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浅谈道路桥梁沉降段路基路面施工技术

2014-12-25杨先锋

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:沉降路基路面道路桥梁

杨先锋

摘要:在目前已经投产的道路中,桥梁桥台搭板断裂并且出现不均匀沉降现象,继而导致桥头跳车等现象极为普遍,这对行车舒适度、速度以及安全性有着直接的影响,也同时影响着人们对道路工程的评价。桥梁本身也会因桥头跳车现象受到很大程度的损伤,例如接缝路面破损程度进一步恶化、伸缩缝出现损坏、桥台台背遭到损坏等等。本文对道路桥梁沉降段路基路面的施工技术进行探讨。

关键词:道路桥梁;沉降;路基路面;施工技术

中图分类号:U448文献标识码: A

一、导致道路桥接坡段出现沉降的原因

1、台背地基出现变形的基本机理

桥梁台背地基经常出现在河流、沟壑地段,这些地段对路基会造成很严重的负面影响,这个地段填土高度一般较高,而地基本身有着相对较大的土壤孔隙比,地基强度不高,地基中的含水量还有压缩性相对于其它地段的要高出很多,这种种因素使得桥接坡路基大幅度变形出现的状况较为常见。

2、台背填土与桥台结构的沉降差异

桥台基础一般都作了加固处理(如采用扩大基础、桩基础等),沉降量很小。而台背回填因施工场地限制,不利用于大型压实机械的使用,导致台背土方的压实存在很大的难度,从而使台背填土的工后沉降远大于桥台结构物的沉降量。

3、桥头搭板设置问题

桥头一般设计有搭板,其一端通过枕梁支承于路基,一端支承于桥台牛腿处。越靠近桥台的路基,其承受的应力也越小,这种情况导致搭板处路基的受力不均匀。在车辆振动荷载作用下,搭板未端路基填土的塑性变形得到发展,在搭板未端就会产生过量的沉降。

二、道路桥梁沉降段路基路面的施工技术

1、设置搭板

在路桥连接处设置桥头搭板,可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡到刚性桥台上。搭板长度应根据路基的容许工后沉降值计算确定,常取3m~15m(当超过8m时,宜设计成两段式或三段式搭板)。搭板的近台端置于桥台上,与桥台通过锚筋相连,并在搭板与桥台接缝填入沥青玛蹄脂防止水分渗入。搭板的远台端搁置在路基上,路基沉降后搭板会产生纵向滑移。为此,必须在台顶与搭板之端间设置锚栓。搭板形式分为等厚、变厚度和台阶形三种。由于路基的自然沉降及车辆动荷载的不断作用下,在枕梁处会发生局部下沉造成这一部位的二次跳车,为避免二次跳车,可以在搭板尾端加设一段浅埋的变厚式搭板,其长度一般为3m~5m,对于水泥混凝土路面,也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。

2、台后地基处理

处理好台背软弱地基,是控制桥头台背过渡段的差异沉降以及桥头跳车的重要措施。对于软土地基处理目前国内已有不少处理方法,如换填法、排水固结法、堆载预压法、高压喷射注浆法、碎石桩法、挤密砂桩等方法。笔者有幸参加上海A15高速公路(浦西段)工程施工,为了解决上海软土地基所带来的桥头台背过渡段的沉降问题,在台背30米范围内采用振动沉模现浇砼薄壁管桩进行地基处理,取得了较好的效果,下面介绍采用振动沉模现浇砼薄壁管桩加固桥头软基的方法。

振动沉模现浇砼薄壁管桩施工采取振动沉模自动排土、现场灌注混凝土而施工成管桩。具体步骤是依靠沉腔上部锤头的振动力将内外双层套管所形成的环形腔体在活瓣桩靴的保护下打入至设计深度,在空腔内浇注混凝土,边浇注混凝土边振动拔管,从而在土体之间形成混凝土管桩。在形成复合地基时,为了保证桩与土共同承担荷载,并调整桩与土之间竖向荷载及水平荷载的分担比例以及减少基础底面的应力集中问题,在桩顶设置桩帽和褥垫层,从而形成现浇薄壁管桩复合地基。采用振动沉模现浇砼薄壁管桩对软土地基的处理极大提高了地基的承载力,增加了桩间土体的密实程度,提高了地基的稳定性和整体质量,减少了地基的沉降量。

在施工中,选择地基处理方式要结合实际地质情况、环境状况、施工情况来确定。对地基进行有效的处理,可以在很大程度上提高道路的承载能力,并能使地基原本就有的优良性能得到有效改善,从而在一定程度上缩小了路段与桥台间的沉降差异,降低了道路因为沉降而出现变形的机率,有效避免了错台情况的发生。

3、台后填筑

在桥梁与路桥之间时常会出现沉降差异的情况,一般主要有路基土体压缩变形、地基沉降、路面压缩变形等。其中,路面压缩变形的部分占较小比例,可忽略。以时间为划分标准,路堤沉降还有瞬时沉降、固结沉降与次固结沉降这几种分类,其中以固结沉降及次固结沉降对桥头跳车的影响最为显著。台后填筑的材料及质量也会对路堤沉降造成较大的影响,例如:轻型材料能够降低原地基的沉降及路堤下部土体压缩变形的可能性。所以,在对台背材料进行选择和填筑时,必须做到严格、认真。

在桥台后5~10m的区域内,所应用的填筑材料,应选择工程性质较好的填料。(1)因为路桥过渡段是刚柔过渡段,故填料刚度应在路基材料的刚度和桥台材料刚度之间;(2)因为台后很难压实,可是又对压实度提出了较高的要求,故应使用较易压实的材料;(3)必须保证填料具有较好的透水性,较常使用的填料主要有碎石土、砂砾土、中粗砂等。假如选用的是非渗水性土,必须要加入一些水泥、石灰等稳定材料来协助处理。近几年,部分工程选用了泡沫苯乙烯、泡沫混凝土等工程塑料来充当台背材料,而由于这些材料的密度较小,故在很大程度上起到了减轻路基重量、降低路基沉降现象发生机率的作用。

对于自然沉降及填土荷载作用下发生的变形,特别是不均匀沉降的控制,采用土工合成材料加固台背路基的方法可以实现。因为土工合成材料会使土体本身颗粒间、土工合成材料和土颗粒间的摩擦咬合作用增强,进而扩散并转移土体部分应力,明显降低土体的水平应力和垂直应力,提高土体抗剪性能,最终使得土体的抗变形能力、承载能力及抗裂能力都得到较大幅度的提高。

台后填筑必须完善施工工艺和强化施工质量管理,对台背施工的回填材料、压实机械、分层填土厚度、压实度进行严格检查,要严格按“三分法”(分层填筑、分层碾压、分层检测)施工,做到分层验收,层层把关,这样才能确保台背回填的施工质量。

4、台背排水

桥头过渡段路基必须密实、稳定而均质。在路桥过渡段如果排水没有进行妥当的安排,会导致水沿桥台和路基连接位置出现下渗的状况,导致路面结构层的稳定性受到破坏,而地基的稳定性也会有所下降,正是如此,错台还有跳车的状况会加剧。所以应根据台背的填料类型、渗水量还有降雨资料等多种因素,选择合适合理的排水方式,疏通台后填料的水分。

(1)表面排水系统

路桥过渡段路面的横坡和纵坡应有利于雨水的及时排除;

路桥接缝的封闭处理,要能有效阻止水进入台背内部;

泄水口的设置应能有效排水,避免在桥头形成积水点。

(2)内部排水系统

在底部设置透水性较好的填料反滤层;

在台背回填区范围内选用摩擦角大、强度高、透水性好的填料,有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外,从而减缓雨水的危害。

结束语

道路桥梁沉降段路基路面关乎到行车的舒适度还有行车安全,需要进行全面的考虑,掌握相关施工技术,最大程度减少桥头跳车现象的发生。

参考文献

[1]陈栋.道路桥梁沉降段路基路面的施工技术[J].黑龙江交通科技,2012,(6).

[2]许家伟.浅谈路桥沉降段路基路面施工技术[J].黑龙江科技信息,2011,(7).

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