橋頭跳車是公路常見病害,一般認為是剛性橋台與柔性路基的差異沉降所致。但為何在橋台與路基間設置過渡段,層層精心填築、全部達標的情況下,橋頭跳車問題仍未有效解決呢?
橋頭錯台事出有因
某高速公路幹線兩端( 相距2000k m以上)的業主,分別選擇自認為滿意的若幹橋背進行試驗。使用高速液壓夯實機3檔9錘補壓後,夯點沉降量如下。
南端:大多50m m~200m m,最大值283mm。總工程師觀後認為,使用搭板也是應付一時。
北端:大多50m m~200m m,部分大於200mm。某廳長觀後認為,有必要進一步探討。
兩業主之所以進行高速液壓夯實機補壓試驗是基於以往經驗:質量合格(達標)未必合用。
其實,這種更加接近目標的探索自1995年引進衝擊壓實技術後已經開始。
既然衝擊壓路機能夠對達標路基有效補強,是否能用相似技術對橋背、填挖交界處等要求更高、施工難度更大的部位進行補強呢?近年來,包括公開文獻在內的大量數據表明,很多橋背過渡段名不副實,甚至不如普通路基。所以,橋頭錯台及搭板斷裂、脫空等病害屢有發生。
標準適度提高
J T G D30-2004《公路路基設計規範》僅對橋涵牆背的填料有所要求,其它同一般路基。而對除此之外的其它特殊部位、特殊路基均提出更高要求。考慮到重型壓路機在橋背施工不便這一因素,標準對該過渡段的實際要求低於一般路基,難以起到過渡作用。在一些設計文件中,一般規定重型壓路機不便壓實的部位使用輕型壓(夯)實機具,已事實上讓步。
J T G F10-2006《公路路基施工技術規範》的“4.2.6橋、涵及結構物的回填”中對回填壓實有如下規定“基坑回填應分層填築、分層壓實,分層厚度宜為100m m~200m m。二級及二級以上公路,采用小型夯實機具時,基坑回填的分層壓(夯)實厚度不宜大於150mm,並應壓(夯)實到設計要求的壓實度。”。重型壓路機碾壓時存在大量碾壓盲區和弱碾區,小型夯實機具用於路麵修補尚可,其壓實強度遠達不到路基的強度要求。無論壓實度多高,分層越多、層內均勻度越差,土體穩定性越低。這是因為不均勻物體(含土體)對動載更敏感。
標準是底限而不是目標,底限偏低、失當或缺失,往往導致合格(指工程或產品質量)不合用(指由市場考評的實物或商品質量)。
施工存在三方麵壓力
橋背施工難度大,很難保證施工質量。
重型壓路機不便展開,盲區、弱碾區大,半幅(分離式)橋背壓實難度更大;回填一般集中進行,基坑較深時的填築質量不便監控。施工人員大多是個體專業戶或農民承包隊,很難讓他們自覺持續地按章施工;集中回填、後期回填導致其自然沉降程度低於路基;小型夯實機具的普遍使用及過分依賴壓實度,導致台背質量明顯低於路基質量,特別是搭板搭接處附近。
分層碾壓存在固有缺陷分層碾壓的優勢地位是難以替代的,但也存在一些固有缺陷,如對動載較敏感、整體強度及穩定性差等。分層越多,其缺陷表現越為顯著,如高填方路堤。一般來說,適當拉長施工周期,延長工後自然沉降時間,這些問題會自然弱化的。如工期受限,則需要采取若幹效果接近的人工補償措施。
對振動壓實設備的理解與使用存在誤區國內普遍使用的振動壓路機采用傳統的圓振動技術。振動是往複運動,作用是弱化土體顆粒間的抗力,以增強靜力壓實效果。圓振動的運動方向呈360度連續變化,壓實過程中利弊並存。將機器重力與力的方向呈360度變化的激振力簡單疊加是不妥的。
標準要求,大量使用的汽油夯、電動夯、振動平板夯等小型夯實機具均屬高頻或超高頻、振幅微小的表層處理機械。