高速公路工程中桥头跳车的成因及加固技术研究
2015-07-20
由于我国经济的发展，高速公路也随着迅速发展，桥头跳车这一公路工程普遍而又难以解决的问题也显现的越来越明显。本文首先对桥头跳车现象产生的原因以及危害性进行了阐述，提出了几种加固的方法。
一、产生跳车的主要原因
结合设计、施工及工程管理等方面的因素，可将路桥过渡段产生跳车病害的原因归结为以下几个方面: 1.路堤填筑材料的压缩；2.路堤下天然地基的沉降；
3.路面排水设施不完善及路堤填土的流失；4.桥台与台背填土连接处的刚度差异；5.施工质量管理存在问题；6.社会因素的影响。
二、桥头跳车加固技术分析
（一）桥台台背路堤下地基处理技术研究
1、换填土层法
此方法就是为了使路堤性能达到稳定状态，将要作为地基的土地下的强度较低的软弱土层挖掉，用砂、碎石、灰土等强度较大的，且无侵蚀性的土类材料来替换，并对替换的土类材料进行压实，达到承载要求。
砂垫层可以加大地基承载力，减小地基沉降量，使软弱土层排水固结的速度加快，防止路基土冻胀，还可使膨胀土的涨缩作用消除，也可以对暗穴进行处理。在不同的工程中，由于工程性质的不同，砂垫层所起的作用也不相同，在处理路基的时候，砂垫层主要作用是排水固结，素土垫层。砂垫层法施工起来方便而且工程费用消耗也很低，但是要有较长的预压时间，还要与排水固结法相结合使用才能更好的发挥效果。所以这种方法适用于路堤填土高度低，软土层薄、埋置深、没有硬壳层面、而且排水性能要求好、工期短的软土路基。
2、强夯法
利用80～00kN的重锤从8～20m的高处落下时将重力势能转化成了很大的冲
击能，当重锤落在地基土上，在地基土中产生冲击波和很大的动应力，使地基土得到夯实。
碎石土、砂土、杂填土、素填土、湿陷性黄土和底饱和的份土和粘性土这样的地基度适合采用夯实法加强地基强度。对于高饱和度的粉土和粘性土，需经试验论证后方可适用，且应设置竖向排水通道。该方法最大处理深度达40m。强夯法的震动可能会对周围的环境造成不良影响，因此使用时要注意考虑周围的环境因素。
3、CGF桩法
利用振动打桩机击沉直径为300～400mm的桩管，在管内边振动边填入碎石、
粉煤灰、水泥和水按一定比例配合材料，形成半刚性的桩体，与原地基形成复合地基，从而提高地基承载能力，也可用其他方法成孔。
CGF桩法适用于淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。能是天然地基承载力提高70%以上。
4、排水固结法
排水固结法包括:承载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法
(1)原理和作用
通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件。排水固结法采用加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基固结和强度增大，提高地基的稳定性，并使沉降提前完成。
(2)使用范围
软土层厚度大且为饱和粘土和冲填土的地基适合采用排水固结法，但如果底层是厚度较大的泥炭层时要慎重对待。
5、石灰桩
利用打桩成孔过程中，沉管对土体的挤密作用和新鲜的生石灰成桩时对桩周土体的脱水挤密作用使周围土体固结;同时由于一系列的物理和化学反应、桩身与桩同土赢壳层组织成变形模量较大的桩体，以置换部分软土，同原地基土形成复合地基，从而提高了地基的承载力。
如果地基土中是软粘土、杂填土、膨胀土、红粘土、湿陷性黄土，而它们的渗透系数为是适中状态，适合采用石灰桩法加固地基。但此方法不适合渗透系数小，脱水效果不好的土层。
6、挤密碎石桩
利用成桩孔过程中沉管对土的横向挤密及振密作用桩作为的土体向桩周围挤压，这样挤密了桩周围的土体，将碎石分层夯实，形成碎石桩。
松散的非饱和粘土、杂填土、洗闲性黄土、酥松的砂性土。可利用这种方法加固。这种方法不适用于饱和软粘土。
（二）路堤与桥梁连接处的处理方法
桥梁一般都采用桩基础，所以沉降量会很小，稳定和安全部室问题。为了消除路桥过渡段的不均匀沉降，将路面不平整，桩负摩擦阻力的问题解决，必须解决路桥过渡段所受荷载不一致问题
1.预压法
其原理是首先采用与路堤相同的总荷载，对桥台地基进行预压，待地基沉降稳定后，再卸去桥台处预压荷载，修筑桥台。此法有助于消除不均匀沉降和桩的负摩擦阻力，且适用于任何形式的桥台。
2.平衡压重路堤发
以预压法为基础，选择桩柱式桥台，再对预压完成后的路堤钻孔置桩，加固桥台，用这种方法时，可不用挖除部分路基。采用平衡压重路堤法对消除不均匀沉降和桩的负摩擦阻力，还可以避免桥台发生纵向位移。
以上两种方法经常与挤密砂桩法、袋装砂井法、塑料排水板法、铺砂垫层法、
超载预压法等相互结合使用，
上述两种处理方法经常结合超载预压法、铺砂垫层法、塑料排水板法、袋装砂井法、挤密砂桩法等一起使用，可加快地基沉降、缩短预压时间和增强预压效果。这两种方法的优点是施工简单、效果好，且节省投资;缺点是预压时间长，且预压期间不易施工安排。
3.桩基混凝土平衡法
该法在桥台背后设置混凝土平衡板，或打入预制桩(碎石桩、水泥混凝土桩、
粉体搅拌桩、旋喷桩等)，或扩大预制桩头，这种方法处理效果好，但造价高。
4.土工格栅法
土工格栅具有高强度和高韧性的力学特性，利用土工格栅这些力学特性，可以达到扩散土体应力的目的，并目_能增大土体的刚度和抗拉强度，与土体构成复合土工结构。这种方法适用于砂土、粘性土和软土的加固，或用于反馈、排水和做隔离材料适用。
5.桥头搭板
在实际工程中，工程技术人员常采用长搭板的方式来解决桥头错台的问题，但是这种方法并不能完全消除不均匀沉降，消除桩与土的负摩擦阻力。当出现较大的沉降量时，搭板采用埋置较深的方式为宜。为尽量避免错台现象的产生，可采用多种方法与桥头搭板相互结合并用的方式来调整错台。
综上，在解决桥头跳车的问题上，要想达到理想的加固效果必须选择合适的加固方法，并在施工工艺，施工方案上控制好施工质量，达到加固路桥过渡段的目的。
