探究路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因论文_齐大伟

探究路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因论文_齐大伟

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摘要:路桥过渡段软路基的均匀沉降是路桥过渡段施工的关键,其质量关系到人们的生活质量和人身安全。随着我国公路工程的不断发展,路桥过渡段软基路基不均匀沉降的处理将越来越方便。路桥过渡段软基路基是公路正常施工和使用的基础。有必要对路桥过渡段软基路基的能力和特殊性进行监测和审计,确保路桥过渡段的软基路基的稳定性和可靠性。

关键词:路桥过渡段;软基路基;沉降;结构方案

引言

近年来,随着我国公路建设的不断发展和机动车辆发展的需求,中国在道路建设方面取得了很大的成绩,但在使用路桥项目的过程中存在诸多问题,最常见的是路桥过渡段软基路基的不均匀沉降,其原因和现象非常具有代表性。

1路桥过渡段软基路基的特点

1.1结构性强,具有恢复弹性

软基路基在受到外力的作用之后,原有的土层结构会遭到破坏,但随着静置时间的变长,软土路基还能恢复其原有的强度。

1.2抗压强度低

软基路基的抗压强度与其他土壤的抗压强度明显不同。由于外力挤压重型卡车和长时间的雨水冲刷,斜坡的软路基很容易损坏。因此,在施工过程中,如果不注意软土路基边坡的处理,容易降低道路的施工质量,造成成本和资源的浪费和损失。

1.3水分高,含有较高含量空气

软基路基的含水率高于其他路基,其含量一般约为28%- 78%。与此同时,由于软土主要是由水沉积的,在变成软土后,原有的水在一定程度上被保留了下来。同时,土壤结构中的空气含量较高,从而在软土中形成一定比例的孔隙,总孔隙率约为1--2。

2路桥过渡段软基路基不均匀沉降的原因分析

2.1桥头引道软土地基处治不标准

道路据道路软基的调查结果显示,由于地面沉降引起的车辆跳车现象主要是施工图设计,地质钻孔过小,钻深,未能及时发现软基存在,或未能准确确定其范围和深度,并证明了软土等物理力学性质的软基础等,导致软土地基桥梁处理遗漏,或采取不适当的处理方法。

另外,软基处理的计算方法与软基的实际情况之间存在一定的差距,导致软基处理设计的没能达到预期的效果和技术要求。

2.2路桥过渡段结构设计的不合理

路桥过渡段的不合理结构设计,在路桥的大部分工程中都存在,其原因很多,但主要原因是节省建筑材料,设计方法传统,不了解实际情况。现代路桥建设主要采用契约制度。虽然它的施工效率有所提高,但却产生了资产成本问题。为了获得更高的经济价值,相关企业采用节约建筑材料的方式来控制建设成本。此时,需要从路桥的设计方面进行解决,这便产生了路桥过渡段设计不合理的问题。在设计方法上,一些设计师很难掌握现代科学工程设计技术,导致在过渡段结构设计过程中未能考虑到许多人为因素和自然环境因素问题。由于一些施工企业不足以了解施工区周边的地理环境,因此在路桥过渡段结构设计过程中,对结构优化和环境影响问题的研究还不够深入,后期使用中存在严重的隐患。粗粒灌浆法,加筋土法和钢筋混凝土过渡板等方法是桥头引道路基工程处理的各种措施。提高道路路基综合实力是这些措施的主要目的。通过提高综合强度,减少路桥之间的刚度变化,减少沉降的不均匀沉降,使路桥之间的连接更加结实平稳,减少和杜绝桥头跳车现象。

2.3桥头搭板运用不当

路桥过渡段常设置一定长度和强度的搭板进行路面减震衔接,如果车辆重载或板的设计不当会导致断裂或不利,从而使桥头跳车。 长期以来,重型卡车的应力扰动或自重压力会导致路基不均匀沉降。根据笔者经验,桥头搭板设计应遵循大中桥搭板长度为8米及以上,小桥及涵洞搭板长度为5米及以上。桥头段堤防在施工过程中通常处于高填方状态,路桥相对沉降量较大。因此,应充分保证搭板的长度和强度,以全面防止断裂。

2.4行车荷载及自重

在车辆行驶过程中,单位面积路基的垂直荷载将受到垂直荷载的影响,并且由于重力作用,车辆及其货物本身也会对相应的车身产生永久压力。驾驶过程中的左右摆动也会在横截面上形成一定频率的横向载荷。各种因素的加入会对路基在不同的深度和频率造成干扰。 但是,随着车流量和车辆负载的不同,扰动将成为一个复杂的趋势。

3路桥过渡段软基路基不均匀沉降预防

3.1合理选择填料,保证填料质最

过渡段工程施工效果受填料性质和填料质量的影晌,为此,该施工单位非常重视该项工作。一般而言,选用强度高、刚度大的级配粗粒料,包括级配碎石、级配砂砾石、混凝土等,将其用作过渡段软基路基填筑材料,更能提高施工效果,确保压实度符合要求与技术标准。该过渡段软基路基处理中,采用级配碎石掺5%水泥和3%水泥作为填料,并将这些填料进行均匀搅拌。然后应用分层填筑、分层压实的施工方式,每层厚度20厘米,保证每层填筑和压实效果,进而确保整个软基路基填筑效果。

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3.2埋设加筋材料,增强施工水平

在施工过程中加固材料嵌入过渡段,确保桥梁平稳过渡,保证刚度相对接近,提高不均匀沉降控制水平。此外,这种措施的应用可以增加地表的侧向应力,限制土体的侧向变形,提高加筋土的强度。 这样可以有效控制加筋土的整体变形同时,在施工中铺设加筋材料时,加筋土会形成刚度大,承载力强的复合体,从而提高路基的刚度和承载能力。通车运行之后,即使受到较大车辆荷载的反复作用,也能保持良好性能,不容易出现变形情况。一般来说,施工中为更好发挥加筋材料的作用,应该科学合理确定材料的铺设层数和间距,增强材料力学性能,更好发挥其作用,确保路桥过渡段稳固。该路桥过渡段施工中,加筋材料选用双向聚酯土工格栅加筋,铺设间隔为0.6米,坡高6~10米之间的格栅幅宽2.5米;坡高10~15米之间的格欄幅宽4.0米;当坡商大于15m时,施工中结合实际情况科学、合理确定格栅幅宽。采用这种施工方法,实现了路桥过渡段的平稳过渡,取得了良好的施工效果,为车流量创造了有利条件。

3.3加强软基处理,提商处理效果

软基路基处理是过渡段施工的核心内容,也是施工中必须高度重视的问题。一旦处理不到位,很容易导致不均匀的沉降,这会影响驾驶的安全性和舒适性。为了提高处理效果,常采用综合处理方法。例如,利用水泥搅拌桩加土工合成材料进行施工和软基处理,充分发挥两种技术的优势,提高处理效果;用长短桩逐渐过渡方式处理,靠近桥台处的桩最长,促进路桥连接处顺利过渡,确保软基路基处理效果。另外,综合应用排水固结法加土工合成材料也是良好的处理方式,常用合成材料为土工格栅或土工格室。在这个项目的建设中,水泥搅拌桩和土工合成材料被用于处理合成材料的软路基和土工格栅。该方法施工简单,材料选择方便,成本低廉,工作时间短。它能显著提高软基路基的处理效果,并得到施工单位和驾驶员的好评。

3.4合理进行排水,避免雨水侵蚀

过渡段路基填筑前,在原地基土拱,上设置泄水管或育沟,让雨水顺利排出,减小甚至避免雨水侵蚀过渡段,提高过渡段稳固性,保证路桥施工效果。基底处理后,填筑横坡为3%~4%的压实粘土土拱,土拱上挖一条呈双向坡的地沟,台背全宽范围内铺一层隔水材料,地沟四周铺设有小孔的硬塑料管,塑料泄水管出口伸出路基外。另外,硬塑料管四周填筑砂石,合理控制砂石粒径,保证粒径较大,这样能提高其透水性,取得更好的施工效果4。路桥过渡段透水材料采用分层填筑方式,一直填筑至基床表面底层为止,桥台墙背用复合防排水防掺墙。采取上述处理措施,预防雨水侵蚀情况发生,提高防水效果。

4公路桥梁过渡段的结构方案

4.1缓和过渡段的合理设计

由于桥梁本身的结构不同,从桥台的刚度越大的混凝土结构,逐渐过渡到填土路基及沥青混凝土路面结构,两者之间的强度存在差异。因而,在处治软土路基时,要根据各段不同强度段的特点,设置相应的强度过渡段。原则上,柔性路堤与刚性桥面之间的强度梯度段应为50米。当然,如果难以设置50米的坡度段,不易实现,也可能缩短坡度段的距离,但最短不能小于30米。另一方面如果桥头引道不存在软土地基,如果5厘米路桥过渡段的不均匀沉降差为沉降控制标准,沉降坡差为百分之0.4,则强度渐变段的长度至少不得少于13米。

4.2保持路桥过渡段的完好

通过对部分路桥过渡段的路基工作流程的实践分析得出,要控制路桥过渡段的变形,首先过渡段内路基的工后沉降量要严格控制;其次,采用连续的斜坡式沉降代替路桥交界处的错落式沉降。

4.3路桥过渡段的路基条件与地基条件

在桥基路基填充压实过程中,采用加筋路堤土工合成材料的做法,并不能起到有效阻止地基下沉的结果,也不能提高路基地基的承载力。而只有在地基有足够大的承载力的情况下,在行驶车辆荷载与路堤填土的自重荷载的共同作用下,没有造成结构破坏,而引起较大沉降的情况下,土工合成材料加筋路堤的效果才会显得明显。因此,公路路桥过渡段的地基条件要满足设计规范的要求:要达到路基的工后沉降值保持在10cm以下,沉降差小于5cm,沉降坡差在0.4%的控制标准以内。

过渡段基底处理与桥台、横向结构物、相邻路堤的基底处理同时进行,路堤高度H<3.0m的路堤;当H≥3.0m时,过渡段基底原地面平整后,用振动碾压机碾压密实,并满足Evd≥30MPa;施工单位每个过渡段抽样检验3点,其中距路基边线1m处左、右各1点,路基中部1点;监理单位每个过渡段抽样检验1点。当过渡段地基加固时,建议先进行加固施工,然后再进行桥涵和桩基的施工。在过渡段施工前,应根据现场情况采取相应的防水排水措施。

5结语

随着我国国民经济的快速发展,中国路桥建设取得了前所未有的进展,但在建设过程中仍存在诸多问题。路桥过渡段软基路基的施工是我国公路过渡阶段的关键环节,但会产生不均匀现象,为了减少或防止路桥过渡段的不均匀结算,有关部门应加强这方面的质量控制,以避免和减少在高速公路桥头跳车的现象,提高路桥的性能及寿命。

参考文献

[1]王英杰.对路桥过渡段软基路基不均匀沉降原因的探究[J].《城市建设理论》,2014(21):76.

[2]杨伟平.小议路基不均匀沉降病害常见问题及处理措施[J].珠江水运,2014.03.

[3]刘明星.路桥过渡段不均匀沉降的原因及防治[J].科技创新导报,2011.

[4]杨玉寅.浅谈路桥过渡段不均匀沉降的主要原因及解决措施[J].中国路桥科技,2012(10):57-60.

论文作者:齐大伟

论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期

论文发表时间:2018/9/10

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