涵台的注意事项 涵台的施工要求及施工材料

施工要求

  关于涵台相关病害与防治:

  台背填土的施工控制

  大量的施工实例表明,欲在施工中做好桥、涵台背的填筑作业,减小工后沉降必须首先做好以下几方面的工作。

  1.控制填料质量。台背回填区因其所处填筑位置的特殊性,对填料的质量控制上应比普通路基的填料要求高得多。选择的填料首先要满足透水性好的要求,且填料0.074mm以下颗粒含量不宜超过15%,最大料径不宜大于40mm;CBR值不宜小于8。含水量不宜过大,这样能有效地控制和减小路基层间压缩沉降。

  2.填筑前,应在土拱上设置泄水管或盲沟使地表水快速流畅排出路基外这是减少裂隙水侵入引起路基填方产生病害,同时也是减弱各刚度不同结构产生差异沉降的有效办法。

  3.填筑时,对涵洞缺口填土时应在两侧对称均匀地分层回填压实。如使用机械回填,则涵台胸腔部分及检查井周围应先用小型压实机械压实填好后,方可用机械进行大面积回填,涵顶填土压实厚度必须大于50cm时,方可进行重型机械和汽车,对桥梁构造物亦应做到台背两端对称施工,桥台背后的填土应与锥坡填土同时进行。

  4.应严格按有关施工规范施工,控制好回填层分层厚度,一般不宜超过20cm,当采用小型机具(小于12T的压实机具时)一级以上公路松铺厚度以不超过15cm为宜,碾压遍数应通过试验决定,经验碾压遍数一般在8~10遍,并对每层填筑质量实施检测,透水性材料的检测应以干容重或空隙率控制施工质量。

  5.如果台背必须要填筑非透水性材料时(如土方等),对土质不好含水量高的填料要进行处理,必要时可以换土或掺小剂量石灰和水泥。(掺量一般石灰为1.0%~1.5%,水泥1.0%~2.0%)同时,尽可能做到桥涵施工与路基开挖的结合,做到桥涵台施工多高,填土就填多高,确保能分层夯实,以保证填土的密实程度。

  台背填土的施工对策

  台背沉降跳车现象的消除离不开施工过程中的控制,根据多条高速公路,一级公路的施工实践的总结认为:设置台后横向泄水管或盲沟是解决台后路基病害的一个简便而又经济的做法。不论设计中有无规定均可在基本不增加工程成本的前提下完成,其方法为:

  台背路基填筑前,应将原地基再次夯实,其压实度应达到90%以上,如是软基换填深度应不小于二层压实层厚度约30~50cm。以便通过分层换填夯实使原地基的强度达到增涨。然后填筑横坡为3%~4%的夯实粘土形成双向横坡土拱,再在土拱上挖一条双向坡的地沟,地沟截面尺寸为:宽40~60cm,深30~50cm以路基中心轴线点为双面分坡点,沟底横坡坡度控制在不小于2.0%~3.0%地沟完成后,随即在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料。隔水材料可使用油毡下垫尼龙薄膜,有条件的情况下,可以在油毡下垫设无纺土工布(规格为250g/㎡~300g/㎡)效果更佳。油毡施工时应横向铺设,幅与幅之间的搭接不宜小于10cm,搭接处使用热沥青作粘接材料,以增加隔水效果。隔水层施工完成后在地沟内设置φ10cm以上PVC塑管,布设前将PVC管四周钻出孔径为0.5cm的小孔,小孔宜布成绢花形,孔距宜控制在10cm以内。布设中应紧贴沟底防水材料层,PVC管形成的横坡应与沟底2.0%~3.0%的横坡相同,PVC管的长度应宽于台后路基的底面宽度两侧各加0.5~1.0米,(以便通过PVC管泄出的水能顺利排出。)再在PVC硬塑管四周地沟内填筑透水性好,级配良好,粒径适宜(应不大于10cm,不小于2.5cm)的砂砾或碎石,再分层填筑台后透水性材料,直至路基顶面其填筑压实度应符合要求。

注意事项

  桥涵台背沉降引起公路设计等级被迫降低,社会经济文化效应达不到预计的效果是高等级公路中的一个严峻的问题,只有深入的探讨各种可能的成因机制,探讨各种处治方式的作用机理,总结出一整套科学、完整的处治方案,才是解决公路工程三大通病之一的最佳选择。

  一、桥涵台背跳车的成因分析

  1.成因之一,路基自身的压缩沉降与侧向变形,国内公路施工往往构造物先行施工,在施工中待一般路基成形后,在构造物两端台背后留下一个缺口,而留设台的缺口时往往分层留设的台阶未达到0.20×1.5m的宽度,当构造物完成对台背缺口进行施工时,由于压实机械的作业面狭小而使压实不到位,特别是台下及台、墙后侧及翼墙内侧要达到规范要求的不小于96%的压实度更有一定的难度,加之部分施工单位使用倾填施工,压实分层不明显,或根本未使用分层压实法,导致该处路基压实质量下降,通车后由于行车荷载反复的作用,引起该处路基的压缩沉降,如桥涵台处在不良地基段,又未作地基深层处理的不良地基处会在上覆路堤荷载或行车荷载的作用下发生侧向变形。

  2.成因之二,地基本身沉降。一般情况下,台背后的地质地貌与其它路段不同,地形起伏大,地质条件不一,特别是桥头,长期受水蚀,地质剖面情况更为复杂。同时由于桥涵处路基填筑高度大,有些大跨径或特大跨径桥往往高达8~12米,一般的桥涵处路堤填筑高度也在4.0~6.0米,由此产生的基底应力也相应较大,通车后在地基本身应力和行车荷载的反复作用下,有地基上承受的路堤自重荷载与地基的自身承载力之间的力学平衡被打破,地基产生了沉降现象,因此在桥、涵台背填筑地段,产生的地基沉降量也较其它路段大得多。

  3、成因之三,路基与台背接头处由于台背的刚性结构与路基的柔性结构和路面的半刚性结构存在着不同的沉降量而这种沉降差异常常会导致结合部产生细小缩裂缝,在不利的季节中由于雨水的渗入,使路基土产生软化,填土层土粒本身产生的板体结构被破坏,使路基产生病害,导致该处路基受冲击动载的作用而产生挤压形成沉降。

  4、成因之四,施工图设计中对桥台背的设防不足或千篇一律套用成功或较成功案例,未根据不同的情况做专门的桥、涵台背防沉降设计。

  分析上述成因,除设计原因无一不是与填筑施工有密切关系,要解决桥涵背填料下沉问题,从而减少桥台跳车现象就必须采用正确的施工措施选用合适的施工机具,制订适宜的施工方法。

施工材料

  台背填筑材料的选择与施工

  桥涵台背跳车的主要产生的原因归结起来,主要是路基压缩沉降,侧向变形和地基沉降引起,实践证明,台背处填筑内摩擦角较小的材料(如土方),加之压实质量的影响,路基的压缩沉降量一般较大。为保证台背处路堤的稳定性,除设计文件另有规定外,应选用内摩擦角较大的透水性材料,如宕渣(山渣),碎石、砂砾等就能较好地减少路基的压缩沉降,另一方面也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿台底盲沟或泄水管顺利排出路堤外。

  台背填筑透水性材料,应满足一定的长度、宽度和高度要求,在通常情况下,台背填料顺路线方向长度顶部为距翼墙尾端不小于台高加2.0m,底部距基础内缘控制长度不小于2.0米。拱桥台背填土长度应不小于台高的3~4倍,涵洞填土长度每侧不应小于2倍孔径长度。

  透水性材料的填筑高度,从路堤顶面起向下计算:在冰冻地区一般不小于2.5m,无冰冻地区应填至高水位处。台背与路基接壤处,为保证连接质量,一般路基应留成台阶状,台阶形成的斜坡率应不大于1:1.0

  当然台背沉降跳车现象的产生不仅仅是施工的原因,解决这一问题如能在设计过程中增加设防,如土工合成材料处治,软基深层处治。桥台后搭板设置及堆载预压等方面联合起来桥台沉降的问题将解决得更为彻底。

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