软土地基桥头跳车成因及工程防治措施研究.docVIP

PAGE PAGE 1 软土地基桥头跳车成因及工程防治措施研究 奚健 肖志荣 （杭州市城建设计研究院有限公司 杭州 310001）（浙江科技学院建筑工程学院 杭州 310000） 【摘要】本文从软土地基的基本定义着手分析了高等级公路产生桥头跳车的主要原因，并详细叙述了软土地基处理过程中采取的一些方法，包括，换填法、超载预压、袋装砂井排水法、塑料排水板、水泥粉喷桩复合地基等常用方法。最后通过工程实例介绍了各种处理桥头跳车方法的实际应用。本文所介绍的桥头跳车的防治措施及具体工程应用实例,可为类似工程提供有益参考。 【关键词】　软土地基　桥头跳车　软基处理 处治措施 0 引 言 公路、铁路都是线形带状的特殊人工建筑物，不可避免地经过不同的地质地区，特别是在沿海地区，由于软土地基分布广泛，在公路、铁路桥涵施工使用中，普遍存在一个问题，即路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂(沉降值一般为10～30 cm，有的甚至超过60 cm)，使车辆通过时产生跳跃和冲击，形成桥头跳车问题，它一直是困扰桥梁工程技术人员的难题之一，既直接影响行车速度，也影响了行车的舒适与安全，甚至造成行车事故，而且由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击，对路面和桥梁产生附加的冲击荷载加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏，也加快了车辆本身的损坏，直接影响了公路的使用寿命和社会效益，因此如何解决高等级公路桥头跳车问题已成为刻不容缓的大事。 1 软土地基的基本概念 所谓软土是软弱粘性土的简称，是第四纪后期形成的海相、泄湖相、三角洲相、溺谷相和湖沼相的粘性土沉积物或河流冲积物，有的属于新近淤积物。它一般是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物、化学作用形成的。其中最为软弱的是淤泥和淤泥质土。 这类土的特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在荷载作用上，软粘土地基承载能力低，地基沉降变形大，不均匀沉降也大，而且沉降稳定历时比较长。在比较深厚的软粘土层上，结构物基础的沉降往往持续数年乃至数十年之久。软粘土地基是工程实践中遇到最多而需要进行人工处理的地基，它广泛地分布在我国东南沿海及内地。 2 软土地区桥头跳车原因分析 2.1　地基土质不良造成的沉降　　桥涵通常位于沟壑地段，地下水位较高，且多属软土。此类土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，常含有机质，压缩性高，抗剪强度低，在软土上填筑路基，便极易产生沉降(包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降)。同时，桥头路基填筑高度较大，产生基底应力相对较大，在车辆荷载作用下，更容易引起地基沉陷，且变形稳定历时往往持续数年乃至数十年。就是在一些稳定地基，在外荷作用下，也不可避免出现这个问题。 2.2　台背填料压缩引起路基的沉降 台后填料一般为渗透性材料，存在着多孔隙，施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低，便在短时间内产生压缩沉降，造成跳车。因此，压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况。在工程实践中，就是施工时工序符合要求，压实度达到要求，但台后填土较高，随着时间推移，也会产生不可避免沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力，严重时会使桥台向后倾斜，发生不均匀下沉，危及行车安全。2.3 施工措施不当 当前一些施工队盲目追求高速度，没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，对地基造成扰动和破坏，没有充分时间固结，对台背挡土墙等构造物挤压力大，施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关，排水措施没有做好，压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定，工后沉降大，且不均匀，也是造成跳车现象主要原因之一。2.4 刚柔突变引起的沉陷跳车　　刚度不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同，柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。而桥台由于巨大建筑作用，加上基础处理较好，一般认为沉降已经完成，相对于路基而言，沉降可视为零，而铺装层压缩也不大，属刚性体；而与结构物桥台相连的道路，具有刚性较小柔性较大的特性，属弹塑性体。显然，道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差，这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形相对差和较大的刚度突变，势必增强桥头跳车的振动效果。2.5 桥台结构与引道衔接设计不周 在基底未作彻底处理，而沉降还未稳定时，应周详考虑桥台结构与引道衔接，在没有质量保证情况下，不应该直接浇砼板。大桥两侧引道，通车后两侧引道沉降是长期的，如先设过渡性路面，使路堤沉降基本完成后再改铺原设计路面，情况会好一些。设计时也应处理好桥梁与引道路面接缝问题，避免接缝损坏而造成跳车3