橋梁設(shè)計(jì)論文：公路橋梁的施工及處理透析

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本文作者：潘志宏工作單位：云南昆明東川交通運(yùn)輸局

公路橋梁過渡段的架構(gòu)方案

1.在橋頭引道沒有軟土地基的情況下，若5cm的路橋過渡段的不均勻沉降差異是沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，以0.4%來控制沉降坡差，則強(qiáng)度漸變段的長(zhǎng)度至少不得低于13m。2.路橋過渡段的路基條件與地基條件在橋頭引道路基填筑壓實(shí)的作業(yè)過程中，采用的土工合成材料加筋路堤的做法，并不能起到有效阻止地基下沉的結(jié)果，也不能提高路基地基的承載力。而只有在地基有足夠大的承載力的情況下，在行駛車輛荷載與路堤填土的自重荷載的共同作用下，沒有造成結(jié)構(gòu)破壞，而引起較大沉降的情況下，土工合成材料加筋路堤的效果才會(huì)顯得明顯。因此，公路路橋過渡段的地基條件要滿足設(shè)計(jì)、施工規(guī)范的要求:要達(dá)到路基的工后沉降值保持在10cm以下，沉降差小于5cm，沉降坡差在0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。3.公路橋梁過渡段的結(jié)構(gòu)形式橋臺(tái)臺(tái)背路堤填鋪土工格柵。在設(shè)計(jì)路橋過渡段路基施工時(shí)，要采取土工格柵工藝。當(dāng)土體與土工格柵相結(jié)合，共同承受土體自身荷載以及行駛車輛荷載的同時(shí)，土工格柵能使土體充分發(fā)揮抗剪強(qiáng)度，并且能夠使土體的側(cè)向變形被約束，同時(shí)，路基填土的側(cè)向位移現(xiàn)象也能被有效控制，因此，路基的整體穩(wěn)定性大幅提升，也從而使路基的變形模量增大。在路基填土和土工木柵的摩擦作用下，上部荷載在路基中被重新分配，使橋臺(tái)臺(tái)背局部范圍土中的垂直應(yīng)力得到降低，從而提高了路基土體的承載力，也使路基的沉降量降低。因?yàn)樗教钿伒耐凉つ緰攀怯幸欢◤椥缘模词褂兄卮笮秃奢d的車輛反復(fù)施壓，而路基也幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形。由于路橋在過渡段施工途中，鋪設(shè)的土工格柵起到了明顯的效果。所以在路橋過渡段高填方路堤的施工中，可采用的是橋臺(tái)臺(tái)背回填加鋪土工格柵的作業(yè)模式。

橋頭軟基施工

1.某高速公路工程橋頭路基段，地表硬殼層薄，厚度在0.5～0.8m之間。下伏軟土層深厚，達(dá)26.3～27.8m，流塑狀，地基淺部斷續(xù)分布0.5～2m厚的泥炭土，其下為淤泥質(zhì)粘土，軟土含水量高，孔隙比大，固結(jié)緩慢，對(duì)路基沉降和穩(wěn)定性極為不利。填方高度3～6m，原設(shè)計(jì)采用粉噴樁處理，處理深度13m。通過分析搭板的受力狀態(tài)，采取簡(jiǎn)支梁或者彈性地基的計(jì)算方法計(jì)算搭板的長(zhǎng)度。根據(jù)規(guī)范要求計(jì)算，搭板的長(zhǎng)度應(yīng)在20m～30m范圍內(nèi)?？梢越Y(jié)合工程的具體設(shè)計(jì)及施工情況，參考此計(jì)算方法，合理計(jì)算出搭板的長(zhǎng)度。2.路橋過渡階段施工結(jié)構(gòu)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)完工的時(shí)候，盡量調(diào)整一般填土路堤與過渡階段路堤的施工，及采用具備同樣壓實(shí)能量的壓實(shí)機(jī)械將兩個(gè)路堤階段的路面高度進(jìn)行填壓，如果采用大型機(jī)械不方便時(shí)，可以采用小型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行全部壓實(shí)。除此之外，對(duì)路基沉降大的工點(diǎn)，比如橋頭高路堤和軟土路堤，除了需要采用必要的地基整治措施外，首先要對(duì)施工進(jìn)行安排，直到靜置預(yù)壓符合要求為止。從路橋工程施工來看。如果充分了解工程地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)恰當(dāng)結(jié)構(gòu)，做好路橋過渡段地基整治，強(qiáng)化過渡段結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)的控制，在其引道處，柔性路堤和剛性橋臺(tái)之間強(qiáng)度改變逐漸發(fā)生不勻稱沉降，會(huì)發(fā)生橋頭跳車狀態(tài)，是公路工程建筑中一個(gè)突出和重要的問題。3.減輕荷載和平衡荷載來防止橋頭移位現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)人員考慮較多并行之有效的減輕荷載和平衡荷載方法來防止橋臺(tái)移位,如增加橋長(zhǎng),降低橋臺(tái)標(biāo)高,即降低臺(tái)后填土從而減小土壓力;采用整板、筏板基礎(chǔ)等,加大底面,分散受力,使基底壓應(yīng)力小于軟基容許承壓力;減輕臺(tái)背荷載,臺(tái)后用輕質(zhì)材料或中間設(shè)空箱減少臺(tái)后路基重量;平衡壓重填土,即先在臺(tái)前填土壓重,然后再進(jìn)行臺(tái)背填土;支撐填土荷載,即在臺(tái)后填土前設(shè)置樁及承臺(tái),使填土荷載大部分直接傳到前置樁基上,使臺(tái)本身受到的力大為減少,從而減少橋臺(tái)位移;當(dāng)河床不寬時(shí),為減少橋長(zhǎng)、節(jié)省造價(jià),可采用樁基薄壁墩臺(tái),墩臺(tái)順橋向設(shè)支撐梁聯(lián)系,整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)體系,并借助兩端臺(tái)后的土壓力來保持穩(wěn)定。淤泥質(zhì)軟土層極為軟弱,加上橋頭填土較高,軟土下臥層難以承受如此土壓力,輕則使橋臺(tái)出現(xiàn)沉陷和水平位移,重則發(fā)展為軟土下臥層剪切滑動(dòng),使橋臺(tái)和路堤一起坍塌。臺(tái)后可采用增設(shè)小跨徑的方法,適當(dāng)增加橋長(zhǎng),減輕地基荷載及臺(tái)后土壓力,防止軟土滑動(dòng),并制止橋臺(tái)移動(dòng)和沉陷的發(fā)展。另外,在軟基中不可盲目壓縮河道、減少橋長(zhǎng),這樣將增加橋臺(tái)滑動(dòng)變形的可能性,造成更大的浪費(fèi);根據(jù)實(shí)際驗(yàn)算情況,適當(dāng)增加橋長(zhǎng),另外增加抗滑系數(shù),也是較好的選擇。

橋頭軟基處理方法

1.填至設(shè)計(jì)高程后,一般還須3～4個(gè)月時(shí)間才能達(dá)到20mm/月沉降速率標(biāo)準(zhǔn),這時(shí)可以臺(tái)背反開挖施工樁基。所以該種方法往往需要的工期較長(zhǎng),特別是淤泥深,力學(xué)指標(biāo)差,沉降大的路段,需要的時(shí)間更長(zhǎng)。2.粉噴樁復(fù)合地基法該種處理方法很大程度上改善了土體的承載能力,其受力模式是樁間土與樁體共同受力,能有效地減少地基沉降,加快填土速度,相對(duì)排水固結(jié)一般可縮短一半的時(shí)間。但由于樁體本身及樁間土的壓縮,臺(tái)背填筑時(shí)仍存在沉降,特別是對(duì)淤泥較深,力學(xué)指標(biāo)較差地段,沉降仍然較大。例如,工程實(shí)例中粉噴樁處理后填筑4～5m填土,沉降仍0.6～0.7m。土體壓縮致使淤泥孔隙水壓力上升,而且該種方法孔隙水壓力不易消散。若是橋梁比臺(tái)背填筑先施工,孔隙水壓會(huì)給橋梁樁基礎(chǔ)一個(gè)長(zhǎng)期水平推力作用,隨著臺(tái)背的逐漸加載,孔隙水壓力不斷上升,橋梁所受的水平推力不斷增加,致使位移開裂。這是工程實(shí)例中提到的橋梁位移開裂的真正原因。當(dāng)然上面所講的是對(duì)于粉噴樁復(fù)合地基處理后的超軟地段,其沉降仍較大,要求橋梁橋臺(tái)樁基是在臺(tái)背填筑至設(shè)計(jì)高程穩(wěn)定后,才反開挖施工,這樣既可加快填土速率,同時(shí)盡快消散孔隙水壓力,但費(fèi)用相對(duì)提高。五、結(jié)束語綜上所述，我們了解到橋梁過渡段軟基路基施工的注意事項(xiàng)和對(duì)橋頭軟基處理方法。如何控制好軟基路基施工質(zhì)量，需要精細(xì)的管理施工，對(duì)于不同的工程，其工程地質(zhì)條件、軟基處理方法等存在差異，我們用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)的施工方法相結(jié)合，探求新方法來提高對(duì)軟基的施工能力。