葉耀坤
摘要:近年來,隨著不斷建設(shè)的公路橋梁,逐漸向山區(qū)地區(qū)延伸,隨之增多的公路橋梁過渡段由于受到地質(zhì)因素及公路走向側(cè)的限制從而導(dǎo)致公路橋梁過渡段軟基路基不均勻沉降進而引發(fā)橋頭跳車等危險現(xiàn)象。本文分析了公路橋梁過渡段軟基路基不均勻沉降的原因,提出了架構(gòu)公路橋梁過渡段的方案,研究軟基路基路面的施工,科學(xué)設(shè)計公路橋梁,嚴(yán)格控制施工,使路基過渡段不均勻沉降減少,提高其安全穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞:公路橋梁;過渡段;軟基路基; 不均勻沉降
必須進行科學(xué)管理控制公路橋梁各個施工結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié),確保每一道工序質(zhì)量合格,使公路橋梁過渡段的不均勻沉降問題進行解決,防止出現(xiàn)公路橋頭跳車的情況,從而提高了公路的壽命及性能。
路基與橋臺,路基與隧道,路基與橫向結(jié)構(gòu)物連接處,由于路基剛度差異較大,均設(shè)置過渡段,以保證軌道平順過渡。路橋過渡段作為剛性橋臺與柔性路堤的結(jié)合部位,在結(jié)構(gòu)上是塑性變形和剛度的突變體。
0. 分析公路橋梁過渡段軟基路基不均勻沉降的因素
路基沉降主要由兩部分組成,即地基沉降和路堤填土的沉降。對軟土地基來說地基沉降占主要部分,而對高填路堤則路堤本身的沉降占相當(dāng)大的比例,不可忽略。由于臺后填土往往較高,地基沉降與路堤本身的壓縮變形都十分明顯,可能產(chǎn)生較大的不均勻沉降。
0.1 不合格地處理橋頭引道軟土路基
不均勻沉降的公路軟基路段的地基會使橋頭跳車的現(xiàn)象發(fā)生,設(shè)計公路橋梁的施工圖時,要仔細(xì)考慮地質(zhì)鉆探布孔、更深層的鉆探和不精確地探測軟基的深度及范圍等問題,否則就會采取不合理的方式、錯誤的處治理論方法及不合適的計算參數(shù)來處理橋頭路基軟土地基。另外,由于雨雪侵蝕,降低路基強度,從而使公路橋梁過渡段軟基路基出現(xiàn)不均勻沉降。
0.2 不合格的橋臺臺背路基壓實度
進行橋梁通道施工時要進行臺背填土壓實。但是受限于工程材料、機械、管理水平及經(jīng)驗等因素,對于橋臺臺背填土壓實度很難符合技術(shù)設(shè)計要求,這也是公路橋梁過渡段軟基路面發(fā)生不均勻沉降的因素。土基塑性由于自然因素及車輛荷載長期積累而發(fā)生變形,從而使路橋出現(xiàn)不均勻的沉降。
0.3 不周密的橋頭引道過渡段結(jié)構(gòu)布局
在橋頭引道路基工程中可以采取粗粒料填筑法、加筋土法、鋼筋混凝土過渡板等方法處理過渡段工程,從而使公路路基整體強度提高,路橋剛度降低,沉降不均勻情況減少,路橋連結(jié)更加平實。為了避免橋頭跳車可設(shè)置搭棋逢對手結(jié)構(gòu)到橋頭引道的過渡段。
1. 架構(gòu)公路橋梁過渡段的方案
1.1 使路橋過渡段保持完好
為了使路橋過渡段的變形得到控制,要對過渡段內(nèi)路基的工后沉降量嚴(yán)格控制并進行連續(xù)的斜城式沉降。
1.2 合理設(shè)計緩和過渡段
不同的橋梁其結(jié)構(gòu)形式不同,橋臺要求較大的混凝土結(jié)構(gòu)剛性,,填土路基和路面結(jié)構(gòu)瀝青混凝土是柔性的,橋臺、路基和路面的強度存在明顯的差異。因此,要根據(jù)軟土路基強度進行處理。處理過程中要將相應(yīng)的強度過渡段進行設(shè)置,如將50米的強度漸變段設(shè)置在柔性路堤及剛性橋臺面間。可以根據(jù)施工現(xiàn)場情況進行調(diào)整但必須大于30米。倘若沒有軟土地基在橋頭引道,如果控制路橋過渡段不均勻沉降的標(biāo)準(zhǔn)是±5厘米,就要使沉降坡差控制在0.02厘米,強度漸變段不小于13米。
1.3 路橋過渡段的路基條件與地基條件
采用土工合成材料加筋路堤方法填筑壓實橋頭引道路基作業(yè)時不能使路基地基承載力提高及防止地基下沉,但是可以使橋梁的結(jié)構(gòu)避免受到破壞。
1.4 公路橋梁過渡段的結(jié)構(gòu)形式
1.4.1 將土工格柵填鋪在橋臺臺背路堤
進行路橋過渡段路基的施工常采用土工格柵工藝。土工格柵對車輛及土體自身荷載結(jié)合土體共同承擔(dān),另一方面,這樣也可以使土體抗剪強度得到充分發(fā)揮,使路基填土側(cè)向位移現(xiàn)象得到有效控制。因此,這樣可以使路基變形減少,提高了穩(wěn)定性。路基上部荷載由于土工木柵及路基填土共同作用而被重新分配,使橋臺臺背局部范圍土中的垂直應(yīng)力降低,從而降低了路基沉降量及土體承載力。水平填鋪的土工木柵具有彈性,即使大型車輛的碾壓也不會使路基發(fā)生變形。因此,進行過渡段的施工可以結(jié)合鋪土工格柵和橋臺臺背回填,計算土工格柵長度及間距,從而符合施工要求,保證了工程設(shè)計質(zhì)量,提高社會效益。
1.4.2 確定搭板長度及強度
設(shè)計搭橋沒有統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),對于搭橋長度的確定一般要符合以下原則。
(1) 進行路面設(shè)計時要考慮公路橋梁的路基下沉,防止縱坡變形,因此要對隨路堤沉降后的搭板傾角控制其范圍在1/200~1/300之間。
(2) 搭板的長度要對橋臺臺背進行覆蓋。
(3) 基于搭板的受力情況,采用彈性地基或者簡支梁對搭橋長度進行計算,控制其長度在0.2至0.3米的范圍。進行搭板強度的分析時,要對搭板與臺背間填土可能發(fā)生的情況進行預(yù)測,根據(jù)枕梁位置設(shè)計、劃分搭板節(jié)段的情況來對搭板強度進行設(shè)計。
2. 研究軟基路基路面的施工
2.1 處理橋臺軟基的施工方式
對于軟土加固采取水泥粉噴樁復(fù)合地基比較理想,可以節(jié)省施工時間,但是要求較高的工程造價;超載預(yù)壓的方式進行軟土地基的鞏固比較效果明顯,但是工期長,會出現(xiàn)較高的沉降率;對比粉噴樁法,塑料排水板法加固工期較短。另外,強夯法、爆破法都可以進行軟土的處理,這些方法有其特定的適用性及作用機理,要根據(jù)實際工程情況,勘察工程地質(zhì),綜合比較采取合適的施工方式。為了使軟基路面不勻稱沉降現(xiàn)象得到消除,保證軟基排水固結(jié)效果,就要努力對軟土基路段施工工期進行提前??梢詫㈩A(yù)壓時間延遲從而防止免軟基路堤工后沉降。要綜合考慮路堤填筑高度、地質(zhì)條件及土層性質(zhì)來決定采取的處理方式;將攪拌樁過渡段設(shè)置在橋臺上,設(shè)置一些砂墊層到塑料排水板與袋裝砂井或者攪拌樁過渡階段加密區(qū)交接處。
2.2 路橋過渡階段施工結(jié)
完成橋臺結(jié)構(gòu)施工后,要調(diào)整填土路堤與過渡階段路堤的施工。對路面采用壓實機械進行填壓,對于不能采用壓實機械的工程可以用小型振動壓實機械代替。對于橋頭高路堤、軟土路堤等沉降大,既要采取必要措施還要進行施工安排。
3. 總結(jié)語
橋梁的引道出口是公路橋梁建設(shè)工程的突出問題,由于逐漸改變的,剛性橋臺和柔性路堤間強度會使公路橋梁發(fā)生不均勻的沉降及橋頭跳車情況。因此,進行施工前要充分調(diào)查分析工程的地質(zhì)情況,對公路橋梁結(jié)構(gòu)進行合理科學(xué)的設(shè)計,處理好公路橋梁過度段的地基,確保工程各個施工階段的質(zhì)量,使公路橋梁過渡段的不勻稱沉降減少,保證工程安全可靠。
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