解決高等級(jí)公路橋頭跳車的理論與施工
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共2頁(yè)
3 解決橋頭跳車的措施
3.1 地基處理
處理好橋頭軟弱地基，是控制跳車的關(guān)鍵。目前對(duì)橋頭軟弱地基處理，國(guó)內(nèi)已有加固土樁法、料粒樁法、豎向排水體預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法和淺層處治法等措施，下面介紹幾種行之有效的常用方法。
3.1.1 采用深層攪拌法加固橋頭軟基
該法屬加固土樁類型，主要適應(yīng)于軟弱粘性土。深層攪拌法是本世紀(jì)60年代由日本和瑞典分別開(kāi)發(fā)的軟土加固新技術(shù)，一般借助于壓縮空氣，采用專門深層攪拌機(jī)械設(shè)備，從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土中噴出漿體或粉體固化劑(如水泥等)，經(jīng)葉片攪拌，并吸收周圍水份，在加固的深層軟土中進(jìn)行一系列物理——化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基，從而提高橋頭軟土地基承載力，減少沉降量(特別是工后沉降)，縮短固結(jié)期，提高邊坡穩(wěn)定性。其主要施工工藝程序：整平原地面→鉆機(jī)定位→鉆桿下沉鉆進(jìn)→上提噴粉(或噴漿)、強(qiáng)制攪拌→復(fù)拌→提桿出孔→鉆機(jī)移位。施工過(guò)程中路基填土速率不受限制，且無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染，對(duì)周圍環(huán)境及建筑物無(wú)不良影響，近10年來(lái)已在廣深珠高速公路和佛開(kāi)高速公路等高等級(jí)公路得以廣泛應(yīng)用。其最大優(yōu)點(diǎn)是工后沉降小，缺點(diǎn)是造價(jià)較高。
3.1.2 采用砂樁加固橋頭軟基
該法屬料粒樁類型，適用于松砂地基、雜填土或軟土，對(duì)地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用，在本世紀(jì)30年代起源于歐洲。主要施工工藝程序：整平原地面→機(jī)具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機(jī)具移位。為加速地基固結(jié)，減少后期沉降，一般根據(jù)實(shí)際情況，配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基強(qiáng)度顯著提高，同時(shí)改善地基的整體穩(wěn)定性。砂樁堆載預(yù)壓法在深汕高速公路、汕頭海灣大橋北引道等高速公路都應(yīng)用過(guò)，其造價(jià)在深層攪拌法與堆載預(yù)壓法之間。
3.1.3 塑料排水板堆載預(yù)壓法。該法屬豎向排水體預(yù)壓類型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。塑料排水板是由芯體和濾套組成的復(fù)合體，或是由單一材料制成的多孔管道板帶，自1983年在天津塘沽新港施工試驗(yàn)成功以來(lái)，在全國(guó)各地高速公路軟基處理都得以廣泛推廣應(yīng)用，其主要施工工藝程序：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機(jī)具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機(jī)具移位→攤鋪上層砂墊層。為加速排水固結(jié)，減少后期沉降，一般都配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基土的有效應(yīng)力增大、抗剪強(qiáng)度和承載力及穩(wěn)定性都得以提高。其特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便快捷，造價(jià)較低，但效果比上述兩種類型略差，仍存在少量工后沉降。
3.2 路基處理
3.2.1 采用超輕質(zhì)材料作路堤
鋪設(shè)輕質(zhì)材料可以減輕路堤自重，有效降低地基應(yīng)力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)，常用的輕質(zhì)材料如粉煤灰等。現(xiàn)在廣東等地開(kāi)始試驗(yàn)推廣的新型超輕質(zhì)材料——泡沫聚苯乙烯塊，其密度很小(約30 kg/m3左右)，抗壓強(qiáng)度約為0.25 MPa，且吸濕性極小，耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯乙烯塊，可大大減輕路堤體的重量，能成功地遏止橋涵連接路堤的過(guò)渡沉陷，從而避免垂直錯(cuò)位；另外還具有施工簡(jiǎn)便，不污染環(huán)境，能縮短工期等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)還可以減少橋臺(tái)等構(gòu)筑物的土壓力及側(cè)向壓力，從而減少構(gòu)筑物的移動(dòng)變位，改善結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。聚苯乙烯塊規(guī)格一般為0.5 m×1 m×5 m(厚×寬×長(zhǎng))，其缺點(diǎn)是在汽油或柴油作用下有溶解傾向，所以有必要加以保護(hù)。一般在聚苯乙烯塊上面澆注一層10 cm的鋼筋混凝土板，以減少路面總厚度和防止化學(xué)腐蝕，并在泡沫聚苯乙烯兩側(cè)設(shè)置包邊土，減少紫外線、汽油或柴油的影響。修建泡沫聚苯乙烯路堤，在鋪筑塊件之前，為確保地基的平整性，應(yīng)鋪上一層10 cm厚的砂整平層。鋪設(shè)塊件時(shí)，從路中線向兩邊鋪設(shè)，各層成垂直狀態(tài)，接縫注意錯(cuò)開(kāi)，塊件之間采用馬釘固定，防止移動(dòng)。
3.2.2 臺(tái)背回填處理方式
橋臺(tái)后宜選用摩擦角大、強(qiáng)度高、壓實(shí)快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等。同時(shí)，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實(shí)性能，使路基容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長(zhǎng)度距橋臺(tái)背不小于2 m、且與路基相接處按不大于1∶1設(shè)置斜坡或臺(tái)階，回填高度視路堤高度而定，一般取2～4 m。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部(約50 cm范圍內(nèi))設(shè)置水泥穩(wěn)定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。一般穩(wěn)定層結(jié)構(gòu)是沿路堤縱向距橋臺(tái)背約10 m長(zhǎng)，用一定劑量(如4%～6%)的水泥進(jìn)行穩(wěn)定，并且遠(yuǎn)橋臺(tái)端與路基相銜接處，采用1∶1設(shè)置斜坡。上述兩種處理方式均能達(dá)到減少豎向變形和剛?cè)嵬蛔兊某尚АＨ鐑煞N方式同時(shí)考慮，則效果更佳。
3.2.3 臺(tái)背回填處的壓實(shí)
為減少橋涵兩端路堤的工后沉降，從而使橋涵兩端路堤與橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物的相對(duì)沉降盡量小一些，一般可選填筑路堤預(yù)壓，讓路基排水固結(jié)，待路堤沉降基本完成以后再開(kāi)挖涵洞或橋臺(tái)位置土方，然后再施工橋涵。臺(tái)背填筑前，宜在處理后的基底頂面上設(shè)置橫向泄水管或盲溝。臺(tái)背回填宜在完成臺(tái)前防護(hù)工程及橋涵上部結(jié)構(gòu)吊裝之后進(jìn)行，同時(shí)注意結(jié)構(gòu)物兩端對(duì)稱填筑施工。臺(tái)背回填的壓實(shí)質(zhì)量是影響臺(tái)背回填沉降的一個(gè)主要因素。由于臺(tái)背回填位于路基與橋臺(tái)相銜接這個(gè)特殊位置，成為碾壓的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，壓路機(jī)難以碾壓到位，且大噸位機(jī)械振動(dòng)力太大時(shí)，對(duì)橋臺(tái)有影響。因此，臺(tái)背回填近橋臺(tái)處的壓實(shí)機(jī)械宜選用小型壓實(shí)機(jī)具，且嚴(yán)格控制每層填筑厚度(宜取10～15 cm內(nèi))碾壓遍數(shù)，并對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)，力求壓實(shí)度達(dá)到96%以上；對(duì)于機(jī)械夯實(shí)碾壓不到之處，應(yīng)及時(shí)采用人工補(bǔ)充夯實(shí)。
3.3 路面處理
3.3.1 設(shè)置橋臺(tái)搭板
搭板設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過(guò)渡至剛性橋臺(tái)上，使車輛通過(guò)時(shí)跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計(jì)算確定，常取3～15 m(當(dāng)超8 m時(shí)，宜設(shè)計(jì)成兩段式或三段式搭板)。搭板的近臺(tái)端一般擱置在橋臺(tái)前墻頂面或其牛腿上。當(dāng)橋頭引道為剛性路面時(shí)，搭板的縱坡可采用與路面設(shè)計(jì)縱坡平行方式(稱平置式搭板)；而當(dāng)引道為柔性路面時(shí)，則搭板的遠(yuǎn)臺(tái)端常置于路面面層與基層之間(稱斜置式搭板)。為預(yù)防搭板下沉，也可在搭板上先鋪設(shè)一層瀝青面層，通車后搭板若下沉?xí)r，則在其上加鋪瀝青混凝土或?yàn)r青砂。
3.3.2 設(shè)置變厚式埋板
為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長(zhǎng)度一般取3～5 m，對(duì)于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。在搭板、埋板或變厚式板的下層，為保證與橋臺(tái)連接部位的剛?cè)釋哟卧谒胶痛怪狈较蚓軡u次變化，建議采用強(qiáng)度及回彈模量均高于其它路段相對(duì)應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯(cuò)臺(tái)幅度，調(diào)整不均勻沉陷，改善橋頭跳車或二次跳車現(xiàn)象。
3.3.3 采用過(guò)濾性路面
根據(jù)橋涵的長(zhǎng)度和路基的容許工后沉降值計(jì)算等情況，在橋頭一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)鋪設(shè)過(guò)渡性路面，待路堤沉降基本完成(一般為3～5年)后，再改鋪原設(shè)計(jì)永久性路面。常用的過(guò)渡性路面類型有預(yù)制水泥混凝土六棱塊(邊長(zhǎng)34.6 cm、厚20 cm)、條石鋪砌(25 cm×25 cm×40 cm)、半剛性過(guò)渡層或?yàn)r青表處過(guò)渡層等。其中水泥混凝土六棱塊和條石鋪砌僅適應(yīng)于水泥混凝土路面，最大優(yōu)點(diǎn)是翻修處理速度快；但不易鋪砌平整，行車仍有抖動(dòng)感覺(jué)，且其砌縫應(yīng)采用防水材料，以防滲入雨水損害路基。值得推廣的簡(jiǎn)便有效方法是瀝青表處過(guò)渡層類型，其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)出現(xiàn)較大沉降時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充鋪設(shè)一層瀝青混凝土或?yàn)r青砂，以能確保行車暢順，有效避免跳車現(xiàn)象。
參 考 文 獻(xiàn)：
［1］ JTJ 017-96，公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范［S］.
