路桥过渡段不均匀沉降处治措施研究.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除路桥过渡段不均匀沉降处治措施研究摘要：本文首先介绍了路基不均匀沉降的原因，然后阐述路桥过渡段施工采取的措施和过渡段不均匀沉降处治方法，最后提出路桥过渡段的控制措施。关键词：路桥过渡段，不均匀沉降，原因，处治措施。一、路基不均匀沉降的原因1.1 设计不合理引起路基沉降桥梁的造价往往占公路工程总费用的很大一部分，在山区尤为明显，因此设计时往往考虑造价方面的因素而压缩跨径尺寸，大河面、大沟壑采用小跨径，使桥涵构造物尺寸偏小，甚至不到河面宽度的1/2，这往往造成桥头路堤过长、过高，而且大多处于排水不良、土质软弱的地基上:设计时未探明地基情况，对基底设计未做处理，或处理不当，留下隐患; 台前、台背防护工程设计不合理，受路堤填料的压力或推挤作用产生水平位移，引起桥头路基沉陷;为节省投资，就地取材，填料技术指标达不到工程要求也没经过处理就使用，使其质量欠佳;桥台结构与路面的衔接考虑不周，设计不良，在其连接部位存在突变点或形成错台，导致跳车; 对桥头路面水处理不良，使得水沿接缝或裂缝下渗路基，产生病害。1.2 天然地基的沉降桥涵通常位于沟壑地段，路基地形起伏较大，地下水位一般较高，且多属软土，在其上填筑路基，极易产生沉陷。此外，天然地基的固结在自身的重力作用下已基本完成，但在其上修筑路堤时，由于路堤填土成为附加荷载，从而使天然地基产生沉降变形。这种沉降变形的大小受路堤填土的土质和填土高度的影响，相同填土高度时，填土的容重越大，地基沉降变形也越大;相同填土容重时，填土高度越大，地基沉降变形也越大。1.3 台背填料引起路基压缩变形台背填料通常都含有水分，存在孔隙，施工过程中采取的压实措施不可能将填料颗粒间的孔隙完全消除，在其自重及车辆荷载作用下，填料逐渐变密实，孔隙率逐渐降低，填料也随之产生压缩，在一定期限内将产生压缩变形。因此，压缩变形主要决定于填料性质、施工条件及台前、台背防护工程的设置情况。一般透水性好的土、级配较好的砂石料，其压缩沉降小; 施工符合工序、压实符合要求，压缩变形小;台前、台背设置有挡土墙、护面墙等防护构造物时，其压缩变形也较小。1.4 施工控制不严引起的路基工后沉降施工过程中没有严格按照规范要求施工，台背填土速度过快，压实不够，则工后可能产生较大沉降，且对台背挡土墙等构造物产生的压力也大;台前护坡、挡土墙等结构物砌筑不及时，引起土体滑移，影响压实效果，甚至危害桥基;台背、尤其是台背及翼墙内侧填土，因受施工作业面限制，工期紧及不易使用压实机具等原因，难以达到规定要求;对桥头沉陷病害缺乏足够认识，没有严格把好填料质量关，未按分层填筑、分层碾压、分层检测三分法施工。这此因素都可能引起桥头路基工后产生较大的沉降。二、路桥过渡段施工采取的措施2.1 加强路桥过渡段的施工组织设计。如果施工方案和施工组织设计的质量不高，就难以保证在预定的成本范围内，按期交工和确保工程质量。因此，对于施工方案和施工组织设计必须达到以下要求: 要讲究科学的编制程序和方法; 编制时进行技术经济分析和比较，做到设计优化，除了在施工方案和施工组织设计的质量保证，还要做好检查施工准备工作的质量，做好施工人员的技术交底工作，材料的质量控制和机械设备的质量保证。过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥间的沉降差，在桥台结构完成后尽快安排过渡段陆地与一般填土路堤的施工，使用同样压实能量的压实机械把过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压，分层填筑时，每层松铺厚度必须控制在15cm内，并在台背墙上划上记号，以保证厚度的均匀性，方便施工人员检查。在路堤和桥台连接部位，路堤与锥坡预压填土应同步填筑碾压，使用大型机械碾压困难时可改用小型振动机充分压实。2.2 加强路堤填料的选择实施。台背路堤填筑之前，要有目的地选择施工路段的填料，对要采用的各种土壤做对比试验，其试验项目包括: 不同土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实变数和松铺厚度的关系，从试验结果比较各种土壤的技术指标，选出最适宜的土壤作为填料;从经济角度考虑，以就地取材为主，就地取材不仅经济而且取材方便、不误工，材料的选择原则上应选用。干缩的基本原理是由于水的蒸发和混合料内部发生水化作用导致水分减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间作用、材料矿物晶体或凝胶体间水的作用、碳化收缩作用等引起的整体宏观体积收缩。半刚性基层线性收缩系数较大，如矿质集料级配、含泥量控制不好，则线性引缩系数更大。对于高等级道路，由于基层采用摊铺机摊铺，材料均匀性比较好。故由于基层质量不好而引起的干缩比较小。但对于矿质集料粒径过小，细集料较多的，则容易产生裂缝。2.3 在裂缝开展后及时进行维修养护。对沥青路面早期开展的非荷载疲劳裂缝，要根据具体情况采取相应的措施。如裂缝不宽，一般采用灌缝处理，通常在秋冬交替时，采用可常温下施工的乳化沥青进行灌缝。如果是加热的沥青，则容易由于温度的迅速下降而难以浸透到裂缝深处。目前国内已开发出一种合成橡胶填缝材料，可直接填缝，30min后通车。若裂缝开展较大，可沿裂缝两侧切割成15cm20cm宽的条形槽，深度为面层的一半。将下层缝隙中清理干净，采用沥青砂填缝，再将槽中涂刷粘层油，铺土工格栅作为应力吸收层，再用细粒式沥青混凝土填筑碾压密实。干容重较大的砂类土或渗水性好的材料，这样的材料强度高，容易压实，当采用非渗水性材料时，应在土中掺加外加剂，如石灰、水泥等，严禁使用淤泥以及含草皮、树根和其他杂物的土作为填料。2.4 加强压实要求。台背路堤填土应与锥坡填土同时进行，并按设计宽度一次填土，分层填筑过程，每层的压实厚度不超过15cm，其施工顺序为汽车卸土、推土机平整、洒水或凉晒、人工平整、压路机碾压、压实度检测，压路机碾压过程中，既要保证压实度，同时又要注意不损伤台身，具体要求为：采用振动压路机碾压时，除对台背路堤填土与路基土方连接处必须加以振动;增强碾压效果外，桥台附隐若现采用不振动静压并慢速碾压，以免损伤桥台;检查填土松铺厚度、平整度和含水量，符合要求后进行碾压; 根据压实试验提供的松铺厚度和控制压实遍数进行压实。路基与桥台的连接是不同性质构筑物的连接，台后路基是高速公路、高速铁路设计、施工中容易被忽视的部位，必须根据具体情况优化设计方案，控制施工工艺，从而尽可能消除或减小路桥过渡段不均匀沉降对行车的影响，确保工程质量。三、过渡段不均匀沉降处治方法桥面板、桥台及其基础和台背路基及其基础的设计与施工是引发问题的主要因素。桥台沉降主要是由地基沉降引起, 在正常情况下其工后沉降量都很小。路堤沉降的原因是多方面的, 与地质、水文条件、路堤设计和路堤的施工方式及施工标准、时间有关。国内针对桥头跳车开展了大量研究, 治理方法见下图。四、路桥过渡段的控制措施4.1液态粉煤灰回填事先将台背左右两侧用模板支挡起来，使其与开挖好的台背形成一个封闭的坑槽，用粉煤灰与水泥和水通过一定比例（一般采用粉煤灰：水泥=1:11左右）搅拌均匀后将台背浇灌完成。在液态粉煤灰的施工过程中首先确定坑内无残渣、虚土、积水等杂物。对于两侧支护模板必需检查其牢固性、稳定性及严密程度，防止施工过程中出现跑浆漏浆及跑模事件。检查合格后方可施工。施工中必需严格控制配合比及搅拌时间特别是水泥用量及水灰比控制，施工技术人员和试验人员必需全过程控制质量。同时要杜绝混合料的离析、结块及土块等杂物掉入其中严重影响工程质量。由于液态粉煤灰的比重较小大大减少了台背土对地基的压力，且由于水泥的硬化也极大地增加了台背土的整体性，减少了不均匀沉降产生的可能。4.2 注浆加固台背加固施工的意图是为了从刚性桥台到柔性路基段形成一段长度合适的刚柔过渡段，减少刚性桥台和柔性路基间的不均匀沉降。灌浆孔呈梅花形布置于台背后，孔距1.52m，布置长度较搭板长46m。注浆花管采用无缝钢管加工，自注浆管上部管口50cm以下区域均匀布设小孔，小孔直径10mm，长度方向间隔20cm，梅花形布设至管底。注浆孔采用干钻成孔，孔深一般不小于4m。注浆管长度应距孔底25以使浆液灌注流畅。注浆管与注浆孔间在路基顶面的空隙必需用水泥砂浆封堵，封堵长度不小于30cm。注浆应待封堵空隙水泥终凝后方可进行，以免浆液冒出。注浆材料应选择质量可靠，无杂质的水泥，以及干净不含泥土不会使水泥浆堵塞管道的水。压浆应按先边后中的方式进行。4.3 土工格栅加固桥台台背路堤加铺土工格栅在路桥过渡段路基施工中采用土工格栅技术，当土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载的同时，具有下述三方面功能。由于土工格栅使土体的抗剪强度得到充分发挥，约束了土体的侧向变形，控制路基填土的侧向位移，增强了路基的整体稳定性，从而增大了路基的变形模量。由于水平摊铺的土工格栅具有弹性，在车辆荷载的反复作用下，不会产生或减少变形的累积。由于在路桥过渡段铺设土工格栅具有明显的工程效果，因此在路桥过渡段高填方路堤可采用桥台台背回填加铺土工格栅的结构