国省道改建项目中桥涵防跳车的施工方案

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:张燕华
[导读] 摘要:近年来我国加大了国省道改建施工力度,开始根据国省道现阶段存在的问题进行集中整治。
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        摘要:近年来我国加大了国省道改建施工力度,开始根据国省道现阶段存在的问题进行集中整治。本研究主要从国省道改建过程中的桥涵跳车问题出发,分析桥涵跳车的主要致因,针对基础下沉、填土沉降、刚柔突变引起的各类跳车事故形成有效处理方案,望在一定程度上改善国省道改建项目桥涵行车质量。
        关键词:国省道改建;防桥涵;跳车;施工方案
        国省道改建过程中不仅涉及道路施工,还往往需要进行桥涵建造,施工内容非常复杂。尤其是在桥涵施工过程中,要根据行车需求、土体质量等形成合理桥涵设计,严格依照要求开展桥涵施工,把握好桥涵的可靠性和稳定性。否则很容易导致由路基下沉、连接不稳等导致的桥涵跳车问题,不仅会影响行车舒适效果,严重时甚至会导致交通事故,需全面重视。
        1 国省道桥涵跳车的主要原因
        1.1 现状分析
        国省道作为我国交通出行的重要路径,其行车质量直接影响着交通运输效果,在国省道改建施工过程中需全面重视。就调查数据显示,现阶段我国国省道建成时间大多在21世纪初期,其使用时间较长,桥涵跳车问题较为严重,其具体状况见表1。
        表1  现阶段国省道桥涵跳车情况调查数据
       
        从上述调查过程中可以发现:我国国省道桥涵数量较多,跳车问题大多与沉降有关,在分析时应根据桥涵沉降状况查找主要致因。
        1.2 主要原因
        (1)地基下降。国省道桥涵施工过程中与道路施工存在较大差异,其对地基要求非常严格,一旦出现地基下降,很容易造成桥涵沉降,导致桥涵跳车。桥涵较道路而言,对地基的压强更高,我国部分国省道建设过程中并未严格依照桥涵和道路施工差异,合理提升路基强度,导致路基承载力无法满足桥涵施工要求,最终引发桥涵跳车甚至塌陷。部分国省道施工中为软土地基,这类地基荷载能力较小,长久荷载后容易出现土体扰动,引起桥涵失衡,严重影响了桥涵的安全性、稳定性和可靠性。
        (2)填土沉降。国省道桥涵投入使用的过程中往往大量车辆通行,在反复行车压力作用下,填土的空隙率降低,很容易出现压缩导致的桥涵跳车。与此同时,降水充足地区,若路基排水不畅也很容易造成填土被雨水浸泡,稳定性下降,致使桥涵跳车。因此,在国省道桥涵施工过程中必须严格把握填土材质,配合对应排水施工,以提升其桥涵行车质量。
        (3)刚柔突变。桥涵连接区域施工过程中为保证过渡效果,往往使用柔性材料,尤其是桥台施工过程中,大多为柔性连接。此时,行车过程中会出现明显的刚柔差异,若不减速,则很容易造成桥涵跳车。久而久之,还会致使桥涵连接处路面损坏或不均匀沉降,加剧跳车问题。
        2国省道改建项目中桥涵防跳车施工方案
        2.1 地基处理
        在国省道改建项目施工过程中应根据桥涵施工要求做好地基的处理,这是保证桥涵安全性、可靠性和稳定性的基础,其主要工艺如下:
        (1)清淤。检查国省道改建中的桥涵施工现场,将桥涵所有超标土壤完全清除,包括软土、垃圾、淤泥等,直至强度达到标准要求后,方可进行后续施工。
        (2)填料。根据桥涵土体情况选择合理填料,若为软土地基则可以配合砂石、碎石填充,增强路基强度。铺设的过程中应根据路基情况合理设置,厚度不可低于1m,处理时应采用挤密、排水、超载预压、反压护道等多种措施,以便获得减小沉降和加速沉降完成的效果。
        (3)强夯。一般工艺操作往往使用100~400kN不等的重锤在6~40m左右的高度自由下落,通过自由落体中的冲击力实现地基的强夯,保证达到固定的密度。资料数据显示:强夯法能够使软土地基的承载力提升到原来的1~3倍,使粉质砂土地基的承载力提升到原来的4倍以上,使岩土承地基的承载力提升到原来的2~3倍。上述处理过程中要对夯实位置和夯实次数进行严格把控,确保夯实过程中各个区域的累积沉夯量达到95%,且各个区域的干密度和力学指标均达到桥涵施工安全标准。
        (4)加固。一般处理时主要使用搅拌桩,必要时还可以根据实际情况合理选择粉喷桩、挤密桩。操作过程中先在泥炭层(高压缩性土质)回填中粗砂,然后在基础上做水泥搅拌桩,再填筑30cm中粗砂。水泥搅拌桩尽量采用梅花形布设,控制桩距在1-1.5m左右,其具体状况见图1。
       
        图1  水泥搅拌桩加固施工方案
        2.2 主体施工
        (1)基础施工。为了最大限度减少不均匀沉降,桥涵施工作业时应从压实作业环节多次碾压,提升填土区域的压实度。与此同时,还可以通过填土材料的选取尽可能减少桥涵自重,避免由于负荷过重造成的压缩沉降。必要时开可以增加土工栅格或加筋,提升桥涵的整体承载效果,避免出现大陡坡。
        (2)台背回填。回填处理的过程中应使用3:7碎石土分层碾压填筑。台背由于为倒三角形,填筑时往往难度较大,可以按照台阶式回填后压实,然后再进行上层回填,如图2所示。
       
        图2  台背回填施工
        (3)支撑结构。国省道改建项目中应对桥涵支撑结构进行合理设计,严格依照荷载指标做好桥涵支撑结构的选择和优化。尤其是要利用有限元力学分析法确定桥涵的承载力,按照该标准合理选择桥涵结构,设置合理涵洞间距、支撑梁结构、弯曲度等。
        (4)搭板施工。桥头搭板时要从错台和纵坡情况开展对应搭接,一般可将搭板设置为3%-5%的纵坡,厚度一般大于30cm。同时注意,如果设置桥头过渡段,则过渡段长度应该是搭板长度的1-2倍。为了保证与桥台连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向的均匀变化,建议采用强度较高的路面材料,以提高该部位的整体受荷载能力和抗冲击能力,减少错台高度,调整不均匀沉陷,来改善二次跳车现象。
        2.3 排水保护
        国省道改建项目施工过程中应做好排水保护,在施工的过程中设置好排水装置。如:
        (1)桥涵内排水应设置好沟渠和管路,必要时配合排水泵,保证施工操作时湿度在标准范围内,避免影响地基土体性能。
        (2)桥涵外应保证泄水管、盲沟等与周围水域相契合,既不影响国省道改建原排水管路,又能够保证排水效果。盲沟设置时尽量保证间距在100m以内,桥台边坡地区可以设置梅花状泄水孔,间距保持在2m以内,尽量设置2排以上。
        (3)桥台与路面连接的边坡区域应尽量使用石块铺砌,以保证边坡排水过程中土体的稳定性,避免由雨水渗透造成的土地流失或滑坡。
        2.4 减速标识
        减速标识主要是在桥头前200m左右设置,提升驾驶人员注意前方路段,合理减速,降低桥面承载力,使其能够安全通过;而提醒标志主要是为了应对桥头纵坡形成的专门提醒设置,避免驾驶人员在行车过程中由于车速过快造成车辆冲出纵坡,出现失控失灵,酿成严重行车安全事故等。管理单位要根据实际情况合理设置上述减速标识和提醒标识,让司机能够在容易发生跳车区域减速慢行,提升行车的安全性和满意度。
        3 总结
        国省道改建项目施工的过程中要对桥涵施工进行全方面把握,严格依照地基处理、主体施工、防护设置流程有序进行防跳车施工,最大限度提升桥涵性能质量,使其满足用户行车舒适度和安全性要求。要在国家规范标准基础上对国省道改建中桥涵施工环节进行严格控制,实施全方位质量把关,避免由施工操作不当埋下的质量隐患,从根本上减少跳车事故。
        参考文献:
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