摘要:本文結(jié)合具體破壞模式,分別從地基、路堤、路面及其整體方面提出了相應(yīng)的病害處治對策,為今后治理高速公路路橋過渡路基病害進(jìn)行了有益的探討。
關(guān)鍵詞:路橋過渡段;病害特征;機(jī)理分析;處治對策
隨著我國經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)增長,高等級公路得到了長足的發(fā)展川,但由于我國地形多變,地質(zhì)復(fù)雜,使得高等級公路在修筑、運(yùn)營及維護(hù)當(dāng)中還有許多問題巫待解決,其中橋頭跳車現(xiàn)象一直是困擾廣大工程技術(shù)人員的難題之一。橋頭跳車是指在橋臺構(gòu)筑物與引道路堤填土銜接處產(chǎn)生較大的差異沉降,使得路面縱坡呈臺階顯著變化,導(dǎo)致高速行使的車輛在這一區(qū)段產(chǎn)生顛簸跳躍現(xiàn)象。
一、破壞模式及病害特征
(一)路基整體滑移
1、路基整體側(cè)向滑移
路基的整體側(cè)向滑移主要是由于路堤邊坡過陡或是受到破壞后,在上部重復(fù)荷載作用下形成縱向裂縫或沿坡裂面整體下滑。
2、路基整體向橋臺方向滑移
對于樁柱式橋臺,臺前土體基本處于無側(cè)限受壓狀態(tài)。當(dāng)錐坡受到破壞,且在自重和車輛的沖擊荷載作用下,土體有向橋內(nèi)移動的趨勢,形成橫向裂縫或整體下滑,使得橋頭部位的路基、路面產(chǎn)生較大的豎向位移,從而引起橋頭跳車。
以上兩種情況破壞的主要共同特征是:路堤填土較高,整體性較差;路基邊坡受到破壞或者由于地形的限制使得路基邊坡過陡;路堤邊坡的整體或部分沿滑動面下滑引起路面出現(xiàn)縱向錯臺或裂縫。
(二)路基與橋臺間形成臺階
路基與橋臺間形成臺階主要表現(xiàn)在:
1、局部沉降發(fā)生在臺背與過渡段結(jié)合處,即最大沉降深度距離橋臺背很近,形成錯臺。
2、路基相對路面設(shè)計標(biāo)高整體下沉,當(dāng)橋臺與過渡段結(jié)合處的差異沉降達(dá)到一定值時,而引起的橋頭跳車現(xiàn)象。
此模式的共同特征是:臺背填土的均勻或者不均勻沉降較大;沉降差最大值產(chǎn)生在靠近臺背處。
(三)路面凹陷
路面凹陷也是公路在運(yùn)營過和中的一種常見病害,主要是由于路堤或地基的不均勻沉降引起,外部表現(xiàn)特征是路基沉降不均勻,路面破壞嚴(yán)重、凹凸不平。
該模式的主要特征是:過渡段內(nèi)的路基沉降不均,局部沉降較大,路面出現(xiàn)凹陷;沉降的最大值距橋臺有一定的距離。
(四)搭板與路堤形成縱向坡度差
設(shè)置橋頭搭板預(yù)防橋頭跳車,在防止橋頭跳車方面取得的較大的進(jìn)步,成功的實(shí)例也很多,但也有其不足之處,其中當(dāng)臺背填土路堤沉降較大或搭板長度不夠,搭板與路堤形成縱向坡度差超過一定的范圍時,就會在搭板與路堤的銜接處產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,當(dāng)車輛通過該處時同樣會產(chǎn)生類似橋頭路車的感覺,即“二次跳車”。
此病害的主要特征是:路基整體沉降過大;搭板較短,不足以使橋臺與路基間的差異沉降實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡;搭板一端簡支于橋臺沉降相對較小。
二、路橋過渡段路基病害處治對策
(一)靜壓注漿法
靜壓注漿法的實(shí)質(zhì)是用氣壓,液壓或電化學(xué)原理,把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂縫或孔隙,以改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)。注漿法可用于防滲、堵漏、加固和糾正結(jié)構(gòu)物傾斜。它廣泛應(yīng)用于水利、道橋以及地下建筑等工程中的砂及砂礫石地基,軟粘土地基、雜填土地基、淤泥以及濕陷性黃土地基等。在地基處理中,常用的靜壓注漿方法按其依據(jù)的理論可分下面四種:滲透注漿法、劈裂注漿法、壓密注漿法、電動化學(xué)注漿法。
1、劈裂注漿法
指漿液在壓力作用下,克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度,引起土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動,使?jié){液沿垂直于小主應(yīng)力平面上發(fā)生劈裂,使地層中原有的孔隙或裂隙擴(kuò)張,或形成新的裂縫和孔隙,從而使低透水性地層的可灌性和漿液擴(kuò)散距離增大。
2、壓密注漿法
指通過鉆孔向土層中壓入濃漿,隨著土體的壓密和漿液的擠入,在壓漿點(diǎn)周圍形成漿泡空間,并向四周不斷膨脹擠壓土體,壓人的漿泡使一定范圍內(nèi)的土體被擠密,漿泡本身凝結(jié)后也最終形成硬質(zhì)塊體存在于土體中,就使一定范圍內(nèi)的土層得到強(qiáng)化改善。
3、滲透注漿法
指在注漿壓力作用下,漿液克服各種阻力而滲入孔隙和裂隙,注漿壓力越大,吸漿量及漿液擴(kuò)散距離就大,這種理論假定在注漿過程中地層結(jié)構(gòu)不受擾動和破壞,所用的注漿壓力相對較小。既然滲透性注漿是在地層結(jié)構(gòu)不被破壞的條件下滲入地層,因而漿材的顆粒尺寸必須至少小于上的孔隙尺寸,才能實(shí)現(xiàn)滲透性注漿。
(二)旋噴樁法
旋噴樁法是利用旋噴鉆機(jī)將預(yù)先配置好的水泥漿液通過高壓脈沖泵使液流獲得巨大能量后,通過注漿管道從高壓噴嘴中高速噴射,形成一股能量高度集中的液流,切削土體,同時鉆桿以一定的速度邊旋轉(zhuǎn),邊徐徐提升,從而使?jié){液與土體充分?jǐn)嚢瑁匆欢ǖ臐{土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列,膠結(jié)硬化后便形成一個有一定直徑的柱狀固結(jié)體。
旋噴法通過在軟弱土層中形成水泥固結(jié)體與樁間土一起形成復(fù)合地基,可大大提高地基的抗剪強(qiáng)度,改善土的變形性質(zhì)、提高地基的承載力,減少地基的沉降變形。而且可以利用小直徑鉆孔旋噴成比孔大8-10倍的大直徑固結(jié)體,同時具有設(shè)備簡單、施工速度快、機(jī)械化程度高、用途廣、成本低的特點(diǎn)。
(三)換填法
換填法就是對將路基底面以下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層填筑、壓實(shí)成為良好的人工地基。
(四)混凝土擠密樁法
混凝土擠密樁法其實(shí)質(zhì)也是一種鉆孔樁,即利用鉆機(jī)從路面向下鉆孔至不良地基中,成孔后將干混凝土分層壓實(shí),在一定的壓力作用下,對周圍的不良土體起擠密作用,同時擠出的水分被干混凝土吸收,形成改良后的復(fù)合樁基礎(chǔ)。從而達(dá)到治理的目的。
由于路橋過渡段病害往往是多種因素引起的,因此在病害處治時應(yīng)采取相應(yīng)的綜合處治措施,靈活的將各種處治方法組合利用,以達(dá)到更好的治理效果。
參考文獻(xiàn)
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