾個方面:1、對行車安全和舒適度的影響。由于跳車的存在使車輛不得不降低車速,使公路的使用功能和通行能力受到很大影響;另外跳車使駕駛員和乘車者感到不適,心情不快易疲勞,所載貨物易損壞;嚴重跳車會造成翻車、追尾等交通事故,威脅人、車和財物的安全,造成生命、財產(chǎn)的損失。2、由跳車產(chǎn)生的水平和垂直沖擊力會對路面、路基和橋梁結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生進一步的損壞,從而增加了養(yǎng)護維修費用和管理的難度,并降低了公路使用性能。3、跳車時的沖擊力會對車輛產(chǎn)生不利反力,增加車輛的振動和機械磨損和輪胎的磨耗,油耗增大,縮短車輛使用年限,增加運輸成本。4、跳車時

7、的振動和噪聲對駕駛員乘車者和公路兩旁的居民會產(chǎn)生噪聲污染,不利于人們身心健康,影響其正常的工作和生活。3 產(chǎn)生橋頭跳車的原因3.1 橋頭跳車的原因分析引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。就城市道路路況而言,主要是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降,產(chǎn)生錯臺所致。橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性等存在差異,且橋頭連接處受力時易形成集中應(yīng)力。在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下,橋梁與道路同時發(fā)生沉降,但兩者的沉降量有很大差異,道路的沉降量遠大于橋梁的沉降量,形成錯臺,導(dǎo)致行車時發(fā)生橋頭跳車。3.1.1 設(shè)計原因在基底未作徹底處理,而

8、沉降還未穩(wěn)定時,應(yīng)周詳考慮橋臺結(jié)構(gòu)與引道銜接,在沒有質(zhì)量保證情況下,不應(yīng)該直接澆砼板。像榕華大橋兩側(cè)引道,由于榕江兩岸屬軟土地基,通車后兩側(cè)引道沉降是長期的,如先設(shè)過渡性路面,使路堤沉降基本完成后再改鋪原設(shè)計路面,情況會好一些。設(shè)計時也應(yīng)處理好橋梁與引道路面接縫問題,避免接縫損壞而造成跳車。不同材料在受同一荷載作用下的塑性變形和次固結(jié)沉降不同,強度低、剛度小、壓縮性大的材料其塑性變形和次固結(jié)沉降大。透水性好的材料剛度和壓縮性要比粘性土好,但由于其透水性,致使天然地基和相鄰路基土?xí)芩闹軡B透水、毛細水、路面滲水、橋臺沉降滲水等的浸濕而軟化,久而久之,造成臺背回填土的地基和臨近路基強度降低,變形增

9、大。因臺背部位地基強度低而引起的跳車。橋涵與路基大都是同時進行施工的,橋涵是剛性體,其地基強度一般都有較高的要求,并進行加固處理,沉降較小。而臺后填料地段地基未進行加固處理,從而使橋臺和臺后填方產(chǎn)生差異變形,以致形成臺階。橋頭搭板不能從根本上消除臺背與構(gòu)造物的沉降差異,若臺背回填下沉,其上的搭板也將隨其一起下沉。3.1.2 施工原因臺背回填處天然地基承載力低,地基沒有徹底清理干凈,有雜物、浮土等,或軟土地基、濕陷性黃土地,其浸水未抽干、曬干就開始回填?;靥畈牧线x用不當,級配、含泥量等沒有很好進行控制,甚至路堤填筑用什么材料臺背回填就用什么材料,有些比路基填料還要差。臺背回填的范圍不夠,或臺背回

10、填與路堤連接部位沒有按規(guī)定設(shè)臺階、斜坡銜接,而是依其遺留缺口順勢填筑?;靥畈牧厦繉犹钪?,甚至一些施工單位將回填料由汽車直接卸人這個缺口,填筑厚度無法控制?;靥畈牧系膲簩嵍炔粔?。由于臺背回填處于構(gòu)造物與路堤填筑之間的缺口處,大噸位壓路機不能靠近構(gòu)造物,只能用小型打夯機夯實或大噸位壓路機靜壓,致使填料壓實度不滿足設(shè)計和規(guī)范要求,使填方體產(chǎn)生豎向固結(jié)變形,形成較大的工后沉降,在臺背與路基連接部造成沉陷形成臺階,質(zhì)量控制難度大。1、由于臺背回填施工具有結(jié)構(gòu)層次較多的特點,層層檢查,其工作量大,實際上存在很多漏檢現(xiàn)象;2、臺背加固填壓實度檢測方法滯后,加之填料不均勻,或變化較大,其最大干密度難以控制

11、,造成壓實度數(shù)據(jù)失真現(xiàn)象嚴重;3、缺少對臺背回填整體內(nèi)在質(zhì)量快速、準確的檢驗方法和標準;4、對回填材料的技術(shù)指標沒有明確規(guī)定,導(dǎo)致對材料的質(zhì)量控制無明確標準可依。3.2 橋頭跳車的形成原因 3.2.1 引起路基的沉降造成跳車的因素1、由于橋涵通常位于溝壑地段,地下水位較高,且多屬于軟弱基礎(chǔ),在路基營運荷載的作用下,使地基產(chǎn)生壓縮變形,形成地基沉陷。特別是由于軟弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、滲透系數(shù)小的特點,地基沉降更為嚴重,并且需要相當長的時間才能趨于穩(wěn)定。同時,由于高等級公路多為全封閉、全立交,為了滿足被交公路、航道等凈空的要求,橋臺后的路基高度一般都較高。因

12、此,產(chǎn)生的地基應(yīng)力相對較大,更容易引起地基沉降,從而導(dǎo)致橋臺后的路基隨地基在一定時間內(nèi)逐漸下沉2、盡管臺背采用了砂粒及石灰土等材料進行回填,但因含水分仍存在孔隙,施工中采取任何措施也難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動荷載作用下,孔隙率逐漸降低,填料逐漸壓縮,密實度逐漸增大,便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。長期車輛反復(fù)作用下,回填土易發(fā)生蠕變,橋頭跳車現(xiàn)象也隨著公路運營年限增加而加劇。因此,壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì),施工條件及臺前臺背的防護排水工程的設(shè)置情況。 根據(jù)有關(guān)資料調(diào)查研究:當土堤壓實度為95時,填土工后的沉降約為1cm/m 3、橋涵等結(jié)構(gòu)物與路堤剛度的差異是造

13、成橋頭跳車的本質(zhì)原因。剛度不同的路面在跳車處所產(chǎn)生的振動效果不同,柔性材料對能量的吸收要比剛性材料大。由于結(jié)構(gòu)物橋臺一般采用剛性很大的堅石砌筑或鋼筋混凝土澆筑而成,具有較大的整體剛度,屬于剛性體;而與結(jié)構(gòu)物橋臺相連的道路,具有剛性較小柔性較大的特性,屬于彈塑性體。對于橋臺而言,由于其剛性較大,可以認為在行車荷載作用下無變形產(chǎn)生。而路堤填土是一種非線形的剛度很小的材料,在荷載作用下必然產(chǎn)生較大的變形(包括彈性變形和塑性變形),其中主要是塑性變形。土在行車荷載重復(fù)作用下,塑性變形不斷積累。由此導(dǎo)致了橋頭部位的差異沉降,形成了橋頭跳車3.2.2 橋臺背填土壓實度達不到標準 由于引道填土在壓路機碾壓時

14、工作面小,特別是埋置式柱式橋臺臺帽周圍一般壓路機無法作業(yè),直接導(dǎo)致橋頭引道及錐坡的填土壓實度達不到標準。壓實的死角成為橋頭跳車的重要根源。 3.2.3 路面滲水,加劇了橋臺的跳車 如前所述,一旦沉降差異達到一定的程度,橋頭跳車現(xiàn)象就會很快發(fā)生。而汽車行駛于凹凸路面時因沖擊作用,將使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附應(yīng)力。從而加速了路面結(jié)構(gòu)層的破壞,增加了路基填土的受荷變形。整個路面結(jié)構(gòu)層在橋臺與路堤銜接處可能會被撕破,導(dǎo)致路面排水不良,路面的積水通過撕裂處滲到土基,進一步降低土體強度,濕陷性黃土尤為嚴重。使沉降增大、跳車加劇,嚴重時還會出現(xiàn)沉陷或坑槽。而這些病害更加劇了排水的不暢,路面滲水更為嚴重,形成惡性

15、循環(huán)。 3.2.4 土體的固結(jié)和次固結(jié)加劇沉降根據(jù)土的固結(jié)理論,臺背填土的固結(jié)并不隨施工結(jié)束而終止。填土孔隙水的排出需要相當長的時間,尤其是粘性土更是如此。因此,在公路開通以后,填土固結(jié)仍將持續(xù)一段時間,(持續(xù)時間與填料的類型、壓實程度、排水條件等有關(guān))這就必將產(chǎn)生一部分次固結(jié)沉降,路堤也隨之產(chǎn)生一定程度的沉降,加劇橋頭跳車。3.2.5施工工序不當引起的沉降 施工工序不合理及施工質(zhì)量未達到要求也是產(chǎn)生橋頭跳車的重要原因。橋涵施工工序,一般是在完成橋涵結(jié)構(gòu)物以后再進行兩端路堤本體的填筑,這樣往往會造成路堤填筑作業(yè)面狹窄。又由于靠近橋梁結(jié)構(gòu)物的填土外形不規(guī)則,大型壓實機械很難展開作業(yè)。因此,壓路機

16、的工作面受到制約,無法對緊靠結(jié)構(gòu)物部分的填土很好地進行碾壓,而用人工夯實,很輕易造成該處的壓實度達不到設(shè)計要求,使路堤的工后沉降偏大,造成橋涵等結(jié)構(gòu)物與路堤的沉降差。據(jù)上述分析,形成 橋頭臺階的原因很多,結(jié)構(gòu)的差異、設(shè)計的不周和施工控制的不嚴等到綜合因素的作用導(dǎo)致了差異沉降的發(fā)生和發(fā)展。4 橋頭跳車的防止措施和質(zhì)量控制4.1 加強臺背的質(zhì)量控制和橋頭的特殊處理4.1.1搞好臺背部位的地基處理 1、處理好臺后軟弱地基是控制橋頭跳車重要措施。對軟弱地基處理,現(xiàn)在國內(nèi)有換填法、超載預(yù)壓、塑料排水板、粉噴樁復(fù)合地基等常用方法。就目前情況看,水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯,施工工期短,但費用高;超載

17、預(yù)壓一般可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載,但施工工期較長,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期較短,施工簡單,經(jīng)驗較為成熟,是目前處理軟基較為常用方法。我們要根據(jù)當?shù)貙嶋H情況,加以應(yīng)用,使地基承載能力滿足設(shè)計要求。受造價約束,一般情況可設(shè)置過渡性路面,加強養(yǎng)護補強措施,待沉降后再改鋪原設(shè)計路面,常用過渡性路面有預(yù)制水泥混凝土塊、瀝青過渡層等,都是解決好橋頭跳車有效辦法。 2、換填法首先要徹底清淤,將橋涵頭所有含量超標準的土壤完全清除,直到符合強度要求為止,消滅填料地基隱患。換填時可采用適用于各自土質(zhì)特點的非凡地基處理方法進行處理,比如軟土地基適合采用袋裝砂井、粉噴樁、擠密樁等進行處理;濕

18、陷性黃土地基適合用強夯法并用加固土進行封閉的方法來減少工后沉降。3、因上海地區(qū)普通水位較高,大多路基填土中含水量較高,可針對性的采取石灰土處理,來控制路基含水量,保證填筑質(zhì)量。對于現(xiàn)場地質(zhì)差、水位高、施工質(zhì)量控制難的橋頭部分,亦可考慮在橋頭10-15米范圍內(nèi),采用直徑0.5m的水泥攪拌樁(梅花形布置)進行橋頭接坡處理,同時填方材料可用道碴間隔土進行“三分”回填。另外,在設(shè)計中往往有橋臺位于水中現(xiàn)象,為保證臺后填土質(zhì)量及橋臺施工,需對橋頭段進行處理,現(xiàn)以朱家角泰安二路朝陽河橋為例,介紹其處理方法:首先考慮到0#橋臺(位于水中)的施工,采用筑壩后對原河床進行處理,能夠確保0#橋臺回填土的施工。其次

19、考慮到如不進行處理,將造成橋臺填土從樁基中流失,影響橋頭接坡的道路質(zhì)量。同時綜合考慮到施工成本,樁基施工平臺,上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板施工地模,特采用在河道中筑壩,對橋臺進行清淤后分層回填施工。在處理后并及時進行護坡的施工,以保證填土不致流失。4.1.2 選擇合適的臺背填料1、在橋臺5m10m范圍內(nèi)選擇強度高、易壓實、固結(jié)快、透水性好、后期壓縮變形小的材料,如級配良好的卵石土、碎石土、中粗砂以及強度較高的工業(yè)廢渣等。這些材料滲水性好、無孔隙水壓高及抗壓強度高、易壓實,且能有效地排除土中自由水,防止凍害。橋頭搭板不能從根本上消除臺背與構(gòu)造物的沉降差異,若臺背出現(xiàn)不均勻沉陷,其上的搭板也將隨其起下沉。針對這

20、種情況,可采用橋頭打樁和臺后搭板的雙重措施解決。即在搭板的尾部打人鋼筋混凝土樁,然后破樁頭澆筑枕梁,通過此樁支撐搭板,避免搭板端頭下沉。鋼筋混凝土樁打在經(jīng)過壓實后的路基上。通過樁的擠壓使樁四周的路基更加密實,鋼筋混凝土樁又相當于摩擦樁,用樁的摩擦力和路基共同承擔枕梁、搭板和混凝土面板及荷載的力。2、由于土的內(nèi)摩擦角較小,加之壓實質(zhì)量的影響,所填路基的壓縮沉降般較大。因此,橋臺后的回填應(yīng)選用摩擦角大、強度高、透水性好的填料,如砂礫、礫石、連續(xù)級配碎、石灰穩(wěn)定土等,并且壓實速度快,加載后能在短期內(nèi)完成變形。在筆者所參與的高等級公路工程的監(jiān)理過程中,后臺填土多采用輕質(zhì)填料,常用的材料為粉煤灰,其目的

21、就是減少填方容重,減輕填方土體對地基的壓力,從而達到減少地表以下土層排水固結(jié)產(chǎn)生的沉降。對粉煤灰的原材料質(zhì)量,監(jiān)理應(yīng)從以下兩個方面加以控制:(1)粉煤灰的級配要符合要求。細粒過多,材料的摩擦角會減少,影響壓實度;反之細粒過少,粗顆粒易壓碎,壓實成型困難。根據(jù)實踐經(jīng)驗,筆者認為粉煤灰的粒徑含量宜大于45%,粉煤灰的燒失量宜小于12%.(2)控制好粉煤灰的含水量。一般常用的是濕排灰和調(diào)濕灰,其含水量較大,直接上路攤鋪壓實,無法達到規(guī)定的壓實度。因此,到運至工地的粉煤灰一定要求在場地上堆高瀝水,以降低含水量,然后再上路攤鋪壓實。4.1.3 設(shè)置橋頭縱坡和加強橋頭排水設(shè)計設(shè)置從剛性橋面到柔性路面的過渡

22、段橋頭搭板,做成沿路線縱向10的縱坡,減緩從橋梁下來對路基面層的沖擊力。水對地基和填土垢強度具有非常大的影響,水可以使土體含水量增加,使地基承載力下降和邊坡土方飽和和坍塌。因此橋頭填方路基更應(yīng)注重排水設(shè)計,要保持橋頭排水通暢無積水。在兩側(cè)橋頭路堤中心分隔帶加鋪預(yù)制塊硬化路堤表面,并要求硬化帶與橋臺前錐坡硬化連成一體,防止水滲入橋臺后路堤內(nèi)。在有地下水滲入的地段。要設(shè)置滲溝、盲溝等排水設(shè)施。(1)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。要求塑料排水板須符合設(shè)計要求和質(zhì)量標準,產(chǎn)品須有資質(zhì)的廠家提供,并有出廠檢查合格證,運至工地后,須按規(guī)定頻率抽取樣品進行檢驗,合格后方可使用。(2)為防止排水通道堵塞,要求塑料排水板濾

23、管材料具有一定隔離土顆料和滲透功能,應(yīng)等效于0.025mm孔隙,滲透系數(shù)應(yīng)不小于規(guī)范要求,施工現(xiàn)場堆放的塑料排水板盤帶應(yīng)適當覆蓋,以防暴露在空氣中老化。施工中要防止泥土等雜物進入套管內(nèi),一旦發(fā)現(xiàn)須及時清除。(3)為防止塑料排水板固定不牢,要求其穿靴時,須將其端部穿過預(yù)制靴頭固定架,對折帶子長約10cm,固定聯(lián)結(jié)牢固。塑料排水板搭接應(yīng)采用濾管內(nèi)平接的方法,芯板對扣,凹凸對齊,搭接長度不少于20cm,濾管包裹,用可靠措施固定。靴頭制作時,不論是鐵質(zhì)的還是混凝土的,其固定架一定要埋設(shè)牢固,發(fā)現(xiàn)固定架自身不牢時,不得使用。(4)為防止塑料排水板埋入砂墊層長度不足,要求套管拔出地面后,精心丈量板體留出孔

24、口長度,保證不小于50cm,再予以切割。如果留出孔口長度不足,可采用芯體平接的方法,芯板對口,凹凸對齊,搭接長度不小于20cm。4.1.4 橋頭設(shè)置過渡段考慮橋臺與臺背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)?、脹縮等方面存在的差異,為了在其縱、橫向都能平順逐漸過渡,可采取以下措施:1、設(shè)置變厚式埋板、枕梁和搭板 考慮橋臺與臺背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)?、脹縮等方面存在的差異,為了在其縱、橫向都能平順逐漸過渡,可采取設(shè)置枕梁和搭板和設(shè)置變厚式埋板的措施。對瀝青砼路面,在橋臺連接處設(shè)置變厚式砼埋板;對砼路面,則將連接處的路面板改為變厚板。在搭板、埋板下為保證連接部位的剛?cè)釋哟蚊嫠胶痛怪狈较蚓鶟u次變化,宜采用強度和回彈

25、模量均高于土基的路面結(jié)構(gòu)材料,以提高該部位的整體受荷和抗沖能力,利于減少錨臺幅度,調(diào)整不均勻沉降。橋頭搭板的設(shè)置,使得橋臺引路在橋臺處順接較好,橋頭搭板所承受的活載相當程度地傳給橋臺,也就相應(yīng)減少了對橋頭路基的壓力。橋頭引道板它往往要鋪在路堤端部的接頭枕塊之上,以跨越在其底部可能逐漸形成大空穴,并在路堤上發(fā)揮一個牢固基石的作用,汽車從路面飛馳上橋,是柔性路面到剛性路面的變化,為減緩剛?cè)徇^渡產(chǎn)生的沖擊引起的橋頭路基非彈性變形導(dǎo)致的跳車。采用縱坡為路面縱坡i%+4%的橋頭搭板,進行“剛?cè)徇^渡”減緩行車引起的路基非彈性變形,這種方法簡單、經(jīng)濟而且實用。枕梁和搭板根據(jù)不同情況應(yīng)采取不同的布置方式:(1

26、)橋梁為正交時,搭板預(yù)制,板頂澆厚6cm30#鋼筋砼或鋼筋纖維砼鋪裝層,在搭板與砼路面相接處設(shè)置脹縫,在與搭板鄰近的23塊路面的板縫連續(xù)設(shè)置脹縫。(2)橋梁為斜交時除用鋼筋砼搭板和鋪裝層整體澆灌外,另設(shè)置鋼筋砼漸變板,其一端置于枕梁與搭板連接,另一端則直接置于路基相接于砼路面。2、 路面類型過渡及臺背回填采用剛?cè)徇^渡段法結(jié)構(gòu)物臺背是用剛性很大的石塊或鋼筋砼澆筑而成,是剛性體,而路基一般是用柔性較大的土填筑而成,是強塑性體,顯然路基體與結(jié)構(gòu)物之間存在著較大的剛度差,這個剛度差的存在必然引起路基與結(jié)構(gòu)物之間產(chǎn)生較大的相對變形差和較大的剛度突變。所以臺背回填物應(yīng)使用剛度介于路基土和結(jié)構(gòu)物材料剛度之間

27、的某種材料,并沿長度方向變化其厚度,也即臺背回填與路基接頭采用一定的傾斜角相連接,臺背回填遠薄近厚,使臺背回填整體剛度沿路長度方向逐漸變化,從而實現(xiàn)臺背回填的剛?cè)徇^渡。橋頭不均勻沉降原因很多,且難于根除,為此常根據(jù)橋涵的長度和接線填方長度在橋頭一定長度圍內(nèi)鋪設(shè)過渡性路面,待路堤沉降基本完成后再改鋪設(shè)計路面。4.1.5 改變伸縮縫的種類和位置1、臺背一定范圍內(nèi)的路面伸縮縫盡量采用工廠化生產(chǎn)的嵌入式塑膠條,少用瀝青填充料;2、橋面上盡量把橋頭處的伸縮縫位置移至與橋頭相鄰的墩上,把橋頭處改為橋面連續(xù),這樣可以減少橋頭跳車的機會。例如我們就在國道323線的鹿鳴關(guān)大橋上就采用這種方法,效果不錯。4.1.

28、6 橋頭跳車采用土工格柵材料及新工藝的運用 用流態(tài)水泥粉煤灰回填基坑和填土高度3米以下的通道、涵洞臺背。流態(tài)水泥粉煤灰的容重為1480kg/m3,因流態(tài)粉水泥粉煤灰在灌注時處于流動狀態(tài),因此可以充滿基坑和臺背的各個角落,不易形成空穴,強度均勻。在正常養(yǎng)護下,7天抗壓強度不低于0.4MPa,28天強度不低于0.6MPa.用流態(tài)水泥粉煤灰這種輕質(zhì)材料填筑路堤,能減輕路堤自重,橋頭路堤的沉降變形得到改善,總沉降量降低,提高了路堤的抗滑穩(wěn)定性,在橋臺和路堤之間形成了一個強度過渡段。有效的保證了臺后路堤的穩(wěn)定,受雨季影響小,可在雨季進行施工。1、 土工格柵處理橋臺涵背的填方土工格柵是五種抗拉強度較高的材

29、料,具有良好的水穩(wěn)性,對路基土粒間存在一定的約束作用,可以增加土基的整體回彈模量,防止土基和基層產(chǎn)生裂紋時輻射到路面面層上,還可以增加路面基層整體強度的優(yōu)點。具體情況如下:(1)挖開基坑砌筑構(gòu)造物(橋臺、通道、涵洞),將構(gòu)造物砌到一定標高(至少高于地面線)。(2)用砂礫或者其他材料把構(gòu)造物兩端場地整平,并充分壓實。(3)分層填筑礫石至構(gòu)造物的砌筑標高。(4)在構(gòu)造物兩端510mm范圍內(nèi),鋪一層土工格柵,把3080mm長的格柵伸入構(gòu)造物內(nèi),然后再砌筑一層,把格柵的一端壓入構(gòu)造物中,壓入長度至下而上逐漸減少即層與層之間剪切齒縫。砌筑時,壓入層的砂漿一定要充分,背包石壓緊格柵末端,不能留縫,以免影響

30、層與層之間的粘結(jié)力,其余土工格柵用U型釘錨固在壓實好的路基上,格柵最好用雙向抗拉格柵,每層格柵的間距根據(jù)填土高度或按設(shè)計意圖施工。應(yīng)合理設(shè)置土工合成材料,既可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降,又可以提高地基承載能力,同時也不影響排水。主要采取了以下一些控制措施:(1)土工布的質(zhì)量控制。規(guī)范要求土工布的單位面積質(zhì)量為300g/m500g/m強度按用途分類為3個等級??紤]到土工布的不同材料和工藝,其力學(xué)性能存在差異較大的情況,要求土工布單位面積質(zhì)量不小于400g/,其縱向抗拉強度不小于20 km/m,滿足握持強度1100N,撕裂強度400N,刺破強度400N,CBR頂破強度2750N的土工布,要求

31、采用聚脂長絲針刺型。只有這樣,土工布才能起到明顯的隔離層作用。(2)考慮到土工布的排水效果與土工布的厚度有密切關(guān)系,選用的土工布太薄,透水能力就低。為此,要求選用克數(shù)較大的土工布,最好為400g/m500g/m。(3)土工格柵主要起加筋作用,如果格柵強度不足,起不到調(diào)整應(yīng)力分布作用;若設(shè)計荷載較大,單靠一二層土工格柵不足以達到設(shè)計強度;土工格柵要與填料緊密咬合在一起才有顯著效果,若壓實不足,則加筋作用不明顯;如果格柵錨固長度不足,產(chǎn)生滑動也會出現(xiàn)強度降低現(xiàn)象。針對上述可能出現(xiàn)的問題,要求施工單位采取了針對性的措施: 選擇抗拉強度大的格柵材料; 增加格柵層數(shù),至少鋪設(shè)三層; 提高格柵之間填料的壓

32、實度,確保土工格柵與填料緊密咬合; 采用反包法以增大錨固力。2、加筋土整體式橋臺加筋土整體式橋臺可用來解決軟土地基路橋結(jié)合處的差異沉降,加筋土是由筋帶與填料之間的磨擦作用來實現(xiàn)的。 3、 橋接坡施工新工藝的應(yīng)用橋臺背填土的質(zhì)量控制尤為重要,填土控制不好,常會出現(xiàn)橋頭跳車這一現(xiàn)象,為控制這一病害,可采用如下新工藝進行控制。(1)設(shè)置橫向泄水管或盲溝:如圖4-1所示:圖4-1 臺背路基填筑前,在原地基土拱上設(shè)置泄水管或盲溝在基底上,先對基底作必要的處理,然后填筑橫坡為3%-4%的夯實粘土拱,再在土拱上挖一條成雙向坡的地溝,然后在臺背后全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。在

33、地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管(管徑一般不小于10cm),塑料泄水管的出口應(yīng)伸了路基外,然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料,再分層填筑臺后透水性材料,直到路基頂面。(2)橫向盲溝的設(shè)置與上相同,取消泄水管,以滲透系數(shù)較大的透水性材料填筑地溝。用土工布包裹盲溝出口處,并對其做必要的處理。4.2 改進碾壓方式和加強施工檢查力度4.2.1采用輕、重型壓路機相配合的薄層碾壓方式,保證填料的壓實度為了保證填料的壓實質(zhì)量,在比較寬廣的部位盡量使用大型壓實機械,只有在監(jiān)控構(gòu)造物的邊緣50cm內(nèi),才采用小型壓實機械分薄層認真夯壓密實。這樣就可以使橋涵頭及其各個死角都得到較好的碾壓,達到了全方位

34、的壓實。響路基壓實效果的主要因素有含水量、碾壓層的厚度、壓實機械的類型和功能、碾壓遍數(shù)以及地基的強度等。1、要調(diào)整填筑材料的含水量,由擊實試驗所得的擊實曲線圖有一峰值,此處的干密度為最大,稱為最大干密度,與之對應(yīng)的含水量則稱為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實效果最好。同時其壓實的土水穩(wěn)定性最好。所以對含水量過大的土,可采用翻松晾曬或均勻摻入石灰來降低含水量;對含水量過小的土,則灑水濕潤后再進行壓實。2、壓實機械對一定含水量填筑材料的壓實狀態(tài)有很大影響。填土分層的壓實厚度、壓實遍數(shù)和壓實機械類型、土的種類和壓實度要求有關(guān),應(yīng)通過試驗來確定。根據(jù)壓實機具的不同,一般采用不同的壓實厚度,用1

35、2t15t三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應(yīng)超過15cm;用18t20t的三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應(yīng)超過20cm;選用小型振動壓路機進行壓實時壓實厚度不應(yīng)超過10cm;用20t30t的中型振動壓路機應(yīng)碾壓34遍,每層壓實厚度不超過20cm。 3、壓路機行駛速度也大有講究,既不過慢也不過快,各種壓路機械的最大速度不宜超過4km/h.碾壓開始宜且慢速,隨著土層的逐步密實,速度逐步提高。壓實時的單位壓力不應(yīng)超過土的強度級限,否則土體將會遭到破壞。開始時土體較疏松,強度低,故宜先輕壓,隨著土體密實度的增加,再逐步提高壓強。4、路堤施工時邊緣往往壓實不到,仍處于松散狀態(tài),雨后容易滑坍,故兩側(cè)

36、可采取多填適當寬度,壓實工作完成后再按設(shè)計寬度和坡度予以刷齊整平。4.2.2 避免出現(xiàn)壓實盲區(qū)由于橋涵端墻處的外形不規(guī)則,機械壓實的作業(yè)面狹小,這就不可避免地在橋臺和路基銜接處,形成一定的壓實盲區(qū)。為解決此問題可采取了如下措施:在橋涵頭需進行回填的范圍外再推外數(shù)米,直至路基的壓實區(qū)為止,然后挖臺階,薄層填筑碾壓,同時在邊角部位配以人工打夯工具,以確保壓實度。4.2.3 預(yù)壓法減少工后沉降在工期允許的前提下,提前安排橋頭路基施工,臺背填土填到設(shè)計高度后,在橋頭30米范圍內(nèi)等待預(yù)壓,預(yù)壓時間一般不少于3個月,使其路基沉降基本完成,減少工后沉降。4.2.4 加強施工期間的檢查力度和優(yōu)化施工程序(1)

37、根據(jù)規(guī)范要求,加強自檢、抽檢等工作,保證填料、壓實度符合設(shè)計要求。合理安排好施工計劃,施工時符合規(guī)定,是有效減少橋頭跳車關(guān)鍵,應(yīng)遵循“早開工,工期長一點”原則進行,控制好填料質(zhì)量,盡量采用輕型材料,滲水性好填料。控制好每層填筑厚度,碾壓遍數(shù),井對每層填筑質(zhì)量實施檢測,特別是控制好壓實度。后臺連接處填土應(yīng)盡量與橋臺砌筑協(xié)調(diào)進行,盡量使這些不易碾壓地方密實度達到要求,臺后最好按一坡度設(shè)置泄水盲溝,溝底用粘上夯實,以利排水。這樣,才能更好減少病害。(2)施工工藝需按以下程序進行:整平原地面構(gòu)筑土拱層機具就位塑料排水板穿靴攢入套管拔出套管割斷塑料排水板機具移位攤鋪砂墊層。路基拱層采用級配碎石構(gòu)筑時,應(yīng)

38、在拱層構(gòu)筑前先打設(shè)排水板。(3)肋板、樁柱式橋臺,在臺背填至設(shè)計高度后,再進行蓋梁施工。(4)已成形的箱通、箱涵、以完成吊裝的板通以及以完成的肋板、接柱,在基坑回填完畢后應(yīng)使臺背填筑與臺后路基填筑必須同步進行,以便于壓路機進行縱橫向碾壓。(5)對牛腿不易壓實的部分,予以挖除并灌注流態(tài)水泥粉煤灰。范圍:長度為耳墻之間,深度為牛腿頂面以下1米,下底與牛腿同寬,上底為牛腿寬加0.3米。(6)壓實以大型機器為主,大型壓路機難以壓實的角落必須配備專用的小型壓實機具予以壓實。(7)水泥攪拌樁處理臺背地基橋梁臺背處原地面用水泥攪拌樁處理,以減少地基沉降,做水泥攪拌樁處理的構(gòu)造物當其臺背填高(采用設(shè)計高-地面高)大于6米時,為保證臺前錐坡填土不下沉,在原設(shè)計基礎(chǔ)上增加臺前水泥攪拌樁處理,按原設(shè)計的填高大于4米的軟土段水泥攪拌樁設(shè)計的路基段密度布設(shè),樁距1.6m,設(shè)置2排。4.3 出現(xiàn)橋頭跳車的處理辦法盡管在設(shè)計和施工中采取了措施來防

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