橋頭跳車問題一直是困擾橋梁工程技術(shù)人員的難題之一,特別是近幾年來(lái)隨著我國(guó)高等級(jí)公路的迅速發(fā)展,橋頭跳車現(xiàn)象較為普遍,它直接影響行車速度,也影響了行車的舒適與安全。因此,如何解決高等級(jí)公路橋頭跳車問題,本文提出了一點(diǎn)膚淺的認(rèn)識(shí)與見解,從理論與施工上進(jìn)行了摸索和探討。
1.橋頭跳車產(chǎn)生的原因及其對(duì)行車速度的影響
對(duì)于橋頭跳車的處理,首先就應(yīng)該分析其產(chǎn)生的原因,這也是治理橋頭跳車的關(guān)鍵。綜合橋頭跳車產(chǎn)生的原因以及其對(duì)行車的影響,提出治理方案。
1.1 橋頭跳車產(chǎn)生的原因
橋頭跳車產(chǎn)生的根本原因是構(gòu)造物與其兩端接線路堤間的沉降差,沉降差產(chǎn)生的具體原因主要有以下幾個(gè)方面:橋頭路堤及錐坡范圍內(nèi)地基處理不徹底,橋頭路堤及錐坡一般位于天然地基上,如果在填土前不做處理或處理不徹底,在路堤土的重力作力下其將產(chǎn)生極大變形,而橋梁構(gòu)造物多采用樁基礎(chǔ)或經(jīng)地基處理的擴(kuò)大基礎(chǔ)等,其沉降量很小,若橋頭路堤土重力產(chǎn)生的變形不能在橋頭路面鋪筑時(shí)基本完成,將產(chǎn)生橋不沉而路沉的現(xiàn)象,造成跳車。壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),由于引道填土在壓路機(jī)碾壓時(shí)工作面小,特別是埋置式柱式橋臺(tái)臺(tái)帽周圍一般壓路機(jī)無(wú)法作業(yè),這就導(dǎo)致橋頭引道及錐坡的填土壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),造成這部分填土下沉,引起跳車。路面滲水,路面水滲入路基或路面積水沿臺(tái)背滲入路基,造成路基土軟化、水土流失,引起橋頭引道路基下沉,造成跳車;橋頭路基兩側(cè)排水不暢、防水工程不完善也極易引起路基土的流失,引起沉降和跳車。另外,臺(tái)后填土含水量大也是造成橋頭跳車的一個(gè)重要原因。
1.2 臺(tái)背填料壓縮引起路基的沉降
臺(tái)背填料因含水分,存在孔隙,施工中采取任何措施也難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動(dòng)荷載作用下,孔隙率逐漸降低,填料逐漸壓縮,密實(shí)度逐漸增大,便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。因此,壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)、施工條件及臺(tái)前臺(tái)背的防護(hù)排水工程的設(shè)置等情況。根據(jù)有關(guān)資料調(diào)查研究:當(dāng)土堤壓實(shí)度為95%時(shí),每米填土降約為1cm。
1.3 剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏?br />
剛度不同的路面在跳車處所產(chǎn)生的振動(dòng)效果不同,柔性材料對(duì)能量的吸收要比剛性材料大。由于結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)一般采用剛性很大的堅(jiān)石砌筑或鋼筋混凝土澆注而成,具有較大的整體剛度,屬剛性體;而與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)相連的道路,具有剛性較小柔性較大的特性,屬?gòu)椝苄泽w。顯然,道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間存在著較大的剛度差,這個(gè)剛度差的存在必然引起道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間產(chǎn)生較大的塑性變形相對(duì)差和較大的剛度突變,勢(shì)必增強(qiáng)橋頭跳車的振動(dòng)效果。
2.解決橋頭跳車的措施
2.1 地基處理
軟土在我國(guó)濱海平原、河口三角洲、湖盆地周圍及山澗谷地均有廣泛分布。在軟土地基上修建高速公路,特別是橋臺(tái)填土、橋頭路基部分修筑時(shí),若對(duì)軟土路基不加以處理或處理不當(dāng),往往會(huì)導(dǎo)致路基失穩(wěn)或過量沉降,造成公路不正常使用,尤其在橋臺(tái)與路基的交接處容易形成橋頭跳車。處理好橋頭軟弱地基,是控制跳車的關(guān)鍵。目前對(duì)橋頭軟弱地基處理,國(guó)內(nèi)已有加固土樁法、料粒樁法、豎向排水體預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法和淺層處治法等措施,下面介紹兩種行之有效的常用方法。
2.1.1 采用深層攪拌法加固橋頭軟基
該法屬加固土樁類型,主要適應(yīng)于軟弱粘性土。深層攪拌法一般借助于壓縮空氣,采用專門深層攪拌機(jī)械設(shè)備,從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土中噴出漿體或粉體固化劑(如水泥等),經(jīng)葉片攪拌,并吸收周圍水分,在加固的深層軟土中進(jìn)行一系列物理——化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基,從而提高橋頭軟土地基承載力,減少沉降量(特別是工后沉降),縮短固結(jié)期,提高邊坡穩(wěn)定性。其主要施工工藝程序:整平原地面→鉆機(jī)定位→鉆桿下沉鉆進(jìn)→上提噴粉(或噴漿)、強(qiáng)制攪拌→復(fù)拌→提桿出孔→鉆機(jī)移位。施工過程中路基填土速率不受限制,且無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染,對(duì)周圍環(huán)境及建筑物無(wú)不良影響,其最大優(yōu)點(diǎn)是工后沉降小,缺點(diǎn)是造價(jià)較高。
2.1.2 采用砂樁、碎石樁加固橋頭軟基
這種方法屬料粒樁類型,適用于松砂地基、雜填土或軟土,對(duì)地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用。砂樁或碎石樁是利用散體材料(砂、碎石)填充到地基預(yù)成孔中或采用振沖設(shè)備,將散體材料充實(shí)到地基土中,充實(shí)到地基中的砂或碎石具有一定的密實(shí)度并呈柱狀分布,因而成砂樁或碎石樁。主要施工工藝程序:整平原地面→機(jī)具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機(jī)具移位。為加速地基固結(jié),減少后期沉降,一般根據(jù)實(shí)際情況,配合堆載預(yù)壓或超壓施工,使地基強(qiáng)度顯著提高,同時(shí)改善地基的整體穩(wěn)定性。