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二、路基施工技术要求
三、桥、涵背回填存在的共性问题
四、桥、涵背回填施工技术要求
五、项目规范施工工点
六、桥头跳车的原因
1、刚柔过渡变形不一致
图中可以看出,桥头引道与桥台结合处左右侧是两侧是不同性质路面体系,左侧是由桥台上部桥面层与刚性桥台组成的双层结构体系,属于刚性结构,自身压缩几乎为零;
右侧为由路基、路面结构的多层结构体系,相对左侧而言属于柔性结构,因此在结构刚度上便产生了很大差异,沉降点左侧桥台的沉降只随地基的沉降而产生,
由于桥台结构一般置于承载力高、变形小的持力层上,一般情况下地基沉降极小;而右侧一般填高3~6m,成型路基在自重作用下也会有一定的压缩变形。这样道路顶面的沉降则由路堤身压缩变形和地基沉降二部分组成(路面结构的压缩变形可忽略不计)。路基的变形量大于台身的总沉降量时即形成了桥头台阶。这种由于桥梁和路堤结构物刚柔差异引起的台阶是不可避免的。
2、设计不合理
设计中往往受造价的限制,压缩孔径,大河面、大沟壑采用小跨径,使桥涵构造物尺寸偏小。这就造成桥头路堤过长、过高,而大多处于排水不良、土质较弱的地基上。再加上设计中对桥下地基的地质研究的比较仔细,往往是将桥台基础置于承载能力较高的土层上。因此,沉降很小。而台后地基的地质情况是参考桥梁的地质柱状图推断的,往往有差异。加之碰到软土,难以彻底处理。这种路、桥在设计上的差距是客观存在的。
3、材料选择不当
因台背填料含有水分、存在孔隙,在自重及车辆荷载作用下,孔隙逐渐压缩,在一定期限内产生压缩变形。因此,压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前、台背防护工程的设置情况。如果填料前对基底尤其是软土地基未作必要的处理或处理不当;为了节省投资就地取材选择填料,由于台背处的填方较高,分层填筑时存在压实盲区,压实度很难达到标准,这样桥头路基在自重及车辆荷载的反复作用下,必然产生压缩沉降。
4、基底处理不当
台背一般位于有河流地方,地下水位较高,多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,自然结构易受破坏,强度就明显降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载特别是超载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定历时往往持续多年。就是在一些稳定地基,在在车辆荷载特别是超载外荷载作用下,也难免出现地基沉陷。
5、作业面不足
桥涵台背处结构形式较复杂如图位置有耳墙,围挡墙。另外很多单位为降低成本减小土方开挖数量,基坑开挖面积小。靠近台背50cm范围内不能使用压路机碾压等。
6、填筑方法不正确
7、施工管理不到位
当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大,且不均匀,这一点是造成跳车现象主要原因
8、导致桥头跳车的其他因素
路基与桥涵的连接部位,有些设计了接缝,有些是连续 铺装,在使用中温缩等原因形成裂缝。这种接缝或裂缝一般竖向很深,雨水容易渗入,对路面结构层和土基产生冲刷和浸,造成粒料流失并增加了结构层与土基的含水量,降低路面刚度。冻胀、融沉的过程也加剧了桥头台阶的形成。
七、缓解桥头跳车的技术措施
1、放宽基底和放缓施工坡度,保证足够的作业面。
根据经验及规范要求确定适当的边坡坡底加宽量和相应的施工坡度。打坡道让压实设备进入基坑碾压。
2、处理好台背基础:现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。目前,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较为常用方法。要根据实际情况加以应用,使地基承载能力满足设计要求。
粉煤灰碎石砼桩为单桩直径40cm,设计桩身强度为15号,桩尖采用35#预制钢筋砼。为防止桩顶刺入路堤产生沉降,粉煤灰桩顶部设置扩大头桩帽,其强度与桩体相同;为协调变形需要,桩顶设置级配碎石垫层+钢筋网(土工格栅)。
3、选择合适的填筑材料。
填料宜选择级配良好的天然砂砾、碎石、透水性的砂土,填料最大粒径不能超过5cm,塑性指数必须小于12,填料的CBR值应大于8,不得采用泥质页岩,砂岩石渣和粉质土等强度低,水稳性差的填料进行台背回填。
4、加铺土工格栅。
清除桥头淤泥,然后换填符合标准的土壤、砂砾或碎石土,按l5 cm -层进行薄层碾压,在桥头回填的同时,每间隔45 cm铺设一层土工格栅,格栅网格与台背用U型钉锚园连接。铺设土工格栅时一定要把格栅拉紧,不允许有皱褶,用插钉把格栅固定在底表面上,土工格栅强度高的方向垂直路基轴线方向,相邻两幅格栅的搭接宽度为20 cm,搭接处用0.9 mm的钢筋绑扎牢固,铺设土工材料的地表面耍平整,严禁有坚硬突出物,严禁施工机械直接碾压土工格栅,土工格栅铺好后要及时填筑填料,避免阳光长时间爆晒和雨水淋泡。
5、合理的施工机械组合
要保证台背回填,必须要配备相应的机械设备,比如小型的强夯机和重型光轮压路机,如果缺少了小型强夯机,靠近构造物50cm范围内的台背,光轮压路机很难压到;同时,压路机靠构造物太近会造成构造物的损坏。
6、严格施工过程控制。
合理安排好施工计划,施工时符合规定,是有效减少桥头跳车关键,应遵循“开工早一点,工期长一点”。控制好每层填筑厚度15-20cm,碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度。
7、设置桥头搭板。
用与防止桥端连接部分的沉降而采取的措施。它搁置在桥台或悬臂梁板端部和填土之间,随着填土的沉降而能够转动。车辆行驶时可起到缓冲作用,即使台背填土沉降也不至于产生凹凸不平。