【摘要】文章分析了橋臺(tái)跳車產(chǎn)生的原因及對(duì)工程的危害,討論了一些預(yù)防的措施和應(yīng)對(duì)的方法。
【關(guān)鍵詞】橋頭跳車;工程病害;預(yù)防
一、橋頭跳車對(duì)工程及運(yùn)管的主要危害
所謂跳車是由于公路橋頭及伸縮縫(橋頭引道)處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺(tái)階引起車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象,其主要危害有以下幾個(gè)方面:
第一,對(duì)行車安全和舒適度的影響。由于跳車的存在使車輛不得不降低車速,使公路的使用功能和通行能力受到很大影響;另外跳車使駕駛員和乘車者感到不適,心情不快易疲勞,所載貨物易損壞;嚴(yán)重跳車會(huì)造成翻車、追尾等交通事故,威脅人、車和財(cái)物的安全,造成生命、財(cái)產(chǎn)的損失。
第二,由跳車產(chǎn)生的水平和垂直沖擊力會(huì)對(duì)路面、路基和橋梁結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生進(jìn)一步的損壞,從而增加了養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用和管理的難度,并降低了公路使用性能。
第三,跳車時(shí)的沖擊力會(huì)對(duì)車輛產(chǎn)生不利反力,增加車輛的振動(dòng)和機(jī)械磨損和輪胎的磨耗,油耗增大,縮短車輛使用年限,增加運(yùn)輸成本。
第四,跳車時(shí)的振動(dòng)和噪聲對(duì)駕駛員乘車者和公路兩旁的居民會(huì)產(chǎn)生噪聲污染,不利于人們身心健康,影響其正常的工作和生活。
二、產(chǎn)生橋頭跳車的成因分析
橋頭跳車臺(tái)階的產(chǎn)生和行成是多方面的,包括地基地面條件、填料、施工材料以及設(shè)計(jì)、施工等多方面的原因。
(一)橋頭及臺(tái)后填方地基的受力與沉降變形分析
我國(guó)地域遼闊,作為橋臺(tái)及臺(tái)后填方地基的地層巖性狀況也千差萬(wàn)別,如基巖(巖漿巖、沉基巖、變質(zhì)巖)地基、黃土地基、軟土地基、凍土地基、鹽漬土地基、膨脹地基等等,除基巖(指次堅(jiān)石以上的巖類)地基外,其他類型的地基一般情況在橋臺(tái)及臺(tái)后填方的作用下,均要發(fā)生不同程度的沉降或豎向固結(jié)變形,所以對(duì)地基必須進(jìn)行加固處理設(shè)計(jì),如采用擴(kuò)大基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)等,以保證地基的穩(wěn)定性。
橋臺(tái)及臺(tái)后填方的地基一般情況為同一性質(zhì)或同一類型的地層,但從目前情況看, 僅對(duì)橋臺(tái)地基進(jìn)行加固處理設(shè)計(jì),而對(duì)臺(tái)后填方路段下的地基一般不進(jìn)行加固處理設(shè)計(jì)。橋臺(tái)和臺(tái)后填方是兩個(gè)性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)體,雖然橋臺(tái)作用在地基上的壓力大于臺(tái)后填方,但由于橋臺(tái)基礎(chǔ)一般都進(jìn)行了加固處理,所以一般不發(fā)生豎向沉降變形。而臺(tái)后填方的基礎(chǔ)一般不進(jìn)行加固其豎向沉降變形都有遠(yuǎn)大于橋臺(tái)下的地基變形,由于地基的這種差異變形,反映到上部路面,就出現(xiàn)了橋臺(tái)灣省和臺(tái)后填方段的差異沉降。
(二)臺(tái)后填料受水浸侵蝕及變形分析
橋臺(tái)一般由漿砌片石和鋼筋砼砌筑,在橋臺(tái)和臺(tái)后填料之間或者錐坡部位,大氣降水易沿路面錐體下滲,下滲水對(duì)橋臺(tái)一般不產(chǎn)生破壞作用,但對(duì)土體填料易產(chǎn)生侵蝕和軟化,特別對(duì)于填方體壓實(shí)度不夠,產(chǎn)生侵蝕和軟化,降低強(qiáng)度,從而導(dǎo)致填方體變形。對(duì)砂礫石類填料,從填方橫斷面看一般填方體中部為砂礫石,兩側(cè)為土類,這種結(jié)構(gòu)只利于水的下滲,而不利于水的橫向排泄。對(duì)不加固的地基來說,填方體中部壓力大,向兩面?zhèn)冗吰碌膲毫χ饾u減少,從而使地基產(chǎn)生凹形沉降變形,當(dāng)水沿砂礫石下滲到地基后,下滲水不易快速排泄,從而軟化地基,并加速地基的變形。
(三)臺(tái)后填料壓實(shí)分析
靠近橋臺(tái)處填方體的壓實(shí)度很難達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求,這也是一直困擾設(shè)計(jì)和施工的難點(diǎn)。目前在設(shè)計(jì)上和施工中主要采用強(qiáng)夯、人工夯實(shí)、填筑砂料等方法和措施。對(duì)于輕型橋臺(tái),重型壓路機(jī)靠近橋臺(tái)進(jìn)行壓實(shí),但振動(dòng)壓路機(jī)可能破壞橋臺(tái)的結(jié)構(gòu);而對(duì)于“U”型橋臺(tái),重型壓路機(jī)難以靠近,從而使靠近橋臺(tái)部位的填方土體不易達(dá)到設(shè)計(jì)和壓實(shí)度要求,造成橋臺(tái)與臺(tái)后填方差異沉降。
三、橋頭跳車臺(tái)階產(chǎn)生的主要原因
通過以上分析,可得出產(chǎn)生橋頭跳車臺(tái)階的主要原因有:
(一)地基強(qiáng)度不同
橋涵通道與路基大都是同年平行進(jìn)行施工的,橋涵是鋼性體,其地基強(qiáng)度一般都有較高的要求,并進(jìn)行加固處理,沉降較小或不沉降(巖石地基)。而臺(tái)后填方段地基未進(jìn)行加固處理,從而使橋臺(tái)和臺(tái)后填方產(chǎn)生差異沉降變形,以致形成臺(tái)階。
(二)設(shè)計(jì)不周
設(shè)計(jì)人員有時(shí)對(duì)施工過程如何便于碾壓考慮不周,對(duì)于填料的要求不嚴(yán)格,臺(tái)背排水考慮欠佳。橋涵結(jié)構(gòu)物兩端的路堤,由于過水、跨線或通道的要求,一般填土都較高,低的3m左右,高的可達(dá)10m或更高,除了過水的橋涵兩側(cè)路堤往往浸淹,地基條件也較差,設(shè)計(jì)上對(duì)路基斷面結(jié)構(gòu)和邊坡防護(hù)上有所考慮外,其它多數(shù)情況對(duì)高路基設(shè)計(jì)上并無特別的要求,如壓實(shí)指標(biāo)均與一般路基無異。但由于路基較高,在填筑以后受到自重和行車荷載的作用,路基土必然要產(chǎn)生豎向變形值。
(三)臺(tái)后填料不當(dāng)
施工時(shí)對(duì)橋臺(tái)臺(tái)后的回填土未能慎重考慮,施工人員用料不當(dāng)、控制不嚴(yán),未能達(dá)到要求。但需要特別指出,施工不良比材料不良更易造成構(gòu)造物臺(tái)后填料的下沉。
(四)臺(tái)后壓實(shí)不足
施工時(shí)工期工序安排不當(dāng),以致橋頭填土處于工期未期,被迫趕工,不能很好地控制臺(tái)背填土的壓實(shí)度,致使填料壓實(shí)度不能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,使填方體產(chǎn)生豎向固結(jié)變形,形成較大的工后沉降,在臺(tái)背與路基連接處造成沉陷形成臺(tái)階。
(五)地基浸水軟化
軟土地基、濕陷性黃土地基浸水等造成路基沉降。
(六)橋臺(tái)伸縮縫的破損
據(jù)上述分析,形成 橋頭臺(tái)階的原因很多,結(jié)構(gòu)的差異、設(shè)計(jì)的不周和施工控制的不嚴(yán)等到綜合因素的作用導(dǎo)致了差異沉降的發(fā)生和發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】橋頭跳車;工程病害;預(yù)防
一、橋頭跳車對(duì)工程及運(yùn)管的主要危害
所謂跳車是由于公路橋頭及伸縮縫(橋頭引道)處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺(tái)階引起車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象,其主要危害有以下幾個(gè)方面:
第一,對(duì)行車安全和舒適度的影響。由于跳車的存在使車輛不得不降低車速,使公路的使用功能和通行能力受到很大影響;另外跳車使駕駛員和乘車者感到不適,心情不快易疲勞,所載貨物易損壞;嚴(yán)重跳車會(huì)造成翻車、追尾等交通事故,威脅人、車和財(cái)物的安全,造成生命、財(cái)產(chǎn)的損失。
第二,由跳車產(chǎn)生的水平和垂直沖擊力會(huì)對(duì)路面、路基和橋梁結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生進(jìn)一步的損壞,從而增加了養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用和管理的難度,并降低了公路使用性能。
第三,跳車時(shí)的沖擊力會(huì)對(duì)車輛產(chǎn)生不利反力,增加車輛的振動(dòng)和機(jī)械磨損和輪胎的磨耗,油耗增大,縮短車輛使用年限,增加運(yùn)輸成本。
第四,跳車時(shí)的振動(dòng)和噪聲對(duì)駕駛員乘車者和公路兩旁的居民會(huì)產(chǎn)生噪聲污染,不利于人們身心健康,影響其正常的工作和生活。
二、產(chǎn)生橋頭跳車的成因分析
橋頭跳車臺(tái)階的產(chǎn)生和行成是多方面的,包括地基地面條件、填料、施工材料以及設(shè)計(jì)、施工等多方面的原因。
(一)橋頭及臺(tái)后填方地基的受力與沉降變形分析
我國(guó)地域遼闊,作為橋臺(tái)及臺(tái)后填方地基的地層巖性狀況也千差萬(wàn)別,如基巖(巖漿巖、沉基巖、變質(zhì)巖)地基、黃土地基、軟土地基、凍土地基、鹽漬土地基、膨脹地基等等,除基巖(指次堅(jiān)石以上的巖類)地基外,其他類型的地基一般情況在橋臺(tái)及臺(tái)后填方的作用下,均要發(fā)生不同程度的沉降或豎向固結(jié)變形,所以對(duì)地基必須進(jìn)行加固處理設(shè)計(jì),如采用擴(kuò)大基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)等,以保證地基的穩(wěn)定性。
橋臺(tái)及臺(tái)后填方的地基一般情況為同一性質(zhì)或同一類型的地層,但從目前情況看, 僅對(duì)橋臺(tái)地基進(jìn)行加固處理設(shè)計(jì),而對(duì)臺(tái)后填方路段下的地基一般不進(jìn)行加固處理設(shè)計(jì)。橋臺(tái)和臺(tái)后填方是兩個(gè)性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)體,雖然橋臺(tái)作用在地基上的壓力大于臺(tái)后填方,但由于橋臺(tái)基礎(chǔ)一般都進(jìn)行了加固處理,所以一般不發(fā)生豎向沉降變形。而臺(tái)后填方的基礎(chǔ)一般不進(jìn)行加固其豎向沉降變形都有遠(yuǎn)大于橋臺(tái)下的地基變形,由于地基的這種差異變形,反映到上部路面,就出現(xiàn)了橋臺(tái)灣省和臺(tái)后填方段的差異沉降。
(二)臺(tái)后填料受水浸侵蝕及變形分析
橋臺(tái)一般由漿砌片石和鋼筋砼砌筑,在橋臺(tái)和臺(tái)后填料之間或者錐坡部位,大氣降水易沿路面錐體下滲,下滲水對(duì)橋臺(tái)一般不產(chǎn)生破壞作用,但對(duì)土體填料易產(chǎn)生侵蝕和軟化,特別對(duì)于填方體壓實(shí)度不夠,產(chǎn)生侵蝕和軟化,降低強(qiáng)度,從而導(dǎo)致填方體變形。對(duì)砂礫石類填料,從填方橫斷面看一般填方體中部為砂礫石,兩側(cè)為土類,這種結(jié)構(gòu)只利于水的下滲,而不利于水的橫向排泄。對(duì)不加固的地基來說,填方體中部壓力大,向兩面?zhèn)冗吰碌膲毫χ饾u減少,從而使地基產(chǎn)生凹形沉降變形,當(dāng)水沿砂礫石下滲到地基后,下滲水不易快速排泄,從而軟化地基,并加速地基的變形。
(三)臺(tái)后填料壓實(shí)分析
靠近橋臺(tái)處填方體的壓實(shí)度很難達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求,這也是一直困擾設(shè)計(jì)和施工的難點(diǎn)。目前在設(shè)計(jì)上和施工中主要采用強(qiáng)夯、人工夯實(shí)、填筑砂料等方法和措施。對(duì)于輕型橋臺(tái),重型壓路機(jī)靠近橋臺(tái)進(jìn)行壓實(shí),但振動(dòng)壓路機(jī)可能破壞橋臺(tái)的結(jié)構(gòu);而對(duì)于“U”型橋臺(tái),重型壓路機(jī)難以靠近,從而使靠近橋臺(tái)部位的填方土體不易達(dá)到設(shè)計(jì)和壓實(shí)度要求,造成橋臺(tái)與臺(tái)后填方差異沉降。
三、橋頭跳車臺(tái)階產(chǎn)生的主要原因
通過以上分析,可得出產(chǎn)生橋頭跳車臺(tái)階的主要原因有:
(一)地基強(qiáng)度不同
橋涵通道與路基大都是同年平行進(jìn)行施工的,橋涵是鋼性體,其地基強(qiáng)度一般都有較高的要求,并進(jìn)行加固處理,沉降較小或不沉降(巖石地基)。而臺(tái)后填方段地基未進(jìn)行加固處理,從而使橋臺(tái)和臺(tái)后填方產(chǎn)生差異沉降變形,以致形成臺(tái)階。
(二)設(shè)計(jì)不周
設(shè)計(jì)人員有時(shí)對(duì)施工過程如何便于碾壓考慮不周,對(duì)于填料的要求不嚴(yán)格,臺(tái)背排水考慮欠佳。橋涵結(jié)構(gòu)物兩端的路堤,由于過水、跨線或通道的要求,一般填土都較高,低的3m左右,高的可達(dá)10m或更高,除了過水的橋涵兩側(cè)路堤往往浸淹,地基條件也較差,設(shè)計(jì)上對(duì)路基斷面結(jié)構(gòu)和邊坡防護(hù)上有所考慮外,其它多數(shù)情況對(duì)高路基設(shè)計(jì)上并無特別的要求,如壓實(shí)指標(biāo)均與一般路基無異。但由于路基較高,在填筑以后受到自重和行車荷載的作用,路基土必然要產(chǎn)生豎向變形值。
(三)臺(tái)后填料不當(dāng)
施工時(shí)對(duì)橋臺(tái)臺(tái)后的回填土未能慎重考慮,施工人員用料不當(dāng)、控制不嚴(yán),未能達(dá)到要求。但需要特別指出,施工不良比材料不良更易造成構(gòu)造物臺(tái)后填料的下沉。
(四)臺(tái)后壓實(shí)不足
施工時(shí)工期工序安排不當(dāng),以致橋頭填土處于工期未期,被迫趕工,不能很好地控制臺(tái)背填土的壓實(shí)度,致使填料壓實(shí)度不能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,使填方體產(chǎn)生豎向固結(jié)變形,形成較大的工后沉降,在臺(tái)背與路基連接處造成沉陷形成臺(tái)階。
(五)地基浸水軟化
軟土地基、濕陷性黃土地基浸水等造成路基沉降。
(六)橋臺(tái)伸縮縫的破損
據(jù)上述分析,形成 橋頭臺(tái)階的原因很多,結(jié)構(gòu)的差異、設(shè)計(jì)的不周和施工控制的不嚴(yán)等到綜合因素的作用導(dǎo)致了差異沉降的發(fā)生和發(fā)展。