浅谈桥头搭板下沉病害处治
2015-07-23
前言
随着我国路网的迅猛发展，以及高速公路的发展和建设，桥头搭板下沉现象不断增多，已成为严重的道路病害，影响了行车的舒适性和安全性，这是公路修筑中一个亟待解决的重要课题。桥头产生桥头搭板下沉的主要原因与地基条件、填筑材料、施工机械设备以及施工工艺等诸多因素有关，越来越引起公路建设、设计、监理、施工等部门的重视。
2. 桥头搭板下沉引起的危害
（1）对行车安全和舒适度的影响
桥头搭板下沉的时候不得不降低车辆的速度，使公路的使用功能和通行能力受到很大影响；其次，在桥头搭板下沉时会使乘车人员感到不舒适，心情会受到影响并且容易疲劳，所载货物易损坏；再次，严重的桥头搭板下沉现象还加速了桥梁、路面及车辆的损坏，严重的桥头搭板下沉现象导致车辆失控，发生翻车、追尾等交通事故，威胁人、车和财物的安全，造成生命、财产的损失。
（2）降低公路使用性能
由桥头搭板下沉产生的水平和垂直冲击力会对路面、路基和桥梁结构物产生进一步的损坏，从而增加了养护维修费用和管理的难度，并降低了公路使用性能。
（3）增加运输成本
桥头搭板下沉时的冲击力会增加车辆的振动以及机械磨损和轮胎的损耗，增大油耗，缩短车辆使用年限，增加运输成本。
（4）影响工作和生活
桥头搭板下沉时产生的噪声会对驾驶员、乘车者和公路两旁的居民造成干扰，不利于人们身心健康，影响其正常的工作和生活。
3.公路桥头搭板下沉的病害原因分析
桥头搭板下沉是国内外高等级公路中普遍存在的病害，尤其是在软基上修筑的结构物表现更加明显。综合研究分析发现，搭板桥头搭板下沉病害产生的主要原因如下:
（1）台背填料不密实。
台背填料不密实，尤其是高填方路段的路基填筑材料不均匀、碾压不密实，在车辆荷载作用和震动下填料沉降，从而造成桥头搭板下沉。
（2）雨水流入，填料流失。
由于接缝的存在，导致雨水进入搭板下，在车辆荷载作用下形成唧浆。泥浆顺桥台锥坡、路堤护坡的破损处和缝隙间流出，致使板底下的路基材料不断减少，进而形成桥头搭板下沉。
（3）车辆超载破坏。
在车辆荷载尤其是超载车辆作用下，面板受到巨大的垂直荷载作用，不断对板底路基进行补充压实，最后形成桥头搭板下沉。
4.如何有效加强桥头搭板下沉病害处治
（1）选材与施工
桥台台背填料填筑处理质量的好坏对台背沉降起着举足轻重的作用。材料选择上,应选择渗水性好、强度高、压实快的材料。另外,在北方冰冻地区还应选择抗冻胀强的材料,如砂砾、碎石砂、工业废渣、碎石土等。在填筑方法上,要分层填筑,分层碾压,分层检测,分层厚度要小于30 cm。斜坡或台阶填筑至搭板底面。台背填筑的时间是一个很关键的问题。大多数
施工是构造物和路基土方同时进行的台背填筑及桥头很长一段距离内都是先空下,待桥台完工后再填筑桥头部分。这样,一般是台背与路面在同一时期完成,所以台背部分的地基和路堤没有充足的时间固结下沉,工后沉降比较明显。因此,在施工安排时,最好先安排构造物施工,路基和台背同时填筑,并进行超载预压处理,路面施工则等到路基沉降稳定后进行。搭板垫层材料采用石屑、砂砾、水泥或石灰等混合材料。这些材料凝固后在搭板下形成刚度和强度较大的稳定层。垫层施工要分层填筑,碾压,压实密实度要达到95%,其平整度在5 mm以内。
枕梁的施工在垫层后进行,依据设计图进行放线,然后支模板,复核枕梁高度,在此同时,将在钢筋加工区加工好枕梁的钢筋笼放在模板之内,预留好保护层并固定钢筋笼,浇筑混凝土振捣密实,并梳平枕梁顶部混凝土,枕梁施工完后再施工搭板,同样支模,绑扎钢筋,浇筑混凝土,并进行养护等等。若搭板需设置纵缝或横缝,应及时用切割机切割,并用填缝材料填塞。枕梁和搭板浇筑完毕后,混凝土需进行养护。在夏季高温期,混凝土一旦终凝便要进行湿水养护,保证混凝土始终处在浸水状态,并盖上防晒透气材料。若搭板有纵缝,需进行切缝处理,并用油淋麻丝填塞缝隙。
（2）地基预压处理
预压处理就是在拟建的桥台处，先填土预压，待地基强度提高到一定程度后，挖去填土，再建造结构物。为了加速地基固结下沉，在填筑路堤时，还可预先把土填得比设计高度高一些，或加宽土的宽度，待沉降稳定后再挖除超挖填部分。这种预压或超载预压的方法，可以说是处理软弱地基最有效、最经济的方法，它不仅可以解决桥头的跳车问题，而且可以解决台后填土的不均匀沉降问题。
（3）地基加固处理
对正常压实的软粘土而言，首先应该考虑采用排水固结措施，如插塑料排水板等方法，通过设置来改善地基的排水条件，缩短排水途径，使地基承受附加荷载后，排水固结过程大大加快，进而使地基强度得到提高。这种方法即经济又有效。如果属于软弱地基，除了常规的排水固结措施外，还要采用搅拌桩、挤密桩等深层复合地基法来提高土的强度和稳定性，使桥头路基尽量连续平稳过渡。
（4）正确设置土工合成材料
第一，土工布的质量控制。规范要求土工布的单位面积质量为300 g/m2~500 g/m2，强度按用途分为三个等级。考虑到土工布的不同材料和工艺，在其力学性能存在较大差异的情况下，要求土工布单位面积质量不小于400 g/m2，其纵向抗拉强度不小于20 kN/m，满足握持强度不小于1 100 N，撕裂强度不小于400N，刺破强度不小于400 N，CBR顶破强度不小于2 750 N的土工布，要求采用聚酯长丝针刺型，只有这样，土工布才能起到明显的隔离层作用。
第二，考虑到土工布的排水效果与土工布的厚度有密切关系，选用的土工布太薄，透明能力就低，为此，要求选用克数较大的土工布。
（5）提高填筑材料的压实度
影响路基压实效果的主要因素有含水量、压实层的厚度、压实机械的类型和功能、碾压遍数以及地基的强度等。
第一，调填筑材料的含水量，由击实实验所得的击实曲线图有一峰值，此处的干容重最大，称为最大干容重，与之对应的含水量则称为最佳含水量。只有在最佳含水量的情况下压实效果最好。同时，其压实的土稳定性最好。所以对含水量过大的土，可采用翻松晾晒或均匀掺入石灰来降低含水量；对含水量过小的土，则洒水湿润后再进行碾压。
第二，压实机械对一定含水量的填筑材料的压实状态有很大影响。填土分层的压实厚度、压实遍数和压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过实验来确定。一般20 t～30 t的中型震动压路机应碾压3到4遍，每层压实厚度不超过20 cm。
第三，路机行驶速度也大有讲究，既不过慢也不过快，各种压路机械的最大速度不易超过4 km/h。碾压开始要慢速，随着土层的逐渐密实，速度逐步提高。压实时的单位压力不应超过土的强度极限，否则土体将会遭到破坏。开始土体较疏松，强度低，故易先轻压，随着土体密实度的增加，再逐步提高压强。
第四，堤施工时边缘往往压实不到，仍处于松散状态，雨后容易滑塌，故两侧可采取多填适当宽度，压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。
