浅析连云港地区软土地基上 桥头跳车及防治措施.doc

浅析连云港地区软土地基上桥头跳车及防治措施       嵇如龙                     邹允祥【连云港市交通规划设计所   连云港222003】【连云港市交通局  连云港222003】摘  要：在软土地基上修建的桥梁，桥头跳车现象比较普遍，但影响桥头跳车的因素很多，是个比较复杂的技术问题。本文结合实例初步分析桥头跳车的原因，并提出防治桥头跳车的一些措施。关键词：桥头跳车  软土地基  防治措施    众所周知，在软土地基上修建公路较普遍地出现桥头跳车现象，给行车造成很大的不适，尤其高等级公路，则大大地降低了公路的服务水平。    然而，在软土地基上桥头跳车问题比较复杂，其影响因素很多，与工程设计、技术要求、施工工艺、施工管理、工程监理等均有关系。为了便于分析问题，这里举几个比较典型的桥头跳车实例，进行初步分析，并提出一些防治桥头跳车的措施。1  工程实例    连云港地区是个软土问题较为突出的地区之一，其地表广泛地覆盖有第四系全新统(Q4)滨海相软土层，表层为0.53.0m粘性土硬壳层，下层为淤泥质粘土，淤泥质粘性土厚1.010.0m，淤泥层的天然含水量最大达81.6，天然重度最小为1.53kN/m3，天然孔隙比最大达2.222，具有压缩性大、透水性差、力学强度低等特点。我市在近十年所修建的桥梁中，大多数桥梁处在软土路段，并不同程度地出现一些桥头跳车现象。现列举几座比较典型的桥头跳车实例。    (1)位于连云港市南大门204国道上魏跳中桥桥头填土高达5.0m，1988年底建成通车，通车不到一年，桥头跳车严重，而且桥头路堤仍在逐年下沉。    (2)1989年建成的新墟一级公路上有宋跳小桥、猴嘴小桥、运盐河中桥及排淡河中桥，除猴嘴小桥处在地质较好的山脚下未出现明显的桥头跳车外，其余三座桥梁在建成几年时间里，均出现不同程度的桥头跳车现象。    (3)1990年建成的洪门大桥及南城中桥、1993年建成的新滩中桥、1994年建成的向阳桥等，在通车一段时间后均出现不同程度的桥头跳车现象。    对近几年连云港新建成桥梁桥头跳车的观察表明，在软土地基上：软土层越厚，软土越差，桥头跳车越明显；桥头路堤越高，桥头跳车越明显；桥头路堤施工工期越短，桥头跳车越明显；桥头通车后时间越长，桥头跳车越明显。    一般桥梁建成通车后，均未能对桥头跳车问题作深入细致分析研究。通常仅由养护管理部门对桥头跳车进行维修和养护，但始终不能达到原设计要求，也明显地降低了道路的使用性能和服务水平。2  桥头跳车原因分析    桥头跳车现象主要是由于桥台沉降小，桥头路堤沉降大，造成桥台与路堤之间的沉降差所引起。而软土地基上桥头跳车主要原因是软土地基沉降造成的，这与设计、施工等有直接关系。2.1  从软土地基沉降角度分析    由于软土地基沉降是一个比较复杂的技术问题，通常受许多不确定因素影响，如软土厚度及其性质、设计参数、计算方式等，其计算沉降量与实际沉降量不能相符，有时甚至出入较大。这在新墟一级公路沉降观察资料中表现非常明显，特别是填方高度超过3.5m的路堤，理论计算值小于实际观测值，导致工后沉降过大且直接引起桥头跳车现象发生。2.2  从设计角度分析    (1)设计部门对软土地基认识不够，缺乏软基处理经验或设计不妥等也是产生桥头跳车原因之一。如实例一中桥头地基处理不彻底，导致桥头工后沉降过大。    (2)在勘察设计时，由于受工程经费的限制，不得不压缩桥孔，增加桥头路堤高度，同时又减少或限制桥头软基处理范围等，这也是产生桥头跳车的原因之一。    (3)桥头软土地基处理方法的不同，会影响软土地基处理的效果，也会导致不同程度的桥头跳车现象。如实例二中桥头软基为7cm直径、间距为1.0m袋装砂井处理和轻质材料填筑路堤处理，实例一中仅为轻质材料填筑路堤处理等。2.3  从施工角度分析    (1)因施工不当或施工程序颠倒让桥头路堤滞后完成，桥头路堤自然沉降时间较少，或桥头施工一结束就通车，导致工后沉降量加大而产生桥头跳车，这种现象较普遍。    (2)通常软土地基上桥头施工是整个工期的关键工序，要及早开工，待软基处理完，在满足路堤稳定和填荷速率的情况下，须抓紧完成桥头路堤。但有时受总工期影响，在路堤沉降没有稳定、沉降速率过大的情况下，主管部门或业主就通过行政命令进行下道工序施工，尽快铺筑路面，以求早日通车，而导致桥头跳车现象。    (3)由于桥头路堤较高，而填料在桥台附近因地方狭窄不易压实或填料质量差达不到设计要求和规范标准，造成填料压缩而产生桥头跳车现象。    (4)大型桥梁通常直接承包给专业性很强的施工队伍施工，而其施工队伍往往对桥头引道施工既缺乏施工设备，又缺少施工经验，导致路堤施工质量低劣而产生桥头跳车。    (5)有的施工单位为了施工方便，把桥头当作施工场地，直接影响桥头软基处理和路堤施工。    (6)有时桥梁与桥头路堤施工单位不是一家，又缺乏协调，导致桥头附近互相扯皮，施工质量低劣，也会导致桥头跳车现象。3  减轻桥头跳车的措施    软土地基上桥头跳车的原因很多，也比较复杂，采用以下措施可减少桥头跳车。3.1  重视软土地基的沉降计算    软土地基沉降是个比较复杂的技术问题，而且一直在不断地探讨和研究中，为此设计部门要根据各地区软土性质，合理选择设计参数，并结合本地区设计、施工经验和科研成果，认真对待、精心设计，以确定合理的施工沉降量、工后沉降量。这在宁连一级公路连云港段工程中已应用，从1995年建成通车的南宋段12.5km路段来看，宋跳互通立交桥和烧香河大桥均处在软土地基上，桥头填土高达5.0m多，桥头软土处理采用直径42cm、间距为1.1m挤密砂桩砂垫层处理，堆载和超载预压，沉降稳定后施工桥台，桥头施工及预压期为1年3个月，通车近二年无明显桥头跳车现象。3.2  确定合理的工后沉降量    目前，国内外对桥头的工后沉降量虽没有统一的标准，但就高等级公路而言均已考虑。宁连一级公路连云港段桥头工后沉降量为10cm，而正常路堤工后沉降量为30cm；这与沪嘉高速公路、京津唐高速公路及沪宁高速公路等基本相同。以前我市对工后沉降量要求不明确，或虽有明确要求但无一定保证措施，而导致桥头跳车现象。所以确定合理的工后沉降量，并有一定的技术保证措施，是减轻桥头跳车的关键所在。3.3  精心设计，选择合理的软基处理方案    由于桥头工后沉降量和正常路堤工后沉降量要求不同，故不能按常规设计，而要慎重对待、精心设计，特别要根据软土的厚度及其性质、路堤的高度等来确定合理的软土处理方案。不仅要保证路堤的稳定，而且要满足工后沉降要求。如宁连一级公路南宋段宋跳互通立交主桥及烧香河大桥，桥头路堤达5.0m多高，两桥桥头软基在一定范围内均采用直径42cm、间距为1.1m挤密砂桩及砂垫层处理，分期堆载及超载预压等。待沉降达到设计要求，即在预压结束后一看是否达到设计沉降值；二看是否达到设计的沉降速率，然后才能确定卸载时间和桥台施工时间等。以上两桥桥头路堤施工预压期为一年零三个月，沉降速率控制在连续三个月中每月均小于8mm。3.4  精心施工，严格监理    选择优秀的施工队伍，确定合理的施工方案、施工工艺，严格按照设计图纸和有关施工技术规范等精心组织、精心施工，是确保工程质量和各种技术指标达到设计要求的关键。同时，实行监理制度、施工期间严格认真监理是确保工程质量和工期的重要手段。软土沉降较难控制，更应严格控制好软基处理施工质量和路堤施工质量，这样既可减少地基沉降量，又能减少路堤压缩量。因此，精心施工、严格监理是减轻桥头跳车的重要保证。3.5    加强观察，用数据说话    施工期间为了更好地掌握施工沉降量和沉降速率，通常在每个桥台附近埋设1至2块沉降板，以加强动态观测，及时掌握和分析沉降资料，以便能及时调整施工计划和施工方案，为桥台施工提供可靠的依据。同时，根据观察数据可计算分析桥头的工后沉降量，以验证设计的可靠性。3.6  确定合理工期，进行科学管理    为了减少桥头跳车，通常先处理桥台部位的软土地基，并堆载或超载预压。待沉降稳定后再施工桥台及上部结构、台后回填以及搭板等。这样，一般桥梁整个工期至少两年半时间才能全部完成。如宋跳立交桥主桥及烧香河桥的桥头施工和预压期为一年零三个月，整个工期为两年零七个月，而桥头施工却是控制整个工期的关键环节。因此，强化管理，合理地安排施工工期，严格控制各道工序质量和开、竣工时间是确保工程按质按期完成的关键，而正确的施工工序、合理的工期，又是减轻桥头跳车的重要内容。若因某种原因，某一标段或某一工序不能按期开工，但总工期又不能延误，可采用调整施工方案和施工计划或变更设计等来完成。如宁连一级公路盐河大桥、善后河大桥及宋跳互通立交桥二期工程匝道桥，因开工较晚，但总工期不变，通过论证将桥头软基方案均由原砂桩处理变更为粉体搅拌桩处理，并堆载预压。目前桥梁均按计划完成，其工程造价虽然高些，但可节省半年时间，质量也能得到保证。通车一年来，桥头无明显跳车现象。3.7  减轻桥头跳车的其它措施    (1)目前较普遍地采用桥头搭板作为过渡段，是缓和桥头跳车较理想形式。    (2)采用过渡式路面，待沉降稳定后再铺筑正式路面，也能减轻桥头跳车危害。    (3)采用较理想的伸缩缝，如宁连一级公路连云港段有4座大桥采用SSF-80毛勒伸缩缝，效果较好。    (4)采用复合式桥面，上面层采用沥青混凝土以保证桥面连续，效果很好。    (5)加强养护维修管理，以减轻桥头跳车危害。4  结束语    (1)本文所提出的一些防治措施，部分已在宁连一级公路连云港段工程设计、施工中应用，并取得了比较明显的效果。    (2)桥头软土处理方案要和公路等级、工程规模及有关技术要求等相适应，还要从技术角度、经济角度、使用角度、社会效益等方面进行综合考虑。    (3)近年来，高等级公路发展很快，不仅对道路的质量要求高，而且要有相应的服务水平。这就给公路设计、施工和监理人员提出了更高的要求。    总之，桥头跳车问题虽然很复杂，但只要设计、施工、监理人员紧密配合，并采取一系列切实可行的防治措施，就能解决或减轻桥头跳车现象。