閱讀 2692 次 關(guān)于廣州南沙京珠南橋頭跳車問(wèn)題的探討

關(guān)于廣州南沙京珠南橋頭跳車問(wèn)題的探討

黃光明

(廣州市市政集團(tuán)有限公司，廣東廣州510060)

    廣州南沙開發(fā)區(qū)近幾年隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，市政道路建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的成績(jī)，投入營(yíng)運(yùn)的市政道路越來(lái)越多。但從使用情況上看，南沙區(qū)道路出現(xiàn)橋頭跳車較為普遍。很多市政道路表面呈波浪狀起伏。主要因?yàn)樵摰貐^(qū)原始地貌單元為珠江三角洲海沖積平原，道路路基主要為淤泥，含水量高，且含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，厚度大，修筑路基必須對(duì)其進(jìn)行處理而不到位。

    廣州南沙京珠大道南工程土建工程位于廣州市南沙開發(fā)區(qū)黃閣鎮(zhèn)，為京珠高速公路廣珠北段在黃閣地區(qū)的輔道。該路雙向采用沿京珠高速公路兩側(cè)布置的上下分離式橫斷面形式，沿線有中橋二座，跨線大橋一座。廣州南沙京珠大道南工程土建工程市政段，剛投入使用就出現(xiàn)嚴(yán)重橋頭跳車現(xiàn)象，高差達(dá)l2～20cm，橋頭接縫和砼板遭到破壞，影響了行車舒適與安全。因此，探討廣州南沙區(qū)市政工程橋頭跳車現(xiàn)象，對(duì)此進(jìn)行綜合分析，對(duì)我司在廣州南沙區(qū)繼續(xù)保持優(yōu)質(zhì)工程施工極為重要。

1.橋頭軟基處理

    本工程全線大部分地段位于厚度為3.4—30.7m的淤泥層上的填方段，需作軟土路基處理。為減少橋頭過(guò)渡段路基的不均勻沉降，采用深層攪拌樁復(fù)合地基加固。在路面結(jié)構(gòu)以下沿路線方向鋪設(shè)土工格柵加筋處理，土工格柵固定于與橋臺(tái)墻體連接的角鋼處。

2.產(chǎn)生橋頭跳車的原因分析

    本工程橋頭跳車產(chǎn)生的根本原因是構(gòu)造物與其兩端接線路堤間過(guò)大的沉降差。在實(shí)際使用過(guò)程完全消除沉降差幾乎不可能，只能采取防治措施減少其沉降差，控制在設(shè)計(jì)行車速度下感覺不到縱坡突變以滿足使用要求。根據(jù)本工程的經(jīng)驗(yàn)沉降差產(chǎn)生的具體原因主要有以下幾個(gè)方面。

    2.1橋頭路堤及錐坡范圍內(nèi)地基處理不徹底

    本工程橋頭路堤及錐坡位置雖然經(jīng)過(guò)深層攪拌樁復(fù)合地基加固，但由于南沙區(qū)淤泥層過(guò)厚，而本工程甲方為了降低工程造價(jià)，設(shè)計(jì)的水泥攪拌樁有效樁長(zhǎng)僅為6m，樁體沒有穿透滲泥層進(jìn)入持力層，導(dǎo)致軟基加固處理效果不是很好。軟基在路基填土前處理不徹底，在路堤的重力以及車輛荷載作用下將產(chǎn)生極大變形，而橋梁構(gòu)造物采用樁基礎(chǔ)，其沉降量很小。所以當(dāng)橋頭路堤土的變形不能在橋頭路面鋪筑前基本完成，就會(huì)產(chǎn)生橋不沉而路沉的現(xiàn)象，造成跳車。

    2.2臺(tái)背壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)

    本工程臺(tái)背回填土的壓實(shí)，壓實(shí)度要求在95％以上。但是本工程的臺(tái)后填料采用的是砂類土或透水性材料，這些材料孔隙率大，所含的水分多，在自重及車輛荷載的作用下，孔隙率逐漸降低，臺(tái)后填料在一定期限內(nèi)產(chǎn)生較大的壓縮變形。根據(jù)試驗(yàn)及相關(guān)研究資料表明，路基填料本身的壓縮變形為路基填筑高度的1％，即每lm填土高度最終還要產(chǎn)生1cm左右的壓縮量。由于高等級(jí)公路臺(tái)后回填高度一般都較高，因而臺(tái)后填料的壓縮變形也就相應(yīng)較大。何況在臺(tái)后回填施工時(shí)，由于一些施工人員的質(zhì)量意識(shí)淡薄，往往達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)遍數(shù)。這樣，壓實(shí)度就很難保證在95％以上，從而為以后的壓實(shí)變形留下了很大的空間。這也是工后填料壓實(shí)變形很大而導(dǎo)致臺(tái)后沉降的主要原因。

    另外，因受工期、拆遷等一些客觀因素的影響，本工程中的臺(tái)后回填要等到橋臺(tái)施工完成后，才能進(jìn)行填筑。因此，壓路機(jī)運(yùn)行受到橋臺(tái)的限制，碾壓困難，對(duì)緊靠臺(tái)后的填土難以碾壓到位。尤其是對(duì)于U型橋臺(tái)受尺寸的限制，有的壓實(shí)機(jī)械根本進(jìn)不去，導(dǎo)致潺壓、壓不實(shí)等現(xiàn)象發(fā)生，使臺(tái)后填土的壓實(shí)度嚴(yán)重不足。盡管使用小型夯實(shí)設(shè)備補(bǔ)夯，也難以達(dá)到規(guī)定要求，因而增加了臺(tái)后填料的壓縮變形。

    2.3路面滲水

    由于南沙軟土地基比較厚，路基全程都有不同程度的沉降從而造成路面斷裂以及邊坡開裂。地表水滲入路面以及邊坡或路面積水沿臺(tái)背滲入路基，造成路基土軟化，路基水土流失，引起橋頭引道路基下沉或者路基下部被掏空造成跳車。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。

3.橋頭跳車的預(yù)防

    結(jié)合本工程出現(xiàn)的情況以及廣州南沙特有的軟土地質(zhì)，施工和設(shè)計(jì)單位多次探討預(yù)防橋頭跳車的問(wèn)題，總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

    3.1地基加固處理

    最有效的防治橋頭跳車的方法是地基加固處理，特別是軟弱地基。軟基處理的費(fèi)用占總投資的比例很大(約三分之一以上)，所以要選取經(jīng)濟(jì)、有效的加固方案(這主要是甲方成本控制方面的問(wèn)題)。

    據(jù)筆者多年施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)正常壓實(shí)的軟黏土而言，只要工期允許，首先應(yīng)考慮采用排水固結(jié)措施，如插塑料排水板等方法來(lái)改善地基的排水條件，使地基承受附加荷載后，排水固結(jié)過(guò)程大大加快，進(jìn)而使地基強(qiáng)度得以提高。這種方法既經(jīng)濟(jì)又有效，但施工需要的時(shí)間比較長(zhǎng)。如果工期不允許，可以采用攪拌樁、擠密樁等深層復(fù)合地基法來(lái)提高土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，使橋頭路基盡量連續(xù)平穩(wěn)過(guò)渡。

    3.2確保橋頭填土壓實(shí)度

    3.2.1保證填料的壓實(shí)度

    根據(jù)壓實(shí)機(jī)具的不同采用不同的壓實(shí)厚度。用l2-l5t三輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，每層的壓實(shí)厚度不應(yīng)超過(guò)15cm；用l8～20t的三輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，每層的壓實(shí)厚度不應(yīng)超過(guò)20cm；選用小型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)時(shí)厚度不應(yīng)超過(guò)10cm。

    3.2.2避免出現(xiàn)壓實(shí)盲區(qū)

    在比較寬闊的部位盡量使用大型壓實(shí)機(jī)械，只在構(gòu)造物的邊緣50 cm左右才采用小型壓實(shí)機(jī)械分薄層認(rèn)真壓實(shí)。由于U型橋臺(tái)的形狀不規(guī)則，碾壓機(jī)械壓實(shí)的作業(yè)面狹小，這就不可避免地在橋臺(tái)和路基銜接處，形成一定的壓實(shí)盲區(qū)。為解決這些問(wèn)題，建議采取如下措施：在橋涵頭需進(jìn)行回填的范圍再外推數(shù)米，直至路基的壓實(shí)區(qū)為止，然后挖臺(tái)階，薄層分層填筑碾壓，同時(shí)在邊角部位配以人工打夯，以確保壓實(shí)度。這樣就可以使橋涵頭及其各個(gè)死角都得到較好的碾壓，達(dá)到了全方位的壓實(shí)。

    3.2.3預(yù)壓法減少工后沉降

    在條件允許下，可以提前安排橋頭處路基施工，使其預(yù)壓時(shí)間達(dá)到l2個(gè)月，減少工后沉降，使路基沉降在施工期結(jié)束后就基本完成。

    3.2.4加強(qiáng)施工期間的檢查

    加強(qiáng)自檢、抽檢等工作，確保填料、壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

    3.3選擇合適的填料

    填料的選擇：采用透水性較好的天然砂礫、砂礫土、碎石土及堅(jiān)硬的有一定級(jí)配的山坡土，其最大粒徑不得大于0.6倍的壓實(shí)厚度。

    對(duì)砂礫的基本要求是：透水性好；級(jí)配良好；顆粒較粗。選擇的原因是：

    (1)砂礫黏性顆粒含量低、透水性好，在壓縮過(guò)程中土體排水固結(jié)速度快，達(dá)到壓縮穩(wěn)定所需時(shí)間短，因此便于壓實(shí)，并且在自重應(yīng)力和荷載作用下產(chǎn)生的沉陷變形小；

    (2)級(jí)配良好的砂礫因大小顆粒搭配適當(dāng)，大顆粒形成穩(wěn)定骨架而次級(jí)顆粒填充大顆粒空隙，不僅密實(shí)而且土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力大，沉陷變形小；

    (3)土的壓縮變形主要是朔性變形，延長(zhǎng)壓縮時(shí)間可以提高壓縮效果，但施工過(guò)程中不可能壓實(shí)時(shí)間太長(zhǎng)，要加快固結(jié)速度必須減少砂礫中黏性顆粒含量。因此在施工過(guò)程中根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源我們首選的是天然砂礫作為臺(tái)背的回填材料。

    3.4注意橋頭排水設(shè)計(jì)

    橋頭處排水不暢，長(zhǎng)期積水會(huì)使土體含水量增加，從而會(huì)使地基承載力下降或者邊坡坍塌。因此橋頭處路基應(yīng)特別注意排水的設(shè)計(jì)以及施工。在兩側(cè)橋頭路堤中央分隔帶加鋪預(yù)制塊硬化路堤表面，并要求硬化帶與橋臺(tái)前錐坡硬化連成一體，防止水滲入橋臺(tái)后路堤內(nèi)。在有地下水滲入的地段，要設(shè)置滲溝、盲溝等排水設(shè)施。

    3.5合理設(shè)置橋頭搭板

    設(shè)置橋頭搭板最重要就是搭板長(zhǎng)度選擇。例如臺(tái)背與路堤的工后沉降差為5cm的橋，若選用5m長(zhǎng)搭板，工后沉降差引起的縱坡變化值為10％，車輛高速行駛時(shí)跳車感覺明顯；若選用10m長(zhǎng)搭板，工后沉降差引起的縱坡變化值為5％，減緩從橋梁下來(lái)對(duì)路基面層的沖擊力，車輛高速行駛時(shí)跳車感覺就顯然不是那么明顯了。所以合理選用搭板長(zhǎng)度，有利于降低工后沉降引起的縱坡值，直接影響到橋頭跳車的程度。

    3.6預(yù)防橋頭跳車新技術(shù)的運(yùn)用

    如用土工格柵處理臺(tái)背填方；用加筋土整體式橋臺(tái)解決軟土地基路橋結(jié)合處的差異沉降；輕質(zhì)整體路堤防治橋頭跳車等。

4.結(jié)束語(yǔ)

    (1)廣州南沙區(qū)軟基路段橋涵施工難度較大，且產(chǎn)生橋頭跳車的原因較多，要解決跳車問(wèn)題，主管部門要認(rèn)真對(duì)待。從設(shè)計(jì)著手，精心制定出周密合理的設(shè)計(jì)方案。

    (2)施工單位加強(qiáng)質(zhì)量控制，嚴(yán)格照?qǐng)D施工，控制好每道工序，盡量減少跳車現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣應(yīng)軍橋頭跳車成因分析及防治技術(shù)研究[J]．公路，2004 (7)

[2]程翔云,橋頭跳車防治綜述[J]．公路，l997(12)

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)