高速公路工程中橋頭跳車的成因及加固技術(shù)研究
2015-07-20
由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路也隨著迅速發(fā)展，橋頭跳車這一公路工程普遍而又難以解決的問題也顯現(xiàn)的越來(lái)越明顯。本文首先對(duì)橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生的原因以及危害性進(jìn)行了闡述，提出了幾種加固的方法。
一、產(chǎn)生跳車的主要原因
結(jié)合設(shè)計(jì)、施工及工程管理等方面的因素，可將路橋過渡段產(chǎn)生跳車病害的原因歸結(jié)為以下幾個(gè)方面: 1.路堤填筑材料的壓縮；2.路堤下天然地基的沉降；
3.路面排水設(shè)施不完善及路堤填土的流失；4.橋臺(tái)與臺(tái)背填土連接處的剛度差異；5.施工質(zhì)量管理存在問題；6.社會(huì)因素的影響。
二、橋頭跳車加固技術(shù)分析
?。ㄒ唬蚺_(tái)臺(tái)背路堤下地基處理技術(shù)研究
1、換填土層法
此方法就是為了使路堤性能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，將要作為地基的土地下的強(qiáng)度較低的軟弱土層挖掉，用砂、碎石、灰土等強(qiáng)度較大的，且無(wú)侵蝕性的土類材料來(lái)替換，并對(duì)替換的土類材料進(jìn)行壓實(shí)，達(dá)到承載要求。
砂墊層可以加大地基承載力，減小地基沉降量，使軟弱土層排水固結(jié)的速度加快，防止路基土凍脹，還可使膨脹土的漲縮作用消除，也可以對(duì)暗穴進(jìn)行處理。在不同的工程中，由于工程性質(zhì)的不同，砂墊層所起的作用也不相同，在處理路基的時(shí)候，砂墊層主要作用是排水固結(jié)，素土墊層。砂墊層法施工起來(lái)方便而且工程費(fèi)用消耗也很低，但是要有較長(zhǎng)的預(yù)壓時(shí)間，還要與排水固結(jié)法相結(jié)合使用才能更好的發(fā)揮效果。所以這種方法適用于路堤填土高度低，軟土層薄、埋置深、沒有硬殼層面、而且排水性能要求好、工期短的軟土路基。
2、強(qiáng)夯法
利用80～00kN的重錘從8～20m的高處落下時(shí)將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了很大的沖
擊能，當(dāng)重錘落在地基土上，在地基土中產(chǎn)生沖擊波和很大的動(dòng)應(yīng)力，使地基土得到夯實(shí)。
碎石土、砂土、雜填土、素填土、濕陷性黃土和底飽和的份土和粘性土這樣的地基度適合采用夯實(shí)法加強(qiáng)地基強(qiáng)度。對(duì)于高飽和度的粉土和粘性土，需經(jīng)試驗(yàn)論證后方可適用，且應(yīng)設(shè)置豎向排水通道。該方法最大處理深度達(dá)40m。強(qiáng)夯法的震動(dòng)可能會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成不良影響，因此使用時(shí)要注意考慮周圍的環(huán)境因素。
3、CGF樁法
利用振動(dòng)打樁機(jī)擊沉直徑為300～400mm的樁管，在管內(nèi)邊振動(dòng)邊填入碎石、
粉煤灰、水泥和水按一定比例配合材料，形成半剛性的樁體，與原地基形成復(fù)合地基，從而提高地基承載能力，也可用其他方法成孔。
CGF樁法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、飽和及非飽和的粘性土、粉土。能是天然地基承載力提高70%以上。
4、排水固結(jié)法
排水固結(jié)法包括:承載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲排水法
(1)原理和作用
通過布置垂直排水井，改善地基的排水條件。排水固結(jié)法采用加壓、抽氣、抽水和電滲等措施，以加速地基固結(jié)和強(qiáng)度增大，提高地基的穩(wěn)定性，并使沉降提前完成。
(2)使用范圍
軟土層厚度大且為飽和粘土和沖填土的地基適合采用排水固結(jié)法，但如果底層是厚度較大的泥炭層時(shí)要慎重對(duì)待。
5、石灰樁
利用打樁成孔過程中，沉管對(duì)土體的擠密作用和新鮮的生石灰成樁時(shí)對(duì)樁周土體的脫水?dāng)D密作用使周圍土體固結(jié);同時(shí)由于一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)、樁身與樁同土贏殼層組織成變形模量較大的樁體，以置換部分軟土，同原地基土形成復(fù)合地基，從而提高了地基的承載力。
如果地基土中是軟粘土、雜填土、膨脹土、紅粘土、濕陷性黃土，而它們的滲透系數(shù)為是適中狀態(tài)，適合采用石灰樁法加固地基。但此方法不適合滲透系數(shù)小，脫水效果不好的土層。
6、擠密碎石樁
利用成樁孔過程中沉管對(duì)土的橫向擠密及振密作用樁作為的土體向樁周圍擠壓，這樣擠密了樁周圍的土體，將碎石分層夯實(shí)，形成碎石樁。
松散的非飽和粘土、雜填土、洗閑性黃土、酥松的砂性土?？衫眠@種方法加固。這種方法不適用于飽和軟粘土。
（二）路堤與橋梁連接處的處理方法
橋梁一般都采用樁基礎(chǔ)，所以沉降量會(huì)很小，穩(wěn)定和安全部室問題。為了消除路橋過渡段的不均勻沉降，將路面不平整，樁負(fù)摩擦阻力的問題解決，必須解決路橋過渡段所受荷載不一致問題
1.預(yù)壓法
其原理是首先采用與路堤相同的總荷載，對(duì)橋臺(tái)地基進(jìn)行預(yù)壓，待地基沉降穩(wěn)定后，再卸去橋臺(tái)處預(yù)壓荷載，修筑橋臺(tái)。此法有助于消除不均勻沉降和樁的負(fù)摩擦阻力，且適用于任何形式的橋臺(tái)。
2.平衡壓重路堤發(fā)
以預(yù)壓法為基礎(chǔ)，選擇樁柱式橋臺(tái)，再對(duì)預(yù)壓完成后的路堤鉆孔置樁，加固橋臺(tái)，用這種方法時(shí)，可不用挖除部分路基。采用平衡壓重路堤法對(duì)消除不均勻沉降和樁的負(fù)摩擦阻力，還可以避免橋臺(tái)發(fā)生縱向位移。
以上兩種方法經(jīng)常與擠密砂樁法、袋裝砂井法、塑料排水板法、鋪砂墊層法、
超載預(yù)壓法等相互結(jié)合使用，
上述兩種處理方法經(jīng)常結(jié)合超載預(yù)壓法、鋪砂墊層法、塑料排水板法、袋裝砂井法、擠密砂樁法等一起使用，可加快地基沉降、縮短預(yù)壓時(shí)間和增強(qiáng)預(yù)壓效果。這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、效果好，且節(jié)省投資;缺點(diǎn)是預(yù)壓時(shí)間長(zhǎng)，且預(yù)壓期間不易施工安排。
3.樁基混凝土平衡法
該法在橋臺(tái)背后設(shè)置混凝土平衡板，或打入預(yù)制樁(碎石樁、水泥混凝土樁、
粉體攪拌樁、旋噴樁等)，或擴(kuò)大預(yù)制樁頭，這種方法處理效果好，但造價(jià)高。
4.土工格柵法
土工格柵具有高強(qiáng)度和高韌性的力學(xué)特性，利用土工格柵這些力學(xué)特性，可以達(dá)到擴(kuò)散土體應(yīng)力的目的，并目_能增大土體的剛度和抗拉強(qiáng)度，與土體構(gòu)成復(fù)合土工結(jié)構(gòu)。這種方法適用于砂土、粘性土和軟土的加固，或用于反饋、排水和做隔離材料適用。
5.橋頭搭板
在實(shí)際工程中，工程技術(shù)人員常采用長(zhǎng)搭板的方式來(lái)解決橋頭錯(cuò)臺(tái)的問題，但是這種方法并不能完全消除不均勻沉降，消除樁與土的負(fù)摩擦阻力。當(dāng)出現(xiàn)較大的沉降量時(shí)，搭板采用埋置較深的方式為宜。為盡量避免錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象的產(chǎn)生，可采用多種方法與橋頭搭板相互結(jié)合并用的方式來(lái)調(diào)整錯(cuò)臺(tái)。
綜上，在解決橋頭跳車的問題上，要想達(dá)到理想的加固效果必須選擇合適的加固方法，并在施工工藝，施工方案上控制好施工質(zhì)量，達(dá)到加固路橋過渡段的目的。
