淺談橋頭搭板下沉病害處治
2015-07-23
前言
隨著我國路網的迅猛發(fā)展，以及高速公路的發(fā)展和建設，橋頭搭板下沉現象不斷增多，已成為嚴重的道路病害，影響了行車的舒適性和安全性，這是公路修筑中一個亟待解決的重要課題。橋頭產生橋頭搭板下沉的主要原因與地基條件、填筑材料、施工機械設備以及施工工藝等諸多因素有關，越來越引起公路建設、設計、監(jiān)理、施工等部門的重視。
2. 橋頭搭板下沉引起的危害
?。?）對行車安全和舒適度的影響
橋頭搭板下沉的時候不得不降低車輛的速度，使公路的使用功能和通行能力受到很大影響；其次，在橋頭搭板下沉時會使乘車人員感到不舒適，心情會受到影響并且容易疲勞，所載貨物易損壞；再次，嚴重的橋頭搭板下沉現象還加速了橋梁、路面及車輛的損壞，嚴重的橋頭搭板下沉現象導致車輛失控，發(fā)生翻車、追尾等交通事故，威脅人、車和財物的安全，造成生命、財產的損失。
?。?）降低公路使用性能
由橋頭搭板下沉產生的水平和垂直沖擊力會對路面、路基和橋梁結構物產生進一步的損壞，從而增加了養(yǎng)護維修費用和管理的難度，并降低了公路使用性能。
?。?）增加運輸成本
橋頭搭板下沉時的沖擊力會增加車輛的振動以及機械磨損和輪胎的損耗，增大油耗，縮短車輛使用年限，增加運輸成本。
（4）影響工作和生活
橋頭搭板下沉時產生的噪聲會對駕駛員、乘車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
橋頭搭板下沉是國內外高等級公路中普遍存在的病害，尤其是在軟基上修筑的結構物表現更加明顯。綜合研究分析發(fā)現，搭板橋頭搭板下沉病害產生的主要原因如下:
?。?）臺背填料不密實。
臺背填料不密實，尤其是高填方路段的路基填筑材料不均勻、碾壓不密實，在車輛荷載作用和震動下填料沉降，從而造成橋頭搭板下沉。
?。?）雨水流入，填料流失。
由于接縫的存在，導致雨水進入搭板下，在車輛荷載作用下形成唧漿。泥漿順橋臺錐坡、路堤護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，進而形成橋頭搭板下沉。
?。?）車輛超載破壞。
在車輛荷載尤其是超載車輛作用下，面板受到巨大的垂直荷載作用，不斷對板底路基進行補充壓實，最后形成橋頭搭板下沉。
4.如何有效加強橋頭搭板下沉病害處治
?。?）選材與施工
橋臺臺背填料填筑處理質量的好壞對臺背沉降起著舉足輕重的作用。材料選擇上,應選擇滲水性好、強度高、壓實快的材料。另外,在北方冰凍地區(qū)還應選擇抗凍脹強的材料,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,分層厚度要小于30 cm。斜坡或臺階填筑至搭板底面。臺背填筑的時間是一個很關鍵的問題。大多數
施工是構造物和路基土方同時進行的臺背填筑及橋頭很長一段距離內都是先空下,待橋臺完工后再填筑橋頭部分。這樣,一般是臺背與路面在同一時期完成,所以臺背部分的地基和路堤沒有充足的時間固結下沉,工后沉降比較明顯。因此,在施工安排時,最好先安排構造物施工,路基和臺背同時填筑,并進行超載預壓處理,路面施工則等到路基沉降穩(wěn)定后進行。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度較大的穩(wěn)定層。墊層施工要分層填筑,碾壓,壓實密實度要達到95%,其平整度在5 mm以內。
枕梁的施工在墊層后進行,依據設計圖進行放線,然后支模板,復核枕梁高度,在此同時,將在鋼筋加工區(qū)加工好枕梁的鋼筋籠放在模板之內,預留好保護層并固定鋼筋籠,澆筑混凝土振搗密實,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,并進行養(yǎng)護等等。若搭板需設置縱縫或橫縫,應及時用切割機切割,并用填縫材料填塞。枕梁和搭板澆筑完畢后,混凝土需進行養(yǎng)護。在夏季高溫期,混凝土一旦終凝便要進行濕水養(yǎng)護,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,需進行切縫處理,并用油淋麻絲填塞縫隙。
（2）地基預壓處理
預壓處理就是在擬建的橋臺處，先填土預壓，待地基強度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結構物。為了加速地基固結下沉，在填筑路堤時，還可預先把土填得比設計高度高一些，或加寬土的寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超挖填部分。這種預壓或超載預壓的方法，可以說是處理軟弱地基最有效、最經濟的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車問題，而且可以解決臺后填土的不均勻沉降問題。
?。?）地基加固處理
對正常壓實的軟粘土而言，首先應該考慮采用排水固結措施，如插塑料排水板等方法，通過設置來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，排水固結過程大大加快，進而使地基強度得到提高。這種方法即經濟又有效。如果屬于軟弱地基，除了常規(guī)的排水固結措施外，還要采用攪拌樁、擠密樁等深層復合地基法來提高土的強度和穩(wěn)定性，使橋頭路基盡量連續(xù)平穩(wěn)過渡。
?。?）正確設置土工合成材料
第一，土工布的質量控制。規(guī)范要求土工布的單位面積質量為300 g/m2~500 g/m2，強度按用途分為三個等級。考慮到土工布的不同材料和工藝，在其力學性能存在較大差異的情況下，要求土工布單位面積質量不小于400 g/m2，其縱向抗拉強度不小于20 kN/m，滿足握持強度不小于1 100 N，撕裂強度不小于400N，刺破強度不小于400 N，CBR頂破強度不小于2 750 N的土工布，要求采用聚酯長絲針刺型，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系，選用的土工布太薄，透明能力就低，為此，要求選用克數較大的土工布。
（5）提高填筑材料的壓實度
影響路基壓實效果的主要因素有含水量、壓實層的厚度、壓實機械的類型和功能、碾壓遍數以及地基的強度等。
第一，調填筑材料的含水量，由擊實實驗所得的擊實曲線圖有一峰值，此處的干容重最大，稱為最大干容重，與之對應的含水量則稱為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實效果最好。同時，其壓實的土穩(wěn)定性最好。所以對含水量過大的土，可采用翻松晾曬或均勻摻入石灰來降低含水量；對含水量過小的土，則灑水濕潤后再進行碾壓。
第二，壓實機械對一定含水量的填筑材料的壓實狀態(tài)有很大影響。填土分層的壓實厚度、壓實遍數和壓實機械類型、土的種類和壓實度要求有關，應通過實驗來確定。一般20 t～30 t的中型震動壓路機應碾壓3到4遍，每層壓實厚度不超過20 cm。
第三，路機行駛速度也大有講究，既不過慢也不過快，各種壓路機械的最大速度不易超過4 km/h。碾壓開始要慢速，隨著土層的逐漸密實，速度逐步提高。壓實時的單位壓力不應超過土的強度極限，否則土體將會遭到破壞。開始土體較疏松，強度低，故易先輕壓，隨著土體密實度的增加，再逐步提高壓強。
第四，堤施工時邊緣往往壓實不到，仍處于松散狀態(tài)，雨后容易滑塌，故兩側可采取多填適當寬度，壓實工作完成后再按設計寬度和坡度予以刷齊整平。
