路桥过渡段路基填料及沉降控制探索.docVIP

PAGE PAGE 1 路桥过渡段路基填料及沉降控制探索 　　摘要：基于我国特殊的地理环境和现实因素，使我们对路桥过渡段桥头跳车的处治思路与处治费用与国外存在着很大的差别，国外提出的处治措施不一定适用于新建公路。国内很多科研机构和院校针对路桥过渡段不均匀沉降开展了大量研究，在合理设计的基础上提出了不少新方法和新工艺。本文首先分析了路桥过渡段不均匀沉降成因，然后阐述了桥头过渡段路基沉降的防治对策。 　　关键词：路桥过渡段沉降防治 　　中图分类号：U448.14文献标识码：A文章编号： 　　1路基沉降机理分析 　　1.1台背地基变形机理 　　台背地基土的沉降不是立即完成的，而是一个逐渐发展的过程。桥涵一般建于沟壑地段，此处地基路堤的填土高度会比一般填土高出一些，而原地基含水率大、孔隙大、强度低，进而产生较大应力而导致地基沉降，填土越大，地基沉降越大。土体内的水分会由于土体的压缩变形而逐渐排出，导致土颗粒相互积聚靠拢，压缩变形产生。地基土水分排出的速度决定土体变形的速度。如图1桥台台背地基示意图. 　　图1桥台台背地基示意图 　　1.2路堤变形机理 　　当路堤填土的土质不符合要求、填土压实度不达标是造成路堤变形的主要原因。在路堤施工中，通常采用普通粘土填筑路堤，土体的含水率很少达到最佳含水率，导致台背土体无法压实。在荷载和自重作用下，路基填土会逐渐沉降，产生变形。 　　1.3桥头搭板引起沉降机理 　　在汽车荷载作用时，由于桥头搭板位置的原因，在搭板边缘会产生较大竖向应力，导致变形的产生。此外，由于无法提前预测路基土与搭板的沉降量，会导致桥头搭板与路基初产生较大纵向坡。如图2所示 　　图2搭板与路堤形成纵向坡度差示愈图 　　2路桥过渡段不均匀沉降成因分析 　　引起路桥过渡段不均匀沉降的原因主要可概括为以下几个方面： 　　（1）台背填料压缩引起路基的沉降 　　压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及防护排水工程的设置等情况。为了尽量减少台背路堤本体自身的工后沉降，一般采用多孔隙的渗透性填料，但由于桥台附近地方狭窄，施压时时机具不能紧靠台背，填料颗粒间孔隙不可能完全消除；或填料质量达不到设计要求和规范标准，在公路自重及车辆的垂直与振动荷载作用下，填料会不可避免地产生压缩沉降。根据有关资料的调查研究，当土质路堤压实度为96%时，每米填土后的沉降为1cm。因此，即使桥头填料压实度满足要求，沉降差也不可避免。 　　（2）路基与桥涵结构的差异 　　桥梁是支撑在岩层上的刚性结构，整体刚度较大；与桥台结构物相连的路基相对属于柔性体，具有柔性较大刚性较小的特性。柔性材料对能量的吸收要比刚性材料的大。刚度差的存在必然引起道路与桥台结构物之间产生较大的塑性变形差异和较大的刚度突变，加重了路桥过渡段不均匀沉降。 　　(3)雨水的侵蚀和累积效应。 　　过渡段经过一段时间的外力列车荷载和填料自重作用，以及地基的不均匀沉降，可能会在桥台后填土上产生伸缩裂缝，在雨水的侵蚀作用和累积效应下，使得过渡段处路基易出现病害，强度降低，从而加剧了沉降变形。 　　(4)轨道技术状态及荷载冲击作用的因素。 　　轨上竖向综合刚度将影响荷载冲击的大小，荷载的冲击作用将加大路桥过渡段的不均匀沉降。 　　(5)对路基的设计、施工重视不足。 　　在铁路建设过程中，曾经在相当长的时期内，重桥隧轻路基的人为思想意识较为普遍，没有真正的把过渡段乃至整个路基主体工程作为土工结构物进行设计和施工，导致了路桥过渡段的设计施工成为了铁路建设过程中其中的一个薄弱环节。 　　(6)路基沉降预留时间不足。 　　在工程实施中，桥梁工程往往作为控制性工程优先施工，而路基工程一般是在桥梁结构物建成后施工，往往存在着路基工程集中填筑、抢工期现象，路桥过渡段几乎没有预留足够的沉降和趋于稳定的时间，铺轨或运营初期路桥过渡段的沉降变形问题更为明显 　　2路桥过渡段路基沉降的防治对策 　　2.1地基处治对策 　　地基处治是防治桥头过渡段地基沉降的最基本的方法,其目的是改善过渡段地基性能,提高承载力,增强地基稳定性,从而减少或消除不均匀沉降。下面将简要介绍几种地基处置方法。 　　(1)静压注浆法。静压注浆法是用气压,液压或电化学原理,将水泥浆等浆液注入各种介质的裂缝或孔隙,使其固化后改善地基的力学性能。这种方法适用于杂填土地基、软粘土地基、淤泥以及湿陷性黄土地基等,具有价格便宜、设备简单、施工方便、操作不受时间限制等优点,目前已在路桥过渡段地基处治中得到广泛的应用。静压注浆方法按其依据的理论可分为渗透注浆法、压密注浆法、劈裂注浆法和电动化学注浆法四种。如图3为注浆处理示意图 　　图3注浆处理示意图 　　(2)旋喷桩法。旋喷桩法是利用旋喷钻机,通过注浆管道将水泥浆液从高压喷嘴中高速喷射,使液流获得巨大能量切削土体,同时钻杆