公路桥头跳车原因分析及加固对策

1、公路桥头跳车原因分析及加固对策路面桥头跳车是公路工程建设的八大质量通病之一,在高速公路和各级公路中普遍存在,研究分析和预防桥头跳车现象,具有一定的现实意义。一.桥头跳车的原因分析桥头跳车主要产生在路、桥过渡衔接处,其产生跳车的原因,概括地说是路、桥刚度差异大,刚柔不均引起的沉降不均导致的现象。经具体分析,认为产生路基刚度不均的主要原因有以下几个方面:1.1路、桥结构不同从路面和桥的组合可以看出,桥台是刚性体系,路面为柔性或半刚性多层体系,由于结构的刚度不同,在路、桥过渡段受到车辆荷载的作用时,桥台由于巨大建筑作用,加上基础处理较好,一般认为沉降已经完成,沉降可视为零,而路面的垫层、基层密实度迅

2、速增加,结构层压缩,两者之间引起不同的变形从而造成竖向沉降不均。水平方向的桥台前面没有荷载,而台后路基土对桥台产生水平推力,加上车辆行使冲击荷载的作用,桥台便会发生一定程度的水平位移,这也加大台后填土的沉降。1.2桥台的填料、压实台后填料一般为渗透性材料,存在多孔隙,施工时受施工作业方面影响,压实机具不能过分靠近接触台背,不能将填料颗粒间孔隙完全消除,在车辆荷载和自身重力作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低,便在短时间内产生压缩沉降,因而产生路面下沉而造成跳车。在工程实践中,就是施工时工序符合要求,压实度达到要求,但台后填土较高,在运营后路堤填土的自重和动荷载的作用下也不可避免产生沉降。有时台后填

3、土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台向后倾斜,发生不均匀下沉,危及行车安全。象粤赣高速龙南段小车河大桥,通车已达8年左右,养护部门每年都进行大中修,每年都用沥青贯入式作了调平层,但沉降量都在8cm左右,使下雨时水分不能迅速排出,影响行车,又破坏了路面结构,危及行车安全。1.3地基条件影响由于桥涵通常位于沟壑地方,桥台都是建在河海地基之上,土质不良,地下水位较高,在南方地带多有软基软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变

4、形稳定历时往往持续数年乃至数十年。就是在一些稳定地基或者地基作了处理,在外荷不断重复作用下,也无可避免出现这个问题。1.4桥台地面以上设计高,台后路堤沉降量大在平原地区为满足人车立交、排洪能力需要,一般将桥下净空加大,致使台后路堤填土较高,多数达到5m以上,甚至高达10m以上。按土力学计算和施工规范规定,填土高度>6m 的路基,其后台路基沉降范围在820cm。1.5施工的原因施工队伍盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土与其连接的路堤不能同时施工,速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,由于存在缝隙,雨水会沿缝隙渗透,对路面结构层和路基土产生冲刷和浸蚀,增加路面各结构

5、层和路基土的含水量,造成各种细粒土的流失,随着路基和各结构层的破坏,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水措施没有做好及填土流失,压实度没有达到要求,在外部车辆荷载冲击作用下,这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。二.桥头跳车的防治对策为解决桥头跳车问题,必须尽量减小路桥过渡段的刚度不均。对此,可采取以下几个对策进行处理。2.1桥台软基处理处理好台后软弱地基是控制桥头跳车重要措施。对于台前不良地质地段应根据实际情况进行处理,处理软基现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合

6、地基等常用方法。就目前情况看,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较为常用方法。我们要根据当地实际情况,加以应用,使地基承载能力满足设计要求后方可在其上填筑路堤。2.2填料选择及压实要求台后填料采用改良填料。从理论讲应当选择强度高、宜压实、级配好、透水性强的砂砾土、卵石土等填料较理想。这种填料包括碎石、砂砾石、水泥石灰稳定砂石土、低等级混凝土等。使用优质填料,必须配以严格的填筑压实和检测标准,否则将不会发挥过渡段的功能。2.3

7、桥台上设置钢筋混凝土搭板如何消除和减少结构突变影响,使两个对接性质不同路面体系在抗垂直形变上能平顺过渡,是我们考虑主要方面。对连接沥青路面,则在桥台处增设增变厚式钢筋混凝土搭板,对连接水泥混凝上路面,则将连接处路面板改为变厚式。搭板一端放在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔,另一端置于枕梁上,枕梁处路堤局部范围设置碎石桩或水泥石屑桩,以形成局部复合路堤,改善枕梁及其下部路基土承载能力,减小该处沉降。搭板可水平放置,也可倾斜放置。搭板按简支梁设计,枕梁按弹性地基梁设计。枕梁处路堤局部范围,是应力集中的部位,也是变形最敏感的部位,因此,在该局部范围应作特殊处理,即在碎石桩或水泥石屑桩,

8、均采用普通碎石桩成桩机械施工,桩径为35厘米,桩长一般为5米,桩距1.5米,经实践检验,这一处理方法能明显改善沉降不均问题。采取措施处理此问题,一是注意施工方法,尽量减小凹陷和错台高度;二是对出现的凹陷和错台及时修补。2.4加筋土路基在台后路基中分层埋设加筋材料。加土工网不仅可以减少路基的沉降,而且能使沉降呈线性连续发生。2.5合理安排施工工序对采用桩柱式桥台的路桥过渡段可先施做粉喷桩进行地基加固,然后填筑路基及桥台锥体护坡,最后反开挖施工桥台钻孔桩及盖梁。粉喷桩一般采用水泥粉喷桩,其加固范围一般为桥涵缺口至锥体护坡前。桥头填土采用8%9%的石灰土分层建筑,分层压实,填筑时按填土、整平、压实、检测密实度四道工序进行,每层填土松铺厚度30cm,压实度95%。在广州市广园快速路、广惠高速公路、广深高速公路等项目中均使用了上述方法填筑的台后路堤。三.结束语通过分析桥头跳车原因,对以上几项防止桥头跳车的方法可以这样评价:3.1使用级配粗粒填料填筑台后路基,能有效解决桥头跳车现象,但由于填料质量相对较大,容易引起地基过大沉降,使处理难度加大,且成本较高。3.2钢筋混凝土过渡板是处理桥头跳车的有效手段,但必须注意搭板坡度的合理设计及搭板尾部与沥青混凝土路面衔接部位