高路堤沉降處置技術(shù)

1、12 路基沉陷路基沉陷是路基在其施工期和道路建成后經(jīng)常出現(xiàn)的一種病害。路基沉陷路基沉陷路基沉縮路基沉縮地基沉陷地基沉陷路基沉陷原因原因：筑路材料不良；施工壓實不夠；地基承載力不足。3 道路橋頭跳車問題是目前國內(nèi)公路較常見的道路病害之一。第五節(jié) 路基與橋梁等結(jié)構(gòu)物差異沉降的防治 定義：所謂橋頭跳車是指道路橋頭處出現(xiàn)了臺階（一般來說，臺階是指橋臺和路堤連接處沉降差達(dá)到了1cm以上，能使行車產(chǎn)生明顯的顛簸不適）。 由于車輛荷載的作用，一般的臺階呈現(xiàn)中間低兩邊略高的形態(tài)。4 1路基與橋臺間形成臺階 主要表現(xiàn)：局部沉降發(fā)生在臺背與過渡段結(jié)合處，即最大沉降深度D距離橋臺背很近，形成錯臺；路基整體下沉，差異

2、沉降D達(dá)到一定值時，引起橋頭跳車現(xiàn)象。原 路 面沉 降 后 路 基橋 臺梁 原 路 面路 基橋 臺梁沉 降 后 路 面病害特征病害特征5 2路面凹陷 路面凹陷也是一種常見病害，主要是由于路堤或地基的 不均勻沉降引起，外部表現(xiàn)特征是路基沉降不均勻，路面破壞嚴(yán)重、凹凸不平。此模式的主要特征是：（1）過渡段內(nèi)的路基沉降不均，路面出現(xiàn)凹陷；（2）沉降的最大值距橋臺有一定的距離。梁橋臺沉降后路基原路面6 3搭板斷裂 搭板斷裂是用搭板法處理中產(chǎn)生的一種新病害。破壞特征主要表現(xiàn)為：（1）路基發(fā)生不均沉降，搭板底部脫空，沿脫空區(qū)受力較大的方向發(fā)生斷裂；（2）枕梁部分及其以外的路基沉降較??；（3）搭板較薄，不足

3、以單獨(dú)承受上部荷載。搭板枕梁原路面路基橋臺梁7 4搭板與路堤形成縱向坡度差 搭板在防止橋頭跳車方面成功的實例很多，但也有不足之處，當(dāng)路堤沉降較大或搭板長度不夠，縱向坡差超過一定范圍時，就會在搭板與路堤銜接處產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，形成“二次跳車”。主要特征：（1）路基整體沉降過大；（2）搭板較短不足使橋臺與路基的差異沉降平穩(wěn)過渡梁橋 臺路 基原 路 面枕 梁搭 板沉 降 后 路 面8 一、橋頭跳車的危害一、橋頭跳車的危害 主要表現(xiàn)形式 在橋臺與路基的連接處，由于兩邊沉降量存在臺階，當(dāng)車輛快速越過臺階時造成車輛的突跳與顛簸。 主要危害主要危害 （1）對行車安全和舒適度的影響； （2）由跳車產(chǎn)生的沖擊力會對路面

4、、路基和橋梁結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生損壞； （3）跳車的沖擊力反過來影響車輛本身； （4）跳車產(chǎn)生的振動和噪聲的影響； （5）加大養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、降低道路使用質(zhì)量。9二、橋頭跳車的原因二、橋頭跳車的原因 1 1、剛?cè)徇^渡變形不一致、剛?cè)徇^渡變形不一致5 5、作業(yè)面不足作業(yè)面不足4 4、基底處理不當(dāng)基底處理不當(dāng)3 3、材料選擇不當(dāng)材料選擇不當(dāng)6 6、填筑方法不正確填筑方法不正確2 2、設(shè)計不合理、設(shè)計不合理7 7、管理不到位管理不到位8 8、其他原因其他原因101. 1.剛?cè)徇^渡變形不一致剛?cè)徇^渡變形不一致 圖中可以看出，橋頭引道與橋臺結(jié)合處左右側(cè)是兩側(cè)是不同性質(zhì)路面體系，左側(cè)是由橋臺上部橋面層與剛性橋臺組成的雙層

5、結(jié)構(gòu)體系，屬于剛性結(jié)構(gòu)，自身壓縮幾乎為零；右側(cè)為由路基、路面結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體系，相對左側(cè)而言屬于柔性結(jié)構(gòu)，因此在結(jié)構(gòu)剛度上便產(chǎn)生了很大差異，沉降點(diǎn)左側(cè)橋臺的沉降只隨地基的沉降而產(chǎn)生，由于橋臺結(jié)構(gòu)一般置于承載力高、變形小的持力層上，一般情況下地基沉降極??；而右側(cè)一般填高36m，成型路基在自重作用下也會有一定的壓縮變形。這樣道路頂面的沉降則由路堤身壓縮變形和地基沉降二部分組成（路面結(jié)構(gòu)的壓縮變形可忽略不計）。路基的變形量大于臺身的總沉降量時即形成了橋頭臺階。這種由于橋梁和路堤結(jié)構(gòu)物剛?cè)岵町愐鸬呐_階是不可避免的。112 2. .設(shè)計不合理設(shè)計不合理 設(shè)計中往往受造價的限制，壓縮孔徑，大河面、大溝壑

6、采用小跨徑，使橋涵構(gòu)造物尺寸偏小。這就造成橋頭路堤過長、過高，而大多處于排水不良、土質(zhì)較弱的地基上。再加上設(shè)計中對橋下地基的地質(zhì)研究的比較仔細(xì)，往往是將橋臺基礎(chǔ)置于承載能力較高的土層上。因此，沉降很小。而臺后地基的地質(zhì)情況是參考橋梁的地質(zhì)柱狀圖推斷的，往往有差異。加之碰到軟土，難以徹底處理。這種路、橋在設(shè)計上的差距是客觀存在的。123.臺背回填材料選擇不當(dāng) 因臺背填料含有水分、存在孔隙，在自重及車輛荷載作用下，孔隙逐漸壓縮，在一定期限內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形。因此，壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)、施工條件及臺前、臺背防護(hù)工程的設(shè)置情況。臺背回填示意圖臺背回填示意圖臺后填土含水量大臺后填土含水量大 134.基

7、底處理不當(dāng)臺背一般位于有河流地方，地下水位較高，多有軟土，此類土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，常含有機(jī)質(zhì)，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低，一旦受到擾動，自然結(jié)構(gòu)易受破壞，強(qiáng)度就明顯降低，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對較大，在車輛荷載特別是超載作用下，更容易引起地基沉陷，且變形穩(wěn)定歷時往往持續(xù)多年。就是在一些穩(wěn)定地基，在在車輛荷載特別是超載外荷載作用下，也難免出現(xiàn)地基沉陷。145、作業(yè)面不足 橋涵臺背處結(jié)構(gòu)形式較復(fù)雜如圖位置有耳墻，圍擋墻。另外很多單位為降低成本減小土方開挖數(shù)量，基坑開挖面積小?？拷_背50cm范圍內(nèi)不能使用壓路機(jī)碾壓等。耳墻耳墻圍擋墻圍擋墻156 6. .填筑方法不正確填筑方

8、法不正確167、施工管理不到位 當(dāng)前一些施工隊盲目追求高速度，沒有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè)，臺背填土速度過快，對地基造成擾動和破壞，沒有充分時間固結(jié)，對臺背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大，施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工。用料沒有把好質(zhì)量關(guān)，排水措施沒有做好，壓實度沒有達(dá)到要求。這些人為因素使高填土引道不穩(wěn)定，工后沉降大，且不均勻，這一點(diǎn)是造成跳車現(xiàn)象主要原因178.導(dǎo)致橋頭跳車的其他因素v 路基與橋涵的連接部位，有些設(shè)計了接縫，有些是連續(xù)鋪裝，在使用中溫縮等原因形成裂縫。這種接縫或裂縫一般豎向很深，雨水容易滲入，對路面結(jié)構(gòu)層和土基產(chǎn)生沖刷和浸，造成粒料流失并增加了結(jié)構(gòu)層與土基的含水量

9、，降低路面剛度。v 凍脹、融沉的過程也加劇了橋頭臺階的形成。18三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施v1 放寬基底和放緩施工坡度，保證足夠的作業(yè)面。v2、處理好臺背基礎(chǔ)v3、選擇合適的填筑材料。v4、加鋪土工格柵。v5、合理的施工機(jī)械組合v6、嚴(yán)格施工過程控制。v7、設(shè)置橋頭搭板。19三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施v 1.放寬基底和放緩施工坡度，保證足夠的作業(yè)面。根據(jù)經(jīng)驗及規(guī)范要求確定適當(dāng)?shù)倪吰缕碌准訉捔亢拖鄳?yīng)的施工坡度。打坡道讓壓實設(shè)備進(jìn)入基坑碾壓。臺背基礎(chǔ)沒有處理到位。20三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施2、處理好臺背基礎(chǔ)：現(xiàn)在國內(nèi)有換填法、超載預(yù)壓、塑料排水板、粉噴樁復(fù)合地基等常用方法。21三、緩解橋頭跳車

10、的技術(shù)措施v3 3、選擇合適的填筑材料、選擇合適的填筑材料。填料宜選擇級配良好的天然砂礫、碎石、透水性的砂土，填料最大粒徑不能超過5cm，塑性指數(shù)必須小于12，填料的CBR值應(yīng)大于8，不得采用泥質(zhì)頁巖，砂巖石渣和粉質(zhì)土等強(qiáng)度低，水穩(wěn)性差的填料進(jìn)行臺背回填。透水性較好的材料透水性較好的材料1 1）砂礫）砂礫2 2）石灰土（）石灰土（5 5 7%7%）22v4 4、加鋪土工格柵、加鋪土工格柵 臺背路基填土加筋的目的：臺背路基填土加筋的目的：減少路基與構(gòu)造物之間的不均減少路基與構(gòu)造物之間的不均勻沉降。勻沉降。23242526三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施v5、合理的施工機(jī)械組合 要保證臺背回填，必須要配

11、備相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，比如小型的強(qiáng)夯機(jī)和重型光輪壓路機(jī)，如果缺少了小型強(qiáng)夯機(jī)，靠近構(gòu)造物50cm范圍內(nèi)的臺背，光輪壓路機(jī)很難壓到；同時，壓路機(jī)靠構(gòu)造物太近會造成構(gòu)造物的損壞。27三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施v6、嚴(yán)格施工過程控制。合理安排好施工計劃，施工時符合規(guī)定，是有效減少橋頭跳車關(guān)鍵，應(yīng)遵循“開工早一點(diǎn)，工期長一點(diǎn)”。控制好每層填筑厚度15-20cm，碾壓遍數(shù)，并對每層填筑質(zhì)量實施檢測，特別是控制好壓實度。嚴(yán)格履行工程自檢、報驗程序嚴(yán)格履行工程自檢、報驗程序28三、緩解橋頭跳車的技術(shù)措施v7、設(shè)置橋頭搭板。用與防止橋端連接部分的沉降而采取的措施。它擱置在橋臺或懸臂梁板端

12、部和填土之間，隨著填土的沉降而能夠轉(zhuǎn)動。車輛行駛時可起到緩沖作用，即使臺背填土沉降也不至于產(chǎn)生凹凸不平。291.換填法-更換填料-采用采用EPS混凝土換填治理橋頭跳車混凝土換填治理橋頭跳車五、橋頭跳車臺階的修復(fù) 輕量土處理軟基病害，主要利用其低密度降低路堤的自重，來達(dá)到提高地基的穩(wěn)定性和減少地基沉降的目的。采取EPS 輕質(zhì)材料填筑路堤，則可以從根本上減少地基上覆荷載，從而解決地基沉降和橋頭跳車問題。 在各類輕量土中，利用EPS 材料技術(shù)是最為廣泛的一種, EPS（Expanded PolyStyrol ，簡稱EPS）即為發(fā)泡聚苯乙烯，常稱為泡沫塑料。低密度降低路堤自重EPS混凝土密度在混凝土密

13、度在1.0g/cm3-1.3g/cm3，只，只有一般有一般填填料的料的50%左右，采用左右，采用EPS混凝土混凝土換換填填原有原有填填料能大大降低路堤自重。料能大大降低路堤自重。 自身壓縮性小自身壓縮性小EPS混凝土材料由水泥混凝土材料由水泥膠結(jié)膠結(jié)材料固化而成材料固化而成，具有混凝土性，具有混凝土性質(zhì)質(zhì)，它它不同于一般不同于一般填填料，不料，不存在孔隙存在孔隙與壓實與壓實度的度的問題問題；EPS混凝土混凝土還還具具有有較較高的抗高的抗壓壓強(qiáng)度，在荷強(qiáng)度，在荷載載的作用下，只有的作用下，只有彈彈性性壓縮變壓縮變形，無自身工后沉降形，無自身工后沉降問題問題。自立性減少對橋臺的推力自立性減少對橋臺的推力剛性降低剛?cè)嵬蛔儎傂越档蛣側(cè)嵬蛔?02.注漿法治理橋頭跳車 注漿壓力和漿液濃度是保證注漿質(zhì)量的重要因素，對于不同填料和形態(tài)的路基，采用的注漿壓力也不同，注漿壓力的大小主要取決于路基的密實度、強(qiáng)度及初始應(yīng)力。注漿法成本低、速度快，對環(huán)境影響小，可以提高橋頭軟地基的承載力，水泥用量少，可以適用于無法中斷交通的橋頭跳車治理施工中，是目前處治已建成公路橋頭跳車較理想的方法之一，技術(shù)