桥台台背沉降病害处理及防治措施

桥台台背沉降病害处理及防治措施李钰琳（广东光中盛集团有限公司，广东珠海519000）【摘要】本文从桥台台背的在整个桥梁受力支撑体系中的重要地位入手，分析桥台台背的沉降原因，探讨桥台台背沉降的相关预防措施。

【关键词】桥台；台背；沉降；处理和预防【中图分类号】U445.7【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2018）02-0234-021引言我国的社会主义现代化城市建设已经进入了全面加速发展的时期,俗话说的好要想富先修路,尤其是进入到21世纪以来我国的公路桥梁建设进入了飞速发展的新时期,在新一轮的国家公路铁路发展规划中,我国的道路建设总里程数都位列世界的前列。

众所周知我国国土纵横跨度较大,人口分布不均匀这不仅导致了不同地域之间物质文化交流上的不便,更是造成区域经济发展的不平衡重要原因之一,道路桥梁的建设不仅是我国进行现代化生产建设的需要,更是连接偏远地区人民的重要情感纽带。

而这些地区往往位于一些山峦和河流阻隔的地方,桥梁的修建就成为了连通这些地区的主要方式之一。

桥梁结构总体上分为上部结构、下部结构和附属结构。

上部结构根据桥梁不同的结构形式而定,主要结构为主梁;下部结构包括桥墩、桥台、基础等;附属结构为桥面铺装、栏杆和伸缩缝等。

桥台作为桥梁下部的支撑结构其质量的好坏是决定人民生命财产安全的关键,所以本文首先来了解一下桥台台背的沉降原因。

2桥台台背沉降原因2.1施工过程中及施工完成后沉降按照设计图纸及规范要求,桥台台背台后填料一般为透水性材料,本身存在着孔隙,一般回填长度要求:顺路线方向长度,顶部为距背墙尾端不小于4倍填土高+3m,底部距基础边缘不小于2倍填土高+3m,台后填土密实度应保证96%以上,且内摩擦角不小于35°,路基施工有效的压实机具不能充分靠近台背,只能采用小体积的灵便压实机具施工,由于机具本身重量轻所以并不能将填料颗粒间孔隙完全密实,后期在长时间通行车辆荷载和自身重力作用下,填料迅速压缩,孔隙率降低产生压缩沉降,导致桥台处与台后路基存在高差造成跳车。

通常在工程施工中,严格按照台背回填施工方案要求执行检查,压实度达到要求,但台后填土较高,随着时间也会产生不可避免的自然沉降。

在施工中台后填土荷载对基底产生附加压力,施工控制不及时会使桥台向后倾斜,产生不均匀下沉,危及行车安全。

现国内多数已通车多年的大桥养护人员仍需每年都进行大中修,甚至采用注浆工艺处理。

2.2桥台与路基衔接结构原因设计桥台台背处路面在结构上与路基段路面结构存在着差异,通过对比分析两类路面的结构设计发现二者的路面性质存在差异。

桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台构成双层路面结构,台背后路面为柔性或半刚性多层路面结构,受行车荷载的影响,底基层密实度大幅度提高,结构层逐步压缩,而桥台采用扩大基础、桩基础稳定性较好,加之基础处理效果较好,工后沉降得到有效控制,与高填路基桥台台背沉降现象相比,桥梁的工后沉降基本不变,且路面铺装层压缩量极小。

这样,台背填筑与路基段抗变形能力不同,最终导致了台背工后沉降。

长时间车辆荷载作用下路面结构破坏,导致桥台与路基衔接处高差造成跳车。

3桥台台背沉降的预防措施3.1确定合理的结构设计方案在桥梁桥台的设计之初,就应当从整个桥台台背的应力需求出发进行全方位的考虑:①应确保台背回填后的受力支撑体系经过周密的力学计算,能够对桥台台背的主体结构给予充分的支撑。

②应当聘请专业的结构设计顾问公司对设计后的结构进行优化和审查,争取采用更为合理的结构设计思路,达到较高的受力需求,做到用料少、结构模型精准、施工简便以及结构适用等。

③桥台台背在施工的过程中应当任命专业人员对支撑体系施工的全过程进行监督,保证施工过程中的每一个步骤都是按照规范和流程进行的,确保施工前制定的技术要点可以得到落实。

3.2制定合理的检测方案桥台台背除了在道路交通上起着沟通两岸的重要连接作用外,在城市中也成为重要的城市景观构筑物,这一景观作用同样促进了桥台台背形式和结构的发展。

随着结构材料和形式的发展,桥梁的主要结构可以分为梁桥、拱桥、悬索桥、钢架桥、斜拉桥、组合体系桥。

桥台台背因其体量大、承担着重要的结构安全作用,所以在竣工交付以及服役期内,都应对结构、材料等方面进行必要的检测。

以便及时发现新建桥台台背的自然缺陷、结构设计等等,避免桥台台背“带病服役”,存在缺陷,尽早发现本身的病害,并及时采取维修加固措施,延长桥台台背使用寿命。

混凝土强度检测较为成熟的方法有回弹法、超声法以及回弹-超声综合法检测。

对混凝土构件和钢材常见病害进行检测,病害包括沉降、孔洞、蜂窝、钢筋锈蚀等。

常用仪器有钢筋定位仪、钢筋锈蚀仪、超声波探伤仪,目前雷达检测也广泛应用于混凝土构件探伤中。

必要时,对混凝土进行采样处理。

适合已经发生残损的构件,取适当样本进行成分、含水率、抗压强度试验、抗剪强度试验。

3.3在桥台台背交付使用之前进行受力试验受力试验检测按照受力状态划分,分为静载试验和动载试验。

受力试验能够更合理的评估桥台台背结构的健康状态和结构性能。

由于桥台台背的动载对结构的影响要明显大于自身静载,动载来自于桥体本身车载、流量、车速等因素,所以通过对以上几个因素的评估判断。

桥台台背受力试验主要通过桥台台背在常规静态、动态挠区度的测量,通过仪器等记录检测对象在一段时间内的变形和震动位移数据。

其方法均是通过动静二点的变化数据进行比较。

在检测对象上布设若干个点,为动态单点;并在构筑物以外一位置设置一静态点,为对照点。

为根据检测仪器的不同,以及场地条件等限制,常用的检测方式有光电图像法和传图1桥台台背沉降234感器法。

传感器法的设备主要包括拾振器、信号放大器、动载电阻应变仪、光线示波器、笔录仪、磁带记录仪和数字信号处理机等。

3.4加强桥台台背台背施工管理在桥台台背施工的过程中,施工质量的好坏直接影响到桥台台背沉降与否,不仅需要及时的提高施工人员的技术水平,严格的执行持证上岗制度,并且在制定施工计划的时候,给桥台台背施工留下充足的时间,并且按照技术交底的相关内容,进行施工,这样才可以有效的防治桥头跳车。

具体来讲在施工的过程中,应当严格的遵守“三背回填”的施工标准来进行回填施工,在挑选材料的过程中需要挑选透水好的低密度材料进行回填,并且注意施工完成后的填筑厚度,并在在背墙上面标注出厚度线。

在施工的过程中最好指派专人监督回填的碾压次数,并检查每次压实后的质量。

台背回填施工最好与桥台的施工相结合,确保各场地的压实的程度均匀,减少因受力不均导致的桥台和桥背沉降(见表1)。

4展望现在随着科技的发展,桥台台背施工有更多的方式可以选择。

但是,为了使得施工后的质量更加符合使用的需求,需要在进行施工之前进行周密的检测计划的制定,选择合适的施工方法。

同时施工器械随着施工需求的发展在日益进步,总趋势为由人力施工向自动化、机械化和智能化施工发展;施工技术的发展也趋向高精度、实时化和智能化方向发展,行业标准化程度也日趋完善,标准水平日益提高。

希望通过本文对于桥台台背沉降危害的成因以及相应的应对方式的分析,为实际的道路桥台台背施工质量的提高贡献一份力量。

参考文献[1]《公路桥涵施工技术规范》(JTJF50-2011)[S].人民交通出版社.[2]《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)[S].人民交通出版社.收稿日期：2018-1-13项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率一级及以上公路其他公路1压实度9694按评定标准附录B 检查,每50m 2每层不少于1个点2层厚符合要求,工艺控制检查施工记录3碾压遍数4沉降差表1桥台台背回填及压实施工技术要求云桂铁路膨胀土（岩）路基加固与防护技术措施曹庆朋1，曹庆洋2（1.云桂铁路广西有限责任公司，广西南宁533000；2.中铁十九局集团国际建设分公司，北京100176）【摘要】膨胀土（岩）具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形等特性，性质极不稳定。

建设在上面的工程项目常会由于膨胀土（岩）出现的不均匀竖向或水平胀缩变形，造成建筑物出现位移、开裂、倾斜甚至破坏，危害性大。

通过新建云桂铁路膨胀土（岩）路基加固与防护技术研究，提出了全封闭基床结构工程措施，并应用于现场施工，具有显著的技术经济和环保效益，可为今后类似工程的膨胀土（岩）处理的设计和施工提供借鉴。

【关键词】云桂铁路；膨胀土；防护；加固技术研究【中图分类号】U213.1+5【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2018）02-0235-02地层岩性自由膨胀率(%)干燥饱和吸水率(%)膨胀力(kPa )极限膨胀力(kPa )膨胀量(%)蒙脱石含量(%)阳离子交换量(meg/100g )比表面积(m 2/g )那读组泥岩53~10045.1683507.627.426.8232百岗组泥岩26~9444.55229821.118.922.8171伏平组泥岩50~848426.424722.326.816984表1南百段沿线膨胀土物理力学相关指标表前言云桂铁路(昆明-南宁)全长710.3km 。

其中,南宁至百色段[1]速度为250km/h ,百色至昆明段速度为200km/h ,预留250km/h 提速条件。

南宁至百色段与既有南昆铁路行走在同一走廊带,地质条件相同,膨胀土路基段总长28.4km ,且弱、中、强膨胀等级的膨胀土均有分布[2],此外,受亚热带湿润季风气候区降雨量和蒸发量均较大影响[3],干湿循环特点明显。

已建成通车的南昆铁路膨胀土(岩)路基基床病害严重,主要有路基下沉翻浆、冒泥、基床鼓起、侧向挤压破坏等。

因此,路膨胀土(岩)路基加固与防护处置成为云桂铁路路基段设计的重要环节。

铁路路基大致分为路堤和路堑两类,云桂铁路主要采用2种路堑基床防水措施[2]:①由5cm 中粗砂垫层+复合防排水板+5cm 中粗砂垫层组成的防水结构层;②采用自行研发的改性水泥基防水结构层。

在云桂铁路DK168和DK200试验段系统的开展了膨胀土地路堑全封闭基床结构设计、基床防水结构层材料研发、路堑边坡防护技术等研究工作,取得了丰富的研究成果。

1膨胀土（岩）的工程特性1.1物理力学性质在工程勘探与试验段研究阶段,通过膨胀土(岩)化学成分分析、阳离子交换量分析、室内土工试验(密度、含水率、击实试验、自由膨胀率试验等),确定了云桂铁路南百段沿线膨胀土(岩)的膨胀等级,以及相应的物理力学性质等全套土工试验成果,如表1所示[5]。

1.2原位推剪抗剪强度通过膨胀土(岩)大型原位推剪试验,分别获得了自然状态下和饱和状态下中强、中弱两类膨胀土(岩)的原位c 、ϕ值,①原状土样粘聚力C 值在41.8~54.7kPa 之间变化,均值为46.8kPa ;内摩擦角ϕ在32.8~36.7°之间变化,均值为34.7°。