高速公路工程中橋頭跳車的成因及加固技術(shù)研究
2015-07-20
由于我國經(jīng)濟的發(fā)展，高速公路也隨著迅速發(fā)展，橋頭跳車這一公路工程普遍而又難以解決的問題也顯現(xiàn)的越來越明顯。本文首先對橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生的原因以及危害性進行了闡述，提出了幾種加固的方法。
一、產(chǎn)生跳車的主要原因
結(jié)合設(shè)計、施工及工程管理等方面的因素，可將路橋過渡段產(chǎn)生跳車病害的原因歸結(jié)為以下幾個方面: 1.路堤填筑材料的壓縮；2.路堤下天然地基的沉降；
3.路面排水設(shè)施不完善及路堤填土的流失；4.橋臺與臺背填土連接處的剛度差異；5.施工質(zhì)量管理存在問題；6.社會因素的影響。
二、橋頭跳車加固技術(shù)分析
（一）橋臺臺背路堤下地基處理技術(shù)研究
1、換填土層法
此方法就是為了使路堤性能達到穩(wěn)定狀態(tài)，將要作為地基的土地下的強度較低的軟弱土層挖掉，用砂、碎石、灰土等強度較大的，且無侵蝕性的土類材料來替換，并對替換的土類材料進行壓實，達到承載要求。
砂墊層可以加大地基承載力，減小地基沉降量，使軟弱土層排水固結(jié)的速度加快，防止路基土凍脹，還可使膨脹土的漲縮作用消除，也可以對暗穴進行處理。在不同的工程中，由于工程性質(zhì)的不同，砂墊層所起的作用也不相同，在處理路基的時候，砂墊層主要作用是排水固結(jié)，素土墊層。砂墊層法施工起來方便而且工程費用消耗也很低，但是要有較長的預(yù)壓時間，還要與排水固結(jié)法相結(jié)合使用才能更好的發(fā)揮效果。所以這種方法適用于路堤填土高度低，軟土層薄、埋置深、沒有硬殼層面、而且排水性能要求好、工期短的軟土路基。
2、強夯法
利用80～00kN的重錘從8～20m的高處落下時將重力勢能轉(zhuǎn)化成了很大的沖
擊能，當重錘落在地基土上，在地基土中產(chǎn)生沖擊波和很大的動應(yīng)力，使地基土得到夯實。
碎石土、砂土、雜填土、素填土、濕陷性黃土和底飽和的份土和粘性土這樣的地基度適合采用夯實法加強地基強度。對于高飽和度的粉土和粘性土，需經(jīng)試驗論證后方可適用，且應(yīng)設(shè)置豎向排水通道。該方法最大處理深度達40m。強夯法的震動可能會對周圍的環(huán)境造成不良影響，因此使用時要注意考慮周圍的環(huán)境因素。
3、CGF樁法
利用振動打樁機擊沉直徑為300～400mm的樁管，在管內(nèi)邊振動邊填入碎石、
粉煤灰、水泥和水按一定比例配合材料，形成半剛性的樁體，與原地基形成復(fù)合地基，從而提高地基承載能力，也可用其他方法成孔。
CGF樁法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、飽和及非飽和的粘性土、粉土。能是天然地基承載力提高70%以上。
4、排水固結(jié)法
排水固結(jié)法包括:承載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲排水法
(1)原理和作用
通過布置垂直排水井，改善地基的排水條件。排水固結(jié)法采用加壓、抽氣、抽水和電滲等措施，以加速地基固結(jié)和強度增大，提高地基的穩(wěn)定性，并使沉降提前完成。
(2)使用范圍
軟土層厚度大且為飽和粘土和沖填土的地基適合采用排水固結(jié)法，但如果底層是厚度較大的泥炭層時要慎重對待。
5、石灰樁
利用打樁成孔過程中，沉管對土體的擠密作用和新鮮的生石灰成樁時對樁周土體的脫水擠密作用使周圍土體固結(jié);同時由于一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)、樁身與樁同土贏殼層組織成變形模量較大的樁體，以置換部分軟土，同原地基土形成復(fù)合地基，從而提高了地基的承載力。
如果地基土中是軟粘土、雜填土、膨脹土、紅粘土、濕陷性黃土，而它們的滲透系數(shù)為是適中狀態(tài)，適合采用石灰樁法加固地基。但此方法不適合滲透系數(shù)小，脫水效果不好的土層。
6、擠密碎石樁
利用成樁孔過程中沉管對土的橫向擠密及振密作用樁作為的土體向樁周圍擠壓，這樣擠密了樁周圍的土體，將碎石分層夯實，形成碎石樁。
松散的非飽和粘土、雜填土、洗閑性黃土、酥松的砂性土?？衫眠@種方法加固。這種方法不適用于飽和軟粘土。
?。ǘ┞返膛c橋梁連接處的處理方法
橋梁一般都采用樁基礎(chǔ)，所以沉降量會很小，穩(wěn)定和安全部室問題。為了消除路橋過渡段的不均勻沉降，將路面不平整，樁負摩擦阻力的問題解決，必須解決路橋過渡段所受荷載不一致問題
1.預(yù)壓法
其原理是首先采用與路堤相同的總荷載，對橋臺地基進行預(yù)壓，待地基沉降穩(wěn)定后，再卸去橋臺處預(yù)壓荷載，修筑橋臺。此法有助于消除不均勻沉降和樁的負摩擦阻力，且適用于任何形式的橋臺。
2.平衡壓重路堤發(fā)
以預(yù)壓法為基礎(chǔ)，選擇樁柱式橋臺，再對預(yù)壓完成后的路堤鉆孔置樁，加固橋臺，用這種方法時，可不用挖除部分路基。采用平衡壓重路堤法對消除不均勻沉降和樁的負摩擦阻力，還可以避免橋臺發(fā)生縱向位移。
以上兩種方法經(jīng)常與擠密砂樁法、袋裝砂井法、塑料排水板法、鋪砂墊層法、
超載預(yù)壓法等相互結(jié)合使用，
上述兩種處理方法經(jīng)常結(jié)合超載預(yù)壓法、鋪砂墊層法、塑料排水板法、袋裝砂井法、擠密砂樁法等一起使用，可加快地基沉降、縮短預(yù)壓時間和增強預(yù)壓效果。這兩種方法的優(yōu)點是施工簡單、效果好，且節(jié)省投資;缺點是預(yù)壓時間長，且預(yù)壓期間不易施工安排。
3.樁基混凝土平衡法
該法在橋臺背后設(shè)置混凝土平衡板，或打入預(yù)制樁(碎石樁、水泥混凝土樁、
粉體攪拌樁、旋噴樁等)，或擴大預(yù)制樁頭，這種方法處理效果好，但造價高。
4.土工格柵法
土工格柵具有高強度和高韌性的力學(xué)特性，利用土工格柵這些力學(xué)特性，可以達到擴散土體應(yīng)力的目的，并目_能增大土體的剛度和抗拉強度，與土體構(gòu)成復(fù)合土工結(jié)構(gòu)。這種方法適用于砂土、粘性土和軟土的加固，或用于反饋、排水和做隔離材料適用。
5.橋頭搭板
在實際工程中，工程技術(shù)人員常采用長搭板的方式來解決橋頭錯臺的問題，但是這種方法并不能完全消除不均勻沉降，消除樁與土的負摩擦阻力。當出現(xiàn)較大的沉降量時，搭板采用埋置較深的方式為宜。為盡量避免錯臺現(xiàn)象的產(chǎn)生，可采用多種方法與橋頭搭板相互結(jié)合并用的方式來調(diào)整錯臺。
綜上，在解決橋頭跳車的問題上，要想達到理想的加固效果必須選擇合適的加固方法，并在施工工藝，施工方案上控制好施工質(zhì)量，達到加固路橋過渡段的目的。
