淺談橋頭搭板下沉病害處治
2015-07-23
前言
隨著我國(guó)路網(wǎng)的迅猛發(fā)展，以及高速公路的發(fā)展和建設(shè)，橋頭搭板下沉現(xiàn)象不斷增多，已成為嚴(yán)重的道路病害，影響了行車(chē)的舒適性和安全性，這是公路修筑中一個(gè)亟待解決的重要課題。橋頭產(chǎn)生橋頭搭板下沉的主要原因與地基條件、填筑材料、施工機(jī)械設(shè)備以及施工工藝等諸多因素有關(guān)，越來(lái)越引起公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等部門(mén)的重視。
2. 橋頭搭板下沉引起的危害
?。?）對(duì)行車(chē)安全和舒適度的影響
橋頭搭板下沉的時(shí)候不得不降低車(chē)輛的速度，使公路的使用功能和通行能力受到很大影響；其次，在橋頭搭板下沉?xí)r會(huì)使乘車(chē)人員感到不舒適，心情會(huì)受到影響并且容易疲勞，所載貨物易損壞；再次，嚴(yán)重的橋頭搭板下沉現(xiàn)象還加速了橋梁、路面及車(chē)輛的損壞，嚴(yán)重的橋頭搭板下沉現(xiàn)象導(dǎo)致車(chē)輛失控，發(fā)生翻車(chē)、追尾等交通事故，威脅人、車(chē)和財(cái)物的安全，造成生命、財(cái)產(chǎn)的損失。
（2）降低公路使用性能
由橋頭搭板下沉產(chǎn)生的水平和垂直沖擊力會(huì)對(duì)路面、路基和橋梁結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生進(jìn)一步的損壞，從而增加了養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用和管理的難度，并降低了公路使用性能。
?。?）增加運(yùn)輸成本
橋頭搭板下沉?xí)r的沖擊力會(huì)增加車(chē)輛的振動(dòng)以及機(jī)械磨損和輪胎的損耗，增大油耗，縮短車(chē)輛使用年限，增加運(yùn)輸成本。
（4）影響工作和生活
橋頭搭板下沉?xí)r產(chǎn)生的噪聲會(huì)對(duì)駕駛員、乘車(chē)者和公路兩旁的居民造成干擾，不利于人們身心健康，影響其正常的工作和生活。
3.公路橋頭搭板下沉的病害原因分析
橋頭搭板下沉是國(guó)內(nèi)外高等級(jí)公路中普遍存在的病害，尤其是在軟基上修筑的結(jié)構(gòu)物表現(xiàn)更加明顯。綜合研究分析發(fā)現(xiàn)，搭板橋頭搭板下沉病害產(chǎn)生的主要原因如下:
?。?）臺(tái)背填料不密實(shí)。
臺(tái)背填料不密實(shí)，尤其是高填方路段的路基填筑材料不均勻、碾壓不密實(shí)，在車(chē)輛荷載作用和震動(dòng)下填料沉降，從而造成橋頭搭板下沉。
（2）雨水流入，填料流失。
由于接縫的存在，導(dǎo)致雨水進(jìn)入搭板下，在車(chē)輛荷載作用下形成唧漿。泥漿順橋臺(tái)錐坡、路堤護(hù)坡的破損處和縫隙間流出，致使板底下的路基材料不斷減少，進(jìn)而形成橋頭搭板下沉。
?。?）車(chē)輛超載破壞。
在車(chē)輛荷載尤其是超載車(chē)輛作用下，面板受到巨大的垂直荷載作用，不斷對(duì)板底路基進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)，最后形成橋頭搭板下沉。
4.如何有效加強(qiáng)橋頭搭板下沉病害處治
?。?）選材與施工
橋臺(tái)臺(tái)背填料填筑處理質(zhì)量的好壞對(duì)臺(tái)背沉降起著舉足輕重的作用。材料選擇上,應(yīng)選擇滲水性好、強(qiáng)度高、壓實(shí)快的材料。另外,在北方冰凍地區(qū)還應(yīng)選擇抗凍脹強(qiáng)的材料,如砂礫、碎石砂、工業(yè)廢渣、碎石土等。在填筑方法上,要分層填筑,分層碾壓,分層檢測(cè),分層厚度要小于30 cm。斜坡或臺(tái)階填筑至搭板底面。臺(tái)背填筑的時(shí)間是一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題。大多數(shù)
施工是構(gòu)造物和路基土方同時(shí)進(jìn)行的臺(tái)背填筑及橋頭很長(zhǎng)一段距離內(nèi)都是先空下,待橋臺(tái)完工后再填筑橋頭部分。這樣,一般是臺(tái)背與路面在同一時(shí)期完成,所以臺(tái)背部分的地基和路堤沒(méi)有充足的時(shí)間固結(jié)下沉,工后沉降比較明顯。因此,在施工安排時(shí),最好先安排構(gòu)造物施工,路基和臺(tái)背同時(shí)填筑,并進(jìn)行超載預(yù)壓處理,路面施工則等到路基沉降穩(wěn)定后進(jìn)行。搭板墊層材料采用石屑、砂礫、水泥或石灰等混合材料。這些材料凝固后在搭板下形成剛度和強(qiáng)度較大的穩(wěn)定層。墊層施工要分層填筑,碾壓,壓實(shí)密實(shí)度要達(dá)到95%,其平整度在5 mm以?xún)?nèi)。
枕梁的施工在墊層后進(jìn)行,依據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放線(xiàn),然后支模板,復(fù)核枕梁高度,在此同時(shí),將在鋼筋加工區(qū)加工好枕梁的鋼筋籠放在模板之內(nèi),預(yù)留好保護(hù)層并固定鋼筋籠,澆筑混凝土振搗密實(shí),并梳平枕梁頂部混凝土,枕梁施工完后再施工搭板,同樣支模,綁扎鋼筋,澆筑混凝土,并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)等等。若搭板需設(shè)置縱縫或橫縫,應(yīng)及時(shí)用切割機(jī)切割,并用填縫材料填塞。枕梁和搭板澆筑完畢后,混凝土需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在夏季高溫期,混凝土一旦終凝便要進(jìn)行濕水養(yǎng)護(hù),保證混凝土始終處在浸水狀態(tài),并蓋上防曬透氣材料。若搭板有縱縫,需進(jìn)行切縫處理,并用油淋麻絲填塞縫隙。
?。?）地基預(yù)壓處理
預(yù)壓處理就是在擬建的橋臺(tái)處，先填土預(yù)壓，待地基強(qiáng)度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結(jié)構(gòu)物。為了加速地基固結(jié)下沉，在填筑路堤時(shí)，還可預(yù)先把土填得比設(shè)計(jì)高度高一些，或加寬土的寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超挖填部分。這種預(yù)壓或超載預(yù)壓的方法，可以說(shuō)是處理軟弱地基最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車(chē)問(wèn)題，而且可以解決臺(tái)后填土的不均勻沉降問(wèn)題。
?。?）地基加固處理
對(duì)正常壓實(shí)的軟粘土而言，首先應(yīng)該考慮采用排水固結(jié)措施，如插塑料排水板等方法，通過(guò)設(shè)置來(lái)改善地基的排水條件，縮短排水途徑，使地基承受附加荷載后，排水固結(jié)過(guò)程大大加快，進(jìn)而使地基強(qiáng)度得到提高。這種方法即經(jīng)濟(jì)又有效。如果屬于軟弱地基，除了常規(guī)的排水固結(jié)措施外，還要采用攪拌樁、擠密樁等深層復(fù)合地基法來(lái)提高土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使橋頭路基盡量連續(xù)平穩(wěn)過(guò)渡。
?。?）正確設(shè)置土工合成材料
第一，土工布的質(zhì)量控制。規(guī)范要求土工布的單位面積質(zhì)量為300 g/m2~500 g/m2，強(qiáng)度按用途分為三個(gè)等級(jí)?？紤]到土工布的不同材料和工藝，在其力學(xué)性能存在較大差異的情況下，要求土工布單位面積質(zhì)量不小于400 g/m2，其縱向抗拉強(qiáng)度不小于20 kN/m，滿(mǎn)足握持強(qiáng)度不小于1 100 N，撕裂強(qiáng)度不小于400N，刺破強(qiáng)度不小于400 N，CBR頂破強(qiáng)度不小于2 750 N的土工布，要求采用聚酯長(zhǎng)絲針刺型，只有這樣，土工布才能起到明顯的隔離層作用。
第二，考慮到土工布的排水效果與土工布的厚度有密切關(guān)系，選用的土工布太薄，透明能力就低，為此，要求選用克數(shù)較大的土工布。
（5）提高填筑材料的壓實(shí)度
影響路基壓實(shí)效果的主要因素有含水量、壓實(shí)層的厚度、壓實(shí)機(jī)械的類(lèi)型和功能、碾壓遍數(shù)以及地基的強(qiáng)度等。
第一，調(diào)填筑材料的含水量，由擊實(shí)實(shí)驗(yàn)所得的擊實(shí)曲線(xiàn)圖有一峰值，此處的干容重最大，稱(chēng)為最大干容重，與之對(duì)應(yīng)的含水量則稱(chēng)為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實(shí)效果最好。同時(shí)，其壓實(shí)的土穩(wěn)定性最好。所以對(duì)含水量過(guò)大的土，可采用翻松晾曬或均勻摻入石灰來(lái)降低含水量；對(duì)含水量過(guò)小的土，則灑水濕潤(rùn)后再進(jìn)行碾壓。
第二，壓實(shí)機(jī)械對(duì)一定含水量的填筑材料的壓實(shí)狀態(tài)有很大影響。填土分層的壓實(shí)厚度、壓實(shí)遍數(shù)和壓實(shí)機(jī)械類(lèi)型、土的種類(lèi)和壓實(shí)度要求有關(guān)，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。一般20 t～30 t的中型震動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)碾壓3到4遍，每層壓實(shí)厚度不超過(guò)20 cm。
第三，路機(jī)行駛速度也大有講究，既不過(guò)慢也不過(guò)快，各種壓路機(jī)械的最大速度不易超過(guò)4 km/h。碾壓開(kāi)始要慢速，隨著土層的逐漸密實(shí)，速度逐步提高。壓實(shí)時(shí)的單位壓力不應(yīng)超過(guò)土的強(qiáng)度極限，否則土體將會(huì)遭到破壞。開(kāi)始土體較疏松，強(qiáng)度低，故易先輕壓，隨著土體密實(shí)度的增加，再逐步提高壓強(qiáng)。
第四，堤施工時(shí)邊緣往往壓實(shí)不到，仍處于松散狀態(tài)，雨后容易滑塌，故兩側(cè)可采取多填適當(dāng)寬度，壓實(shí)工作完成后再按設(shè)計(jì)寬度和坡度予以刷齊整平。
