摘要:路桥过渡段的软基路基极容易出现不均匀沉降,最终导致驾车的舒适度降低。本文主要分析了路桥过渡段软基路基存在的主要问题,并就公路桥梁过渡段软基路基的施工要点进行了探讨。
关键词:公路;桥梁;过渡段;软基;路基;施工
近几年,随着社会经济的快速发展,承载着经济发展重任桥梁的路桥工程也得到了前所未有的发展,路桥施工技术也在进步与发展。但是,由于公路桥梁由于过渡段由于软基路基等因素,仍然出现了较多的沉降问题,路桥工程的路面容易出现不平整现象,容易造成一些影响行车安全的问题和事故,所以,公路的安全性越来越受关注。为了解决公路桥梁过渡段的不均匀沉降现象,就要求在路基与桥台、路基与隧道、路基与横向结构连接处通常会设置一个过渡段,以减少路面与桥梁间的沉降差异。
1路桥过渡段软基路基存在的主要问题
公路桥梁过渡段软基路基的沉降主要表现为两种形式,一种是地基沉降,一种是路堤填土的沉降。而一般来说,地基沉降主要发生在软土地基工程上,而路堤填土沉降则主要是存在于高填路堤工程,所以,不管使用哪种沉降形式,都会造成过渡段的软基路基不均匀沉降。而路桥过渡段的不均匀沉降的出现,主要由下列因素造成:
1.1地基土质不良引起不均匀沉降
在路桥过渡段的施工中,不可避免会遇到软土,软土的含水量较高,导致其压缩性能比较好,加上软土里面含有较高的有机含量,有较高的灵敏度和较小的渗透性等特点,导致了软土的承载力是比较低的,在这样的特性之下,路面经过车辆等产生扰动荷载时,土体的结构容易受到破坏,强度降低,产生沉降。在桥梁施工过程中,过渡段的路基填筑高度会为了控制桥梁的长度而增大,路基底部的附加应力因此增加,加大了沉降。
1.2台后填料处理不善,没有控制好压实度
引起台后填料压缩沉降的主要原因包括防护排水设置、填料物的性质以及后台路基路面的施工条件。路基自重及车辆自身震动荷载作用于路基上,通过压实会减少填料物内的空隙从而增大压实度,逐渐会导致填料被挤密和压缩,而形成沉降。为了减少路基沉降,通常会采用孔隙渗透材料。另外,在台背填土压实中,在施工设计经验、施工顺序、填充用料以及施工机械性能方面的不同也会导致压实度的影响,如果压实机对填料边缘搭接处压实不够、后台路基的排水系统设计不合理也会形成沉降差,形成路桥过渡段的沉降,对路面的平顺度造成影响。
1.3刚度差异
路桥过渡段是路基与桥梁桥台的连接部位,一般情况下桥台与路基的刚性是不同的。桥梁的墩柱桥台下方一般都有坚实的支撑物,目的是提高桥梁基础的可靠性,这样桥台处的沉降变位会很小,基本可以忽略不计;而道路路基下方的土基很松散,刚性比桥梁小,因此在路面重力载荷和车辆载荷的作用下,路基的形变和桥梁的形变是不同的,造成过渡段的沉降差。
2公路桥梁过渡段软基路基的施工要点
2.1保证路桥过渡段的完好性
从路桥过渡段的路基实践中可知,要有效控制路桥过渡段的变形问题,主要可以通过下述途径来解决:1)严格控制过渡段内路基的工后沉降量;2)使用连续性斜坡式沉降代替路桥交界处的错落式沉降。
2.2有效提高台后填料的密实度
国内现在提高台后填料密实度的方式主要有强夯法、塑料板排水法、土工加筋法以及加载预压法。土工栅格是国内外应用还比较多的一种三维网状式的结构,他是用高强度土工合成的一种把碎石混凝土以及泥土等填入格室里面的材料,这种结构体的侧向限制和刚度都十分大,在大大的减小了后台的沉降的同时,还能够减缓路桥过渡段的沉降变化趋势。
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2.3通过有效方式提升地基承载力与刚度
我们一般采用打桩的方式,针对部分软土地基将其加固,从而提升地基的承载力和刚度。桩的类型有水泥搅拌桩、预制桩、木桩以及碎石桩等等,这种方式的原理是将大部分荷载在打桩的时候转移到桩体上,减少了软土所要承受的荷载,这种方式能够较快的提高地基土的刚度和承载力,明显的降低土的水平侧向位移。
2.4路桥过渡段的路基条件与地基条件
在桥头引道路基填筑压实的作业过程中,采用的土工合成材料加筋路堤的做法,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5m,沉降坡差在0.4%的控制标准以内
3过渡段软基路基处置方法分析
3.1桥台软基的处治施工
水泥粉喷桩复合地基加固软土效果很好,但是工程造价很高,而施工时间较短;超载预压可采取地基巩固软土效果很好,施工工期长,施工方面,剩下沉降率高;较粉喷桩法长,塑料排水板法加固工期较短。除此之外,还有爆破法和强夯法等软土地基处治方法。很多种方法的适应性和机理各有特点,施工程序中要勘察当地的实际情况,才能加以采用。为确保软基排水固结的施工效果,消解软基路面不匀称沉降状况,尽量提前软土基路段施工工期,更重要的是桥台地段的施工工期,预压时间上越长越好,避免软基路堤工后沉降;根据土层性质、路堤填筑高度和地质条件,通常路堤是采用塑料排水板或袋装砂井处理,在邻近桥头路段旁边进行间距上加密;桥台上装置搅拌桩过渡时间段,而且在塑料排水板与袋装砂井或搅拌桩过渡阶段加密区交接处设置土工织物砂垫层,相互调整变形。
3.2使用新型的软土路基加固方法
虽然对路桥过渡段软土地基侧处理方法很多,但是不均匀沉降的现象仍然普遍发生,影响路桥的正常使用寿命。
(1)水泥搅拌桩加固软土路基
水泥搅拌桩法是以石灰、水泥等材料为固化剂,通过深层搅拌机械的作用,将软土与粉体或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌,经过一系列的物理一化学反应,形成强度高、稳定性好的复合地基。水泥搅拌桩法常用于对粉土、松散砂土等地基的加固,其优点表现在施工过程中对路堤的干扰较小,非常适合扩建工程施工。在施工之前,首先要保证场地平整,如果有低洼下陷的区域要用粘土填平,同时需要清除场地内的一切杂物,如砂垫层和生活垃圾等。
(2)花管注浆技术加固软土路基
花管注浆技术的基本原理是利用钻孔机将注浆花管打入到软土路基内,然后使浆液在压力存在的条件下均匀的流入地层,最终形成以钻孔为轴心的桩体,同时会在桩体周围的土体中形成类似树根的网状复合体,其抗剪强度较高,
(3)动力排水固结法加固软土路基
动力排水固结法是通过将强夯技术和排水固结技术相结合形成的新型加固方法,其基本原理是将排水体竖直设置在软土路基中,并且在路基表面铺设砂垫层,在夯锤的夯击载荷作用下,土体中会有超孔隙水压力形成,这样土体中的水会从开始设置好的排水体中排出,使得土体陕速固结,达到加固的目的。此方法特别适合用于大面积软粘土地基的施工中,目前已在国内一些地方得到成功的应用。
综上所述,只有从客观上制定一套科学的管理程序用来保证每道施工工序的工程质量,才能有效防止和减少路桥过渡段的不均匀沉降,提高公路使用寿命。
参考文献:
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[2]王燕芝.桥梁路基过渡段施工技术要点[J].科技传播,2012(19):21.
[3]王文胜.公路桥梁过渡段软基路基的施工技术要点[J].山西建筑,2012,38(5):65.
论文作者:朱毅
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/13
标签:路基论文; 地基论文; 桥梁论文; 路堤论文; 桥台论文; 公路论文; 填料论文; 《基层建设》2017年第8期论文;