桥梁引道（共4篇）
桥梁引道 篇1
在我国的公路网络建设中, 公路桥梁是公路交通网络的重要组成部分。随着现代交通规划与发展, 公路桥梁工程项目也正在逐渐增多。通过桥梁所具有的跨越性实现城市交通、公路交通的多层空间利用, 为缓解城市交通拥堵、跨越公路沿线河流提供基础的技术支持。在现代公路桥梁建设与使用过程中, 引道的不均匀沉降将导致行车安全受到威胁、导致行车安全性与舒适性受到影响。针对这样的情况, 在现代公路桥梁建设施工中应针对公路桥梁引导不均匀沉降带来的影响进行必要的控制措施, 以此保障公路行车的安全性与舒适性。笔者从公路桥梁引道不均匀沉降原因入手, 对公路桥梁引道不均匀沉降的方式措施等进行了论述。
1 公路桥梁引道不均匀沉降产生的原因与影响
针对我国近年来公路桥梁引道产生不均匀沉降的现象, 相关研究对其产生的原因进行了分析与研究。造成桥梁引道的主要原因是由于施工过程中受多种因素影响, 导致土体压实性未达标准要求。当地表水渗入后, 造成土体沿砂卵石等填料的空隙流出。在车辆荷载及引道自重作用下产生沉降。而沉降的产生会造成沉降裂缝, 沉降裂缝进一步加大了地表水的渗入, 进而造成沉降的加剧。公路桥梁引道不均匀沉降严重危害了引道的使用寿命与使用安全性, 同时也是的引道行车极易发生事故。公路桥梁引道的不均匀沉降还将导致引道与桥体间的连接处发生错台, 从而引起桥头跳车等危害。
2 公路桥梁引道不均匀沉降的防治
2.1 从桥梁引道设计着手预防公路桥梁引道不均匀沉降的发生
桥梁引道的设计对预防公路桥梁引道不均匀沉降有着重要的意义, 其是公路桥梁引道不均匀沉降防治的基础。在桥梁引道设计中, 应首先考虑天然地基承载力。通过对工程地质勘探报告的分析与重视, 了解引道地质中软土情况、土质情况。同时对地质土层天然含水量、孔隙率等进行了解与分析, 确定天然地基承载力。在此基础上进行桥梁引道的设计, 以此预防公路桥梁引道的不均匀沉降。
为了预防公路桥梁引道不均匀沉降, 现代公路桥梁引道设计中多采用桥头引道加固、桥头路基轻质材料使用、降低桥头填方高度等方式预防公路桥梁引道的不均匀沉降。通过桥头引道加固措施提高引道的承载力与刚性, 避免沉降的发生。而桥头路基轻质材料的选用能够减少填筑对地基的荷载、降低地基承受荷载以预防沉降的发生。另外, 降低桥头填方高度、改变引道角度使地基承受荷载在引道角度的变化下尽可能降低也是有效预防公路桥梁引道不均匀沉降的重要方式。通过科学的引道设计预防公路桥梁引道不均匀沉降的发生。
2.2 以科学的施工管理预防公路桥梁引道不均匀沉降的发生
除注重科学的设计外, 施工管理工作也对公路桥梁引道的不均匀沉降预防有着重要的意义。随着我国公路工程建设项目的不断增加, 我国对工程建设施工管理的监督力度也越来越高。这一现状为我国施工企业提高管理水平与技术水平带来了新的契机。公路工程施工企业应借助规范日益严格的机遇, 提高自身的技术力量与管理水平, 以此促进企业综合市场竞争力的提高。公路工程施工企业应根据现代施工管理理论指导构建完善的施工管理体系。注重施工过程的工序控制与现场管理。通过管理工作的科学化实现公路桥梁引道施工质量的提高, 预防引道不均匀沉降的发生。
2.3 公路桥梁引道施工中的管理要点分析
在进行公路桥梁引道施工中, 应注重工序安排对引导施工的影响。在进行公路桥梁引道施工中, 综合考虑各工序间的关系。以施工组织实施中对桥台施工的优先考虑, 实现引道的及早填筑, 提高原有地基的预压效果, 促进引道基础的稳定。同时及早填筑还有助于对引道基础的观测, 便于在工程施工中及时进行沉降的补救。通过周密的工序安排以及针对性的优先考虑预防公路桥梁引道不均匀沉降的发生。
另外, 施工企业还要通过对引道基础沉降的观测与分析及时进行处理, 预防引道不均匀沉降的产生。在引道路基填筑过程中, 施工企业应设置沉降标识。通过每天专人观测与数据记录对路基填筑情况进行分析。通过与地质资料的对比以及观测记录的综合分析为施工过程中路基施工管理提供基础参考资料, 同时也为监理工程师提供详实的数据。
3 公路桥梁引道施工控制重点——桥梁引道不均匀沉降预防的关键
3.1 强化公路桥梁引道路基填筑材料控制
填筑材料的管理对预防桥梁引道不均匀沉降有着重要的意义。在现代公路桥梁引道施工中, 施工企业必须加强对填筑材料的控制与管理, 保障桥梁引导路基填筑基础与施工质量, 预防沉降的发生。施工企业应根据工程设计要求进行填筑材料的招标采购, 选择具有优秀资质的供应商进行供货, 以此保障填筑材料的质量。为了确保进场使用填筑材料满足设计要求, 施工企业还应在材料进场过程中进行严格的检验与检查, 保障进场材料的质量。另外, 针对引道路基填筑中腐殖土等对填筑的影响。公路施工企业还应加强填筑材料的存放管理, 避免存放过程中垃圾、杂质的混入对填筑质量的影响。通过严格的材料控制为保障引道路基施工质量奠定基础, 预防公路桥梁引道沉降的发生。
3.2 加强公路桥梁引道路基填筑过程控制
公路桥梁引道路基的填筑质量是防止引道不均匀沉降产生的重要因素。为了减少路基沉降, 在路基填筑施工中必须加强填筑过程的控制与管理。由于构造物沉降量与路基沉降量的差异, 对造成错台等问题的发生。因此在路基填筑中应严格进行控制与管理, 按照高标准要求进行分层填筑与压实。通过分层压实以及压实过程的控制减少路基压缩变形造成的沉降。按照回填要求, 施工过程中应严格控制回填材料的最大干密度与最佳含水量等参数, 以此保障压实工序的压实度。在回填压实过程中, 应首先对回填材料进行摊铺整平。根据试验段的压实变数与松铺厚度、最佳含水量等要求进行引道路基的回填摊铺与压实。在分层碾压过程中, 现场技术人员还应对碾压设备的操作进行监控。严格按照操作手册与碾压必须条件要求进行碾压。直线行走、严禁急停急起、两遍碾压过程中需重叠碾压等。通过对碾压过程相关控制要点的控制保障碾压质量, 确保回填材料碾压能够满足设计要求。在碾压工序施工后还应对压实度进行检验, 确保压实度达到要求后方可进行下道工序的施工。
3.3 公路桥梁引道地基加固处理
引道地基的加固处理对预防公路桥梁引道不均匀沉降有着重要的意义。在公路桥梁引导施工中, 针对地质条件的不同对需要加固处理的地方应严格控制。通过排水系统、地表水影响预防、石灰碎石桩加固、压密注浆加固等方式提高引道地基的稳定性, 预防不均匀沉降的发生。
首先为了避免施工过程以及工程建成后地表水下渗对基础的影响。工程施工企业应在引道施工前对引道排水管、排水沟等进行完善。防止地表水下渗对地基的影响。为了避免施工过程中降水对压实等工序的影响, 施工单位还应选择气候适宜的时间段进行施工。同时准备防御措施等, 避免降水对路基、地基的影响。在排水系统完善后, 还应按照现场地址情况与周边环境情况选择适宜的加固方式进行地基加固。根据现场特点可以选择石灰碎石桩的加固方式进行加固。以石灰碎石桩处理上层滞水, 减少膨胀土收缩造成的不均匀沉降。如条件允许还应对砂卵石松散层及粘土层进行压密注浆处理。以此减少砂卵石孔隙、降低透水率, 以此提高路基基础的承载能力。
石灰碎石桩的施工中应按照现场情况选择桩间距。一般多为1.20、1.40、1.60m三种。桩长到L型挡土墙底板, 桩径应大于350mm。按照侧方桩位、成孔至加固深度、分层填料、冲击锤分层夯实的工序进行施工。成桩材料应以生石灰为主, 采用粒径20~80mm的碎石作为辅助材料。控制生石灰与碎石比例以满足加固要求。一般碎石比例应控制30%左右。按照加固要求进行调整。利用生石灰吸水膨胀后产生的强度提高地基承载力。
针对路基路床回填砂卵石层孔隙大、结构松散造成的承载力的问题。施工过程中还应通过压密注浆加固的方式提高路基承载力。将水泥浆也渗透到地层孔隙的方式使水泥浆也与砂卵石、砾石等凝固在一起, 起到防渗透与加固的作用与目的。而且压浆钢管还能够在周围形成微型加固桩, 并与路基、地基土体形成符合地基, 加固了地基的承载力与密实度, 有效预防了公路桥梁引道不均匀沉降的产生。严密注浆加固应根据现场实际情况以及石灰碎石桩的桩距选择压浆点间距。一般多为1.20m左右。处理深度应至嵌入弱透水层0.5m。按照布点、钻机钻孔、下注浆管、压浆的供需方式进行施工。根据需要压浆的情况进行浆液水灰比的调整。由于引道沉降最大部位多发生在靠近挡土墙的地段。因此挡土墙周边压浆水灰比应适当提高为浓浆, 以此改善处理效果。
通过对引道地基与路基的加固处理能够有效地提高引道承载力与稳定性, 降低引道不均匀沉降的发生。
4 公路桥梁引道不均匀沉降的治理
对于施工中及时发现的不均匀沉降可以采用上述石灰碎石桩及压密注浆方式进行处理。另外也可采用排水板加固等方式进行路基的加固, 以此避免建成后不均匀沉降的加剧。对于公路桥梁引道使用过程中所出现的不均匀沉降应根据现场实际情况选用相适应的方式进行处理。例如:可以采用石灰碎石桩加固、压密注浆加固相结合后路面重新修补的方式治理公路桥梁引道的不均匀沉降。也可根据沉降地段的实际情况选择大开挖重新换填、旋喷桩加固等多种方式进行处理。这需要治理单位根据沉降成因、地质情况以及路段通车流量、承载需求等进行综合分析后进行治理方式的选择。
针对我国汽车保有量不断增大、公路需求日益提高的现状。在进行公路桥梁引道不均匀沉降治理中, 应优先选择工程时间段、路基加固处理效果好的成桩治理方式。以此缩短引道治理工期, 减少公路桥梁引道不均匀沉降治理对行车的影响。如公路桥梁不均匀沉降问题较为严重的、路基受损情况较大的才选择大开挖重新换填的方式进行治理。在换填中还应注重自然沉降时间控制、回填质量控制。同时注重对不均匀沉降产生路段自然路基情况的勘探, 在换填中选择桩基加固等方式进行路基的加固, 预防不均匀沉降的产生。通过对公路桥梁引道不均匀沉降的治理, 提高行车舒适性与安全性。
5 结论
综上所述, 公路桥梁引道不均匀沉降是现代公路桥梁引道施工中常见的问题之一。施工单位的管理水平的提高是预防公路桥梁引导不均匀沉降的重要因素。由于施工单位赶工期等极易造成自然沉降时间段、压实度控制不严等问题的发生, 最终导致公路桥梁引导不均匀沉降的发生。而且, 施工单位对地质情况分析不严密、相应预防措施不当等也是造成公路桥梁引道不均与沉降的重要因素。针对这样的情况, 现代公路桥梁引道施工中, 施工企业必须从提高自身的认识入手, 完善企业施工质量控制体系。通过对施工过程中影响公路桥梁引导沉降的因素控制预防公路桥梁引道不均匀沉降的发生, 提高公路桥梁引道的使用寿命。为我国公路交通系统的完善、公路行车的安全与舒适奠定基础, 为企业赢得良好市场口碑、提高市场综合竞争力奠定基础。
摘要：在我国公路桥梁工程使用的过程中, 受桥梁引道不均匀沉降造成的安全隐患以及事故时有发生。针对我国汽车保有量及荷载量不断增加的今天, 桥梁引道所承受的承载力也不断增加。这也造成了桥梁引道持续受力与间断受力情况发生了改变。如何在新建公路桥梁引道施工中进行不均匀沉降的防治成为了现代公路桥梁建设单位面临的首要问题。本文就公路桥梁引道不均匀沉降的防治进行了简要论述。
关键词：公路,桥梁引道,不均匀沉降,防治
参考文献
[1]周宇阳.桥梁引导不均匀沉降的原因分析[J].桥涵资讯, 2009, 10.
[2]黄影利.公路桥梁引道施工质量控制与管理[J].桥涵施工与管理, 2009, 11.
[3]王凤翔.强化公路桥梁引道施工管理——预防不均匀沉降的重要方式[J].建工信息, 2009, 11.
[4]朱亮.桥梁引道不均匀沉降病害的治理[J].土木工程师, 2009, 10.
[5]陈浩民.桥梁引道治理技术探讨[J].路桥施工, 2009, 12.
[6]季明.石灰碎石桩在桥梁引道不均匀沉降治理中的应用[J].混凝土工程, 2009, 12.
桥梁引道 篇2
本文结合资料调研、室内试验及实体工程, 详细介绍桥梁引道差异沉降的类型及原因, 研究EPS轻质材料性质, 介绍EPS轻质路堤的施工工艺, 为以后的施工及设计提供参考依据。
1 桥梁引道沉降病害分析
1.1 病害类型
由于桥梁引道不均匀沉降引起的桥头跳车已经成为世界性的难题。而桥梁引道的不均匀沉降主要可以分为横向与纵向两种类型[3]。
1.1.1 横向不均匀沉降
桥梁引道的横向不均匀沉降与常规路堤一样, 均表现为盆式沉降, 如图1所示。大量现场调研及资料表明, 多车道整体式路堤沉降最大的位置通常位于中车道上, 而超车道与硬路肩的沉降量均较小, 横断面为中凹的曲面。这主要是由于重车道交通量大, 车速慢, 车辆荷载作用时间长, 导致该处下方的路基土出现较大的竖向变形;而路面的破坏使得路面水下渗, 加剧沉降发展。
1.1.2 纵向不均匀沉降
桥梁引道纵向的不均匀沉降会严重威胁行车安全, 而根据桥台构筑物台后刚性搭板设置情况可以分为两类。
(1) 错台
桥台台后未设置刚性搭板时, 引道的纵向不均匀沉降也表现为盆式沉降, 而在刚性桥台处则表现为断裂式, 称为“错台”, 如图2所示。这主要是由于越靠近桥台处, 路基土压实度越低, 工后固结沉降越大;但靠近桥台处刚性桥台承受部分车辆荷载, 沉降量变小, 因此为盆式沉降。
(2) 马鞍形沉降
桥台台背设置刚性搭板的引道纵向差异沉降通常表现为马鞍形, 此类沉降纵向最大的沉降点为马鞍底部, 即图3中的B点, 资料调研表明鞍底通常位于距离台背20~60m的范围内, 其受气候、回填路基材料、车辆荷载等因素影响;纵向沉降由B点向两侧逐渐降低, 至纵向无差异沉降处称为转折点, 即为图3中的A点。
1.2 成因分析
引起桥梁引道不均匀沉降的因素是多方面的, 主要包括地质水文条件、路堤设计与路基回填材料、碾压工艺、成形时间以及其他自然因素。而从桥梁引道的结构及沉降组成来看主要是由于路基地基、填土路基和路面结构沉降引起[4]。
(1) 路基地基沉降
此类沉降又可分为稳定地基与软土地基沉降。稳定地基主要是因为路堤填土过高, 在路基与路面自重及重载交通作用下, 土体结构发生变化, 土颗粒承受压缩作用向路基两侧及底部移动所致;而软土地基主要是由于软土自身高含水量、高孔隙水、高压缩性、低强度及不均匀等特性, 在上部荷载作用下产生的压缩变形与固结沉降。
(2) 填土路基沉降
此类沉降主要分为桥台背填土沉降与高填土路堤沉降两种。均是由于填土路基在上部自重及车辆荷载长期作用下, 路基被进一步压实。而由于引道路基土在纵向及横向均存在不同的压实度, 尤其是台背的压实度明显低于规范值, 因此引发差异沉降。
(3) 路面结构沉降
路面结构层厚度通常都在60cm以上, 基层与垫层施工时由于台身的影响, 导致其压实度出现差异, 且局部位置低于规范值, 在车辆长期荷载作用下导致不均匀沉降
通过上述分析可知, 桥梁引道的不均匀沉降很大部分原因是由于路基回填土自重太大, 压实度不够所导致。因此采用EPS轻质混凝土等轻质路基地基回填料能够有效降低差异沉降。
2 EPS轻质填料特性
EPS泡沫塑料是一种轻型高分子聚合物, 具有密度小、稳定性好的特点, 同时具有良好的抗压强度与模量特性[5]。
2.1 物理特性
(1) 密度
根据不同的施工环境及限制条件, 可生产密度不同的EPS泡沫塑料, 从而满足岩土工程性质的需求。EPS泡沫塑料的密度在10~40 kg/m3之间, 仅为普通水泥混凝土的1/20~1/5, 因此能够有效降低路基回填土的自重。
(2) 耐久性
EPS泡沫塑料在水中不会发生溶解, 且此种材料本质上是一种憎水性材料, 能够防止空隙内壁吸水, 研究表明进入空隙内的气体和液体不会对材料的力学性能产生影响。由于EPS遇到煤油等液体时会发生降解, 因此需要在其顶面铺设土工布薄膜, 防止路面废旧机油的腐蚀。
2.2 力学性质
(1) 无侧限抗压强度
利用标准固结仪成型直径为50mm、高20mm的圆柱体试件进行无侧限抗压强度试验。依次选择五钟不同密度的EPS材料进行研究。试验结果见表1。
从图4中可以看出, EPS泡沫塑料的无侧限抗压强度随着应变的增大而不断增强。其破坏过程主要分为三个阶段:线弹性阶段、弹塑性过渡阶段 (即屈服阶段) 和塑性破坏阶段。线弹性阶段泡沫塑料内部空隙逐渐均匀密闭, 应力-应变曲线为直线;屈服阶段EPS结构逐渐被破坏, 应力-应变曲线注浆变为曲线, 且应力稳步增大;塑性破坏阶段EPS结构完全破坏。从图中还可以看出, 随着密度的增大, EPS的屈服强度不断增大, 除了9.81kg/m3的EPS材料屈服强度较低外, 其余试件均超过30k Pa;屈服点通常出现在5%~10%的应变处。
(2) 蠕变性能
由于EPS泡沫塑料是一种热塑性材料, 初期具有较大的粘性性质, 且结构内部空隙较大, 因此设计时需要考虑应变随时间的变化规律, 即蠕变性质。研究表明EPS的蠕变主要发生在加载初期, 加载1d所产生的变形量为总变形量的一半以上, 随着加载时间的增长, 蠕变速率不断降低;尤其是当作用荷载超过屈服强度的两倍时, EPS所产生的的蠕变量非常小。因此在进行设计时可不考虑材料的压缩蠕变性能。
综上所述, EPS具有小密度、低吸水率、高耐久、蠕变变形小及一定强度的特点, 可用于桥梁引道的修筑, 达到减小路基土自重, 降低差异沉降的目的。
3 实体工程研究
结合某二级公路大桥桥梁引道路堤处理方案, 进行EPS轻质填料回填路堤的施工工艺介绍, 为后期的工程设计提供参考依据。
3.1 工程概况
该二级公路为双向两车道, 设计车速为60km/h, 路基宽10m, 桥梁两岸均为软土地基, 引道路堤平均填土高度为8m。本拟采用挖方石渣进行路基后天处理, 但是由于石渣的回填压实度较难控制, 而且软土路基需进行搅拌桩的加固处理, 工程量较大, 工期较长。因此综合考虑实际情况及EPS工程特点, 采用EPS轻质填料进行桥梁引道路堤回填处理。
3.2 设计方案
根据桥梁两岸软土地基的宽度, 在两岸依次设置40m和30m的EPS轻质填料路堤。EPS轻质填料的密度为23.06kg/m3, EPS塑料填料的尺寸为300cm×127cm×63cm, EPS的抗压屈服强度不能够低于80k Pa。EPS路堤厚度由桥台处的4层向路基逐渐过渡为1层, 每层厚度为63cm, 总计需要EPS轻质填料3648m3。在进行EPS路堤铺筑时若需切割块状材料, 必须使用电热丝进行切割, 保证表面的平整性。采用错缝的形式进行EPS路堤的铺筑, 其中块体间的缝隙与平整度必须控制在20mm和10mm的范围之内;当块体间存在较大的间隙、高差及缝隙时应该用水泥砂浆进行调平。桥梁引道各结构层示意图如图5所示。
3.3 施工方案
3.3.1 施工工艺
EPS路堤施工主要包括平场、垫层施工、EPS铺筑及路面结构层的铺筑几个部分, 具体施工工艺流程图如图6所示。
3.3.2 质量控制要点
进行EPS路堤施工时必须从材料质量要求、施工工艺等方面严格控制施工质量。
(1) 对原材料进行抽样检测, EPS块体的密度和抗压强度必须满足设计要求, 块体的长、宽、高与设计值不能超过0.5%的误差;每进行1000m3路堤施工时至少抽取一块EPS块体进行检测。对于不满足施工质量要求的EPS块体需进行退货处理。
(2) 必须保证调平层的平整度及标高满足设计要求。
(3) 铺设土工布与砂垫层时, 土工布宽度不能低于2m, 砂砾含泥量不能超过5%。
(4) 每块底层EPS必须通过3根3号直径10mm圆钢制成的L型销钉与地基进行固定。EPS块体之间的间隙在直线段不能超过2cm, 曲线上则不能超过5cm, 且间隙必须用水泥砂浆填筑挤密及调平。进行多层EPS块体铺筑时必须进行错位铺筑。
(5) 严格控制钢筋混凝土板的水灰比、碎石掺量的施工参数, 同时必须保证其7d和28d强度满足设计要求。
(6) 保证堆载的高度和时间, 充分消除EPS块体的塑性变形。
3.4 效果评价
沿纵向以10m为间距对EPS桥梁引道的路表顶面沉降量进行检测, 同时测试EPS的塑性变形量、EPS复合路基的回弹模量, 并与普通路堤进行对比, 评价该方案的效果, 检测结果见表2。
从表2可以看出, 路表顶面沉降量随着距桥台距离的增大而增大, 但EPS路堤的路面结构及地基土的固结沉降远远低于普通路基, EPS路堤差异沉降为8.2cm, 仅为普通路基79.9cm的1/10左右, 复合路基的回弹模量也远高于普通土路基, 完全满足规范要求。
通车一年后检测桥台台背压力、地基沉降及锥坡表面状况都没有出现异常情况。这主要是由于EPS块体材料密度小, 对台背的压力较小, 能够提高地基及路基的稳定性。
4 结语
桥梁引道的沉降主要由地基、填土路基及路面结构层沉降三部分构造, 而根据差异沉降的分布状况可分为纵向和横向差异沉降。差异沉降主要是由于引道路基填土高度、压实度在纵向存在较大差异, 横向又存在车辆荷载分布差异所致。EPS轻质填料具有密度小、耐久性强、稳定性好的特点, 且抗压强度随密度的增大而增大。实体工程中采用密度约20kg/m3的EPS块体材料填筑路基, 能够有效减小路基自重、路基土对桥台台背土压力、提高路基稳定性、提高路基强度及回弹模量, 达到减小桥梁引道路基总沉降及差异沉降的目的。
摘要：桥梁引道的沉降主要由地基沉降、填土路基沉降及路面结构层沉降三部分构造, 根据分布状况可分为纵向和横向差异沉降。EPS轻质填料具有密度小、耐久性强、稳定性好的特点, 适用于填筑桥梁引道路堤。实体工程中采用密度约20kg/m3的EPS块体材料填筑路基, 能够有效提高路基稳定性和减小差异沉降。
关键词：路基,桥梁引道,EPS轻质填料,差异沉降
参考文献
[1]赵文忠.解决高速公路桥头跳车的理论与实践探讨[J].山西交通科技, 2004 (S1) .
[2]庄军民, 陈亮.公路桥梁引道出现不均匀沉降病害的探讨[J].黑龙江交通科技, 2014 (11) :99.
[3]蓝启愈.公路桥头引道不均匀沉陷的成因研究[J].中南公路工程, 2003 (01) :88-90.
[4]郭长路.路桥过渡段路基沉降分析与处治措施研究[D].西安:长安大学, 2008.
封闭引道沉降缝渗水处理 篇3
1 工程概况
1)基本情况。
205国道新沂改线段在北沟镇闻马村与陇海铁路交叉,新建5 m+11.7 m+11.7 m+5 m公路下穿铁路框架桥1座。桥址区地层分布自上而下依次为粉质粘土、全风化砂岩、强风化砂岩,地下水的类型为第四系壤中潜水及基岩裂隙水,地下水埋深0.6 m～1.5 m,水位变化幅度约1.0 m,主要受大气降水的补给,水位随季节变化而变化。根据地质情况,采用宽24.9 mU形框架封闭引道封闭行车道地下水,封闭引道总长437.8 m,节长10 m～15 m,共30节,节间设3 cm宽沉降缝。引道范围内雨水及辅道路面下地下水通过泵站机械抽排入徐州方向侧沟,然后汇入原排水系统。封闭引道横断面布置如图1所示。封闭引道节间沉降缝处设置内贴式氯丁橡胶平板止水带及中埋式氯丁橡胶止水带各一道,止水带沿U形框架四周埋设。沉降缝止水带构造如图2所示。
2)渗水问题。
工程施工完成时各项质量良好,未有渗水现象。道路运营1年后,框架桥两侧共5道沉降缝在徐州方向一侧半幅路面范围内出现渗水现象,渗水点沿沉降缝不连续分布,个别点渗水量较大(见图3)。
2 原因分析
1)地下水位高,渗水处封闭引道挖深最大,止水带承受较大的水压力。2)泵站出水口在渗水侧侧沟,排水增加了地下水位,增大了水压力。3)止水带施工时需要采用螺栓固定,且浇灌混凝土时需固定止水带位置,若施工质量控制不好,易出现渗水点。4)引道底板为强风化砂岩,渗透系数大,透水性强,一旦出现渗水点,会形成涌水,加剧渗水现象。所以,沉降缝出现渗水现象不是单一因素造成的,而是多种因素共同作用的结果。
3 解决方案
3.1 设计原则
通常,此类渗水的处理方式有堵、排两种,堵漏为常用方式。堵主要是化学注浆法,将聚氨酯发泡剂等防水堵漏剂压入沉降缝,依靠堵漏剂膨胀变形后填满缝隙实现堵水;排主要是埋设纵横向引流管道及沟槽,将渗水导流、汇集后集中排出。结合本工程情况,考虑修复后可能出现的再次渗漏,采用堵、排结合的方法。
3.2 实施方案
1)施工方案。
根据确定的堵、排结合的方法,即在内贴式氯丁橡胶平板止水带及中埋式氯丁橡胶止水带两层止水带之间采用堵漏剂封堵,根据实际情况,重新施作内贴式氯丁橡胶平板止水带,然后在内贴式氯丁橡胶平板止水带上面埋设导流管,将可能出现的未封堵住的少量渗水引流导出。细化材料的选用及施工组织,制订出详细的施工方案。施工方案见图4,施工组织平面布置见图5。
2)施工工艺流程。
确定施工方案→报主管部门审批→施工现场安全防护→凿除混凝土及沥青路面→拆开平板止水带(U形框架上层)检查(如有随时修补)→在U形框架上下层止水带间沉降缝内注入聚氨酯发泡剂→恢复平板止水带(U形框架上层)并浇筑混凝土保护层→铺设碎石和排水管→铺设塑料薄膜、钢筋网片、浇筑→铺设排水总管、恢复混凝土路面→养护混凝土路面→拆除施工现场防护设施、开通道路。
3)施工方法。
第一步:委托交通局配合半幅道路封锁及各种交通标识的设置,提供施工所需电源。在行车道南北两侧均用钢管脚手架搭设彩钢瓦围栏,对施工现场进行封闭,悬挂警示标牌及夜间警示灯等;第二步:沿2号框架行车道外侧(南北方向)用风镐凿出混凝土矩形凹槽,将沉降缝中的部分渗水导入既有排水沟;第三步:凿除渗水处沥青及混凝土路面。先用墨斗弹出需破除的混凝土路面的轮廓线,再用切割机沿着轮廓线进行切割,最后将轮廓线内的混凝土用风镐凿除掉,凿除深度为沥青路面至U形框架底板氯丁橡胶平板止水带顶;第四步:拆装止水带。拆下平板止水带,检查遇水膨胀止水条及止水带有无破损,螺栓、螺母是否松动等,如有,及时修复。然后在距U形框架底板顶上方180 mm深度的沉降缝内浇筑聚氨酯发泡剂,最后加装遇水膨胀止水条、平板止水带、铝板、镀锌扁铁压板及螺母;第五步:设置热沥青木丝板,浇筑平板止水带顶混凝土保护层。热沥青木丝板厚度为30 mm,沿U形框架沉降缝放置,底部放在铝板上,顶部与混凝土保护层顶标高均同沥青底板顶平齐;第六步:安装横向(东西方向)不锈钢排水钢管,铺设碎石滤水层。沿着沉降缝正上方轴线保护层上放置ϕ50 mm不锈钢排水管一根或多根,其外侧用电钻钻ϕ6 mm间距20 mm梅花状布置的渗水收集孔,然后在不锈钢排水管四周铺设粒径为5 mm～10 mm的碎石。碎石沿沉降缝方向铺设,碎石顶距既有沥青路面为200 mm;第七步:设置钢筋网片,浇筑碎石滤水层顶混凝土。在碎石滤水层上部及南北两侧凿出的混凝土立面上铺设一层厚度为0.2 mm的塑料薄膜,然后在塑料薄膜上(沉降缝正上方)顺沉降缝方向放置热沥青木丝板(露出沥青路面约200 mm,方便拔出)加固后,在塑料薄膜上方浇筑C40微膨胀混凝土(钢筋网片规格为为ϕ10 mm@150 mm,距沥青路面净保护层为25 mm)至沥青路面。待混凝土终凝后拔出热沥青木丝板,在沉降缝内浇筑聚氨酯发泡剂,上部在路面以下30 mm范围内填聚氯乙烯胶泥;第八步:设置纵向(南北方向)排水总收集管及检查井。在第二步工序完成的混凝土沟槽中铺设直径为75 mm的UPVC排水管,管顶再用C40混凝土浇筑至原路面标高。排水管与沉降缝交叉处设矩形检查井,井底标高同U形框架底板顶标高,检查井上方设铸铁雨水篦子,其他部分每隔8 m左右设一处;第九步:养护混凝土路面。沉降缝及排水总收集管上方浇筑完混凝土后立即进行养护,养护时间不少于7 d;第十步:拆除施工现场防护设施、开通道路。
4)施工防护。
为了保证施工期间作业人员及设备的安全,现场设防护员,分两班轮流值班,负责施工期间所有人员、机具的防护。施工前进行专门技术交底,明确施工流程及施工要求,对可能出现的问题制订预案,确保施工质量。
3.3 效果及改进
按照制订的施工方案实施后,经过一段时间运营,所有处理过的沉降缝均不渗水,埋设的导流管基本无水。采用堵、排结合的方法有效的解决了沉降缝渗水问题,效果良好。
分析整个过程,后期处理此类渗水问题对道路运营影响较大,施工难度大,因此,工程前期从设计角度应给予重视,采取更为可靠的方式。针对地下水位高、渗透性强的特点,可在沉降缝两侧各1 m范围内设置厚度0.5 m透水性差的粘土层,起隔水作用;针对止水带加强方面,可在沉降缝处U形框架外侧粘贴2道高聚物改性沥青防水卷材;合理布置泵站出水路径,使水流快速流走,避免增加对止水带的不利影响。
4结语
在地下水丰富的地区,下穿铁路框架桥常采用U形框架封闭引道封闭地下水,节间沉降缝处设置一道或多道橡胶止水带。受环境、设计、施工等多种因素影响,沉降缝处止水带作为一个薄弱点,经常出现渗水现象。结合本工程实例,采用堵、排相结合的方法,有效的处理了沉降缝止水带渗水问题,并从设计角度对减少此类渗水现象提出了改进意见。采用本方法处理封闭引道沉降缝渗水问题,对于其他类似工程具有参考价值。
摘要：结合具体工程实例,对封闭引道沉降缝出现渗水情况进行了分析,提出了堵、排相结合的处理方法,有效的解决了沉降缝止水带渗水的问题,达到了良好的使用效果,为类似工程问题提供了参考。
关键词：封闭引道,止水带,渗水,处理
参考文献
[1]GB50108-2008,地下工程防水技术规范[S].
[2]铁建设[2010]241号,铁路混凝土结构施工技术指南[S].
[3]GB50208-2002,地下防水工程质量验收规范[S].
立交桥下穿引道排水系统研究 篇4
随着我国经济发展的步伐加快, 铁路、公路运输能力不断提高, 路网建设要求形成规模, 现有的平交道口己很不适应经济发展的需要, 在我国铁路运输大提速的工程中, 铁路与公路有许多的平交道口, 从安全运输、提高效率的要求出发, 铁路部门需要以立体交叉形式来满足, 下穿桥以其更为经济的造价、同样实用的功能服务于社会, 所以在我国大多数城市中被广泛采用。据统计, 下穿桥约占我国己建城市立交桥总数的75%以上。但是, 这些已建的下穿桥有80%的存在不同程度的问题, 如路基沉陷、冲刷、坍塌、翻浆。水是造成或加速下穿道路以及其他道路破坏的主要自然因素, 在公路排水方面, 尽管我国已经取得了很多成果, 但是, 近年来, 由于水毁造成的公路损坏问题尤为突出, 全国每年公路水毁的直接经济损失达数十亿元。特别是黄河冲 (淤) 积地区, 水的危害更大, 往往2到3年后下穿道路的部分路段就要重建。立交排水愈来愈受到有关工程技术人员的重视。
路基排水系统应集拦截、汇集、拦蓄、输送、排放地表水或地下水的排水设施和构造物于一体, 将可能危害路基稳定的地面水和地下水通过适当的排水设施, 迅速排出至路基范围以外, 将路基工作区内的土基含水量降低到规定的范围内, 确保路基强度、边坡稳定及行车安全。对下穿桥的排水, 除了设置完善的排水系统设施外, 还需从路面的材料选择和材料组织设计以及路面结构等方面研究排水问题, 总结出一套下穿道路设计的准则和方法, 为施工单位修建下穿桥的道路时, 在如何防止雨水及地下水对道路的破坏方面提供理论依据与技术指导, 以改善行车环境, 延长道路使用寿命, 从而节约建设资金。
2 进水口的不同设计的介绍
2.1 开口式进水口
开口式进水口又称缘石开洞进水口, 即在缘石或拦水带竖面上开口, 让边沟内水流侧向流入, 是下穿道路和其他公路路面排水广泛采用的形式之一, 其优点是结构简单, 不妨碍交通。由于是侧面拦截水流, 开口式排水沟中的水流方向总是与入口处平面的法向垂直, 所以排水效果较差。
2.2 格栅式进水口
格栅式进水口又叫雨蓖子入水口, 通常是在下穿公路上开口, 以格栅覆盖, 使边沟内水流向下流入, 由于这种开口方式能直接拦截水流, 截流效果较好, 但是易遭泥沙、垃圾堵塞, 失去截流作用。这类进水口分纵格型和横格型, 纵格型开孔方向与下穿公路的路面水流方向一致, 所以, 模拟试验证明同样的尺度和开孔率, 纵格型比横格型的截流效果要好, 水流速度较大时, 两者差别尤其明显。只有在纵坡平缓时两者截流效果才基本相同。
2.3 组合式进水口
组合式进水口是由开口式和格栅式组合成的进水口。下穿道路使用这种组合式入水口能有效的排出路面积水, 在格栅式被堵塞时, 侧面开口式入水口仍能起截流作用, 防止入水口堵塞造成路面严重积水。
3 地下排水系统的结构形式
普通道路的地下排水系统通常有暗沟、渗井和渗沟。下穿道路属于挖方路段, 所以传统的暗沟无法将地下水排出路界;渗井的作用是将路面水通过渗井渗入地下排出, 而下穿道路的地下排水系统的主要作用是降低地下水位, 因而下穿道路的地下排水系统不采用渗井, 而是采用渗沟来降低地下水位。
下穿桥的地下排水系统主要是由引道下相互连通的纵向和横向盲沟管组成。地道箱体两侧的盲沟系统经连通管穿过箱体后串通, 一并进入地道泵站。盲沟系统通常呈“井”字型布置, 根据渗流半径确定盲沟管的铺设间距。渗沟系统设计的优良与否, 直接决定着下穿桥的使用寿命。
按构造的不同, 渗沟大致有三种形式, 如下图所示。I式为填石渗沟, 也称盲沟;II式下部设排水管;III式下部设石砌排水空洞, 三种形式均由排水层 (石缝或管、洞) 、反滤层和封闭层所组成。
Ⅰ式填石渗沟Ⅱ式管式渗沟Ⅲ式洞式渗沟
4 渗井的水力学模型
4.1 普通完全井
设潜水含水层的厚度为H, 井内外初始水面原为地下水的天然水面, 由于井中抽水 (类似于渗沟排水) , 井中水面面下降 (类似于渗沟周围局部地下水位下降) , 可造成四周地下水向井集流 (向渗沟汇集) , 若含水层体积很大, 尽管井中抽去一定流量仍可保持含水层厚度H恒定不变, 当抽水一段时间后, 将近似地形成一个对称于井轴的浸润曲线, 流向井的过水断面是一系列圆柱面, 其径向各断面的渗流情况相同, 除井周围附近的区域外, 浸润曲线的曲率很小, 可看作恒定渐变渗流, 可应用裘皮幼公式计算断面平均流速。示意图如上图所示。
4.2 自流完全井
设承压含水层 (又称自流含水层) 的厚度为t, 井穿过上部不透水层, 井底直达下部不透水层表面, 水由高度为t的井壁周围 (滤水管) 渗入井中, 这就是自流完全并。抽水前, 井中初始水深H为此承压含水层的总水头, 井中水面即地下水天然水头面, 它高于t, 有时甚至可高出地面。当抽水时, 井中水深由H降至h, 井外承压含水层各处的测管水头线将近似地形成一个对称于井轴线的漏斗形水头降落曲面。地下水向井汇集的过水断面是一系列高度为t的圆筒面, 径向各断面的渗流情况相同, 除井周围附近区域外, 测管水头线的曲率很小, 可看作恒定渐变渗流。示意图如下图所示。
5渗沟设计的埋置深度
渗沟的设计深度采用公式 (见下图) :
6 总结
本文题对下穿公路的路面排水设施进行了新的设计, 通过水利计算和试验, 改变了以往在下穿道路沿线布设边沟的设计方法, 而是根据下穿公路的路面宽度和长度在下穿公路的最低点处设置数量不等的进水口。实践证明本文的设计方案成功的解决了下穿公路雨天积水的弊病。
摘要：近年来, 我国的交通建设发展迅速, 全国各地都在大力修建公路, 在公路与铁路相交的地方, 修建了大量的公铁下穿立交道路。下穿道路具有降低造价经济、节约市政道路占地、降低拆迁和征地的费用、减少噪声污染等优点。但是, 全国各地已修建的下穿道路, 大部分在远远没有达到设计年限时就已经出现各种严重的混凝土路面病害, 其主要原因多为路表和路下排水系统堵塞、瘫痪造成的。
关键词：公铁立交桥,引道,排水
参考文献
[1]成永旭, 刘国臣.高速公路下穿桥顶进施工, 山西建筑, 2004年