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浅论二级公路桥涵台背填土的质量控制

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摘要:由于设计、施工等多方面的原因,会出现路面在桥涵台背回填处出现沉陷,甚至是出现断裂,车辆在上面行驶时,一般情况下会出现跳车现象,影响车辆通过时人们的舒适感,或者引起交通线路不顺畅。如果这一问题比较严重,会出现桥涵的梁板等主要承载系统破坏,通行车辆和人员的安全没法保证,容易引起严重的交通事故。因此,我们应该分析影响桥涵台背填土质量的原因,采取得力措施对二级公路桥涵台背填土的工程质量进行控制。

关键词:公路桥涵;台背填土;质量控制

在公路建设过程中,我们经常遇到关于桥涵台背填土的问题,在高速公路和国家一级公路施工过程中,由于资金的投入比较充足,有保障,加之对公路质量标准的要求本来就比较高,因此,关于桥涵台背填土的质量控制普遍做得比较好,但是,国家二级公路中的这个问题处理的就不是很好。我们知道,桥涵台背的回填处于桥涵连接路基的位置,这个地方非常关键,对桥涵的结构和台背回填材料都有严格的要求,桥涵本身与回填材料在强度、密实度、压缩性和刚度等方面存在着很大差异,桥涵本身是刚性体,而回填部分则是弹塑性体,台背就处于这个关键的位置,进行路基和桥涵的衔接。一定荷载下,如果通过强度高、刚度大的材料筑成的路面时,路面的塑性变形小,如果是在强度小、柔性大的材料筑成的路面上行使,路面的塑性变形就会很大。如果台背回填处塑性变形值和桥涵台墙的塑性变形差值相差比较大时,就会引起桥涵台背回填处的路面沉陷或断裂,产生跳车现象。因此,我们要采取措施,对桥涵台背回填进行质量控制。

一、从设计方面进行质量控制

从目前公路设施方面对台背回填问题只是在施工中这一部分压实度方面提出了一定的要求,很多情况下,为了减轻跳车现象,在对桥头进行设计的时候,采用在桥头加设钢筋砼搭板的办法。这样可以适当减轻跳车现象,但还是不能从根本上彻底解决问题。我们通过对桥涵台背回填处产生路面沉陷及跳车的原因分析,路堤与桥涵构造物间的回填段落对材料和施工都有特殊的要求。为了解决压实不足产生的沉陷问题,我们应采用刚柔过渡的设计,也就是在桥涵台背回填处设置一定长度的过渡段,通过这一设计,让桥涵结构和回填部分之间存在较大的塑性变形差值逐渐变化,不至于塑性值相差太大而出现安全问题。除保证台背回填压实度的要求外,还应对回填范围的材料进行特殊的设计。尽量采用强度较高、压缩性较小、排水性能好的回填材料,也可以采用有机结合材料。这样做的目的是不仅能满足刚度差对台背回填材料的特殊要求,也能满足塑性变形对台背回填过渡长度的要求,能够从根本上解决跳车问题,保证台背回填处路面不沉陷和断裂。

在桥涵台背回填处加设钢筋砼搭板,可使台背回填土路段产生的较大沉降,通过搭板两端的简支作用将行车荷载一端传递到桥涵结构物上,另一端传递到路基上,国外在搭板的设计上,是按照搭板长度的0.7倍简化为简支梁进行踏板设计的。实际上搭板末端赖以支持的路基也在回填土范围之内,仍会产生不同程度的沉陷,不能彻底解决桥涵台背跳车的问题,还很有可能使跳车点从桥涵台背转移到搭板与路基接头处。因此,在进行桥头钢筋砼搭板设计时,还应该对搭板下的台背回填及搭板尾端的路基连接处进行过渡段设计,只有两者互相配合,才能起到良好的效果,才能从根本上解决跳车问题。

我们在进行公路设计时,应该高度重视桥涵台背回填问题,最好将这部分的设计作为一个单项设计。在设计的时候,要保证桥梁明涵顶纵坡与路线一致,尽可能在小桥涵的顶部加铺基层和面层,这样处理以后,可以有效解决台背回填沉陷及跳车问题,同时,在进行设计的时候,要注意使桥涵台背回填与路基接头之间保持一定的倾斜角,这样设计的目的是让台背回填的厚度及相应的刚度有一个缓冲,可以沿路线方向逐渐变化,满足刚柔过渡对台背回填长度的要求。实践证明,桥涵台背回填与路基相接宜采用斜坡式,对于原状土宜缓于1:1,对填筑土宜缓于1:1.5。回填长度沿路线方向,顶部距翼墙尾端不小于台高加2m,底部距基础内缘不小于2m。

二、在施工过程中进行质量控制

一个工程出现质量问题,除了有设计方面不合理的原因外,最主要的就是施工阶段没有按照标准施工,在施工阶段对工程质量的控制不够严格。在公路桥涵台背施工中,我们也要充分认识到这一问题,要分析施工中存在的问题,找到存在这些问题的原因,进而采取措施加强施工过程中的质量控制。

(一)、施工中存在的问题

为查找施工过程中影响工程质量的问题,我们做了一个调查,对南梧二级公路等92坐桥涵进行了质量监测,在调查中发现,有严重跳车现象的桥涵中,有46%的桥涵是因为在施工的时候对回填部分的压实不够,以至于出现路面变形,引起跳车;有38%的桥涵是因为没有采用合适的回填材料,使回填部分和桥涵结构之间存在较大的塑性差值,进而引起跳车。具体分析如下:

1、回填部分压实不够

台背回填的压实质量关系到台背回填沉降,是引起跳车的一个重要原因。在施工中主要存在两个方面的情况:一是工况限制,大型机械难以进入,分层碾压达不到标准。桥涵台背回填在整个工程中处于填土较高、土方量集中而施工面狭窄、工期紧迫的施工段,我们进行施工时很不方便,大型机械受到作业面狭窄及回填土平面形状不规则等原因的限制,很难进入施工地点,在这种情况下,一般采用分层碾压,但是分层碾压时采用小型机械不能够满足回填部分密实度的相关要求;二是施工单位或施工人员对回天部分的施工质量问题没有深刻的认识,重视的程度不够,施工过程中有应付心理,只想尽快完工,能够通过验收就行,而验收的时候回填部分的密实度等因素又没有作为验收的硬性指标,所以就出现了虽然进行碾压了但是质量还是不合格的现象。

2、材料质量不符合要求

回填部分所用的回填材料是非常讲究的,我们应该采用具有一定粘度和刚度的材料。但是在施工过程中,有很多施工单位为了节省开支,往往就近取材,在施工地点附近随便找一些土石进行回填作业,严重影响了工程质量。为此我们应做到以下两点:一是选择合适的材料。对于回填部分,我们应该采用刚度介于路基和桥涵台墙之间且有一定粘度的二灰碎石、水泥稳定砂砾或石灰土为好。二是要尽职尽责做好工程施工的监理工作,严格控制回填材料的质量,安排专人对所用材料进行验收。

(二)、施工中的质量控制措施

1、做好桥涵台背回填施工前的准备工作

桥涵回填部分的工程质量不仅仅是回天本身引起的,如果我们施工前的准备工作做的不够充分,也会造成桥涵回填部分塌陷等现象,为此我们应该做好以下几个方面的准备工作:一是完成桥涵上部构造的安装,保证台墙砌筑砂浆或浇筑的砼必须达到规定的龄期强度,对这些问题,我们要事先进行检查;二是保证施工过程中所用小型压实机械合格、及时到位;三是检查桥涵台背回填处的地基,如果发现土质不符合工程要求的应该及时进行清理。

2、严格按照操作规程加强现场施工管理

按照规程分层碾压时填筑层厚度应控制在20cm以内,并且回填材料的含水量不能过高,因此,我们在施工的时候应该按照规程进行作业。同时,要加强施工的管理,随时检验施工质量,如果采用机械不能达到相应密实度的要求,应人工进行补充夯实,尽量做到台背回填与路基填筑同步进行,若台背回填滞后于路基,则挖成台阶或斜坡式与路基相接,台背回填应注意桥涵两端对称填筑。

三、结束语

综上所述,我们在进行二级公路桥涵台背填土的施工时,应该对桥涵台背回填进行科学合理的设计,按照有关要求严格进行施工过程的质量管理。我们可以在现有设计规范的基础上,根据具体工程的地质、承载等各方面因素,从工程设计入手,科学选择填充材料,在施工过程中严格要求工程施工人员,按规程操作机械设备,不偷工减料,进而确保桥涵台背回填的施工质量。