CN110904823A - 一种高填软土地区桥头跳车处治施工结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高填软土地区桥头跳车处治施工结构及施工方法，包括梁体和桥台，背墙远离梁体的一侧从下至上依次为软土地基、碎石垫层、路基、路面层以及沥青覆盖层；软土地基的桥头段设有PC管桩，软土地基的过渡段设有水泥湿喷桩；碎石垫层铺设于软土地基上，呈台阶状的软土地基上铺设的碎石垫层呈斜坡状；桥头段回填有密实砂路基，过渡段回填有石灰土路基；路面层的路面结构层和搭板搭接处设置成台阶状，其搭接面分别设置成凸字形和凹字形。本发明针对高填软土地区桥头跳车问题，采用多种处治措施，对桥台连接处、路基、搭板、软土等处全方位多层次防护，可以很好地解决高填软土地区桥头跳车病害。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥头跳车处治施工结构及施工方法，特别是涉及一种高填软土地区桥头跳车处治施工结构及施工方法。
背景技术
桥头跳车是指由于桥涵构造物与桥涵台后的路堤之间的沉降差超过某一限定值产生台阶，造成汽车经过该路段时车轮产生上下振动的现象。在高填软土地区，其沉降值会更大，产生的桥头跳车病害更为严重。该病害会严重降低公路行车舒适度，影响高等级公路的正常使用和人们对高等级公路的总体评价。车轮的上下振动也会影响行车安全、速度及汽车与桥梁的使用寿命。针对桥头跳车病害，国内外研究者提出众多解决方法，诸如路基处理、改造搭板、设置过渡段等，虽对处治措施开展了有益探索，能够降低桥头处的沉降差。但始终未能完全解决该问题，甚至产生如搭板二次跳车等新病害。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种高填软土地区桥头跳车处治施工结构，能够有效解决高填软土地区桥头跳车病害；本发明的目的之二是提供一种高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，施工方法简单有效。
技术方案：本发明的一种高填软土地区桥头跳车处治施工结构，包括梁体和桥台，桥台包括依次设置的桥台处钻孔灌注桩、承台、桥台台身、背墙；所述背墙为L型结构，梁体安装于背墙一侧的平台上，背墙另一侧设有用于搭载搭板的牛腿，牛腿上设有用于锚固搭板的锚固钢筋。其中，梁体为桥梁结构主体，背墙为L型一体成型结构，背墙与梁体之间设有伸缩缝，对梁体起到承载限位作用；搭板用于衔接刚性桥梁结构与柔性台背结构，防治台后路基与填土沉降后与桥台处产生的台阶。
所述背墙远离梁体的一侧从下至上依次为软土地基、碎石垫层、路基、路面层以及沥青覆盖层；所述软土地基的桥头段设有PC管桩，靠近桥台处的软土地基设置成台阶状，台阶状软土地基位于桥头段，软土地基的过渡段设有水泥湿喷桩；所述碎石垫层铺设于软土地基上，呈台阶状的软土地基上铺设的碎石垫层呈斜坡状；所述路基铺设于碎石垫层上，路基包括位于桥头段的密实砂路基和位于过渡段的石灰土路基，桥头段回填有密实砂，过渡段回填有石灰土，密实砂路基和石灰土路基之间采用坡面过渡斜街；路面层包括路面结构层和位于路面结构层上的搭板，搭板的一端搭载在牛腿上，路面结构层的下基层表面与牛腿顶部齐平，路面结构层与搭板的搭接处设置成向下的台阶状，路面结构层与搭板的搭接面分别设置成凸字形和凹字形。
由于桥台施工需要，桥头段开挖比过渡段更深，桥头段路基存在一个斜坡。打桩需要整平的地面，因此需要将靠近桥台处的软土地基设置成台阶状，方便施打预应力管桩。其中，密实砂换填路基位于桥头段路面结构层的下部，密实砂的换填大大减小了桥头段路基沉降，抑制桥头台阶的产生；石灰土路基位于过渡段路面结构层下部，并且与密实砂路基之间用坡面过渡衔接，路基下部为碎石垫层，增大地基持力层的承载力，提高软土地基的抗剪强度。
优选地，所述背墙与梁体接触面上设有支座。支座沿接触面横向均匀分布。
优选地，所述水泥湿喷桩采用矩形布桩，所述PC管桩采用梅花形布桩。
本发明中的桥头段泛指路与桥梁的连接部分，而过渡段则泛指桥头段与一般路段过渡的一段路。
本发明还提供了所述高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其包括如下步骤：
(1)施打桥台钻孔灌注桩，安装承台和桥台台身；整平软土地基，将靠近桥台处的软土地基设置为台阶状，堆载预压后在桥头段施打PC管桩，过渡段进行水泥湿喷桩施工；
(2)分层铺设碎石垫层；其中呈台阶状的软土地基上铺设的碎石垫层呈斜坡状；
(3)安装背墙和梁体，分层填筑路基填土，过渡段回填石灰土，桥头段回填密实砂，并分层夯实；其中石灰土的压实度k＞95％。
(4)路面结构层和搭板的施工：
首先填筑路面结构层的下基层，使路面结构层的下基层表面与牛腿的顶部相平齐，清理牛腿表面并用砂浆补平，保证搭板承载层的上表面水平；
进一步地，在搭板施工前，在牛腿的顶部表面铺设用于隔离牛腿和搭板的油毛毡，在牛腿伸出的锚固钢筋上套设套管，套管的顶部用胶布进行封堵。其中套管可以采用PVC套管。
再填筑路面结构层的上基层，并将路面结构层与搭板的搭接处设置为台阶状，且与搭板的搭接面设置为凸字形；表面与牛腿顶部齐平的下基层和随后浇筑的上基层共同构成了路面结构层。
最后浇筑搭板；清除路面结构层的下基层表面的虚渣，安装模具，绑扎搭板的钢筋，浇筑搭板并养护至预定强度。此时浇筑的搭板与路面结构层的搭接面即为凹字形。由于搭板是钢筋混凝土结构，搭板末端受拉容易使搭板内部出现横向裂缝，小的裂缝不会影响其正常服役，但是本发明为了避免其产生贯穿的裂缝，将搭板设计成凹字形抑制贯穿裂缝的产生。
进一步地，搭板浇筑完成后，在搭板与路面结构层连接处铺设一层软格栅，可以使其连接处平滑连接，避免在搭板末端产生二次跳车。
(5)在桥梁和陆域顶层铺设压制沥青覆盖层。
优选地，上述施工方法的步骤(1)中，在桥头段施打PC管桩，并在PC管桩的顶部安装桩帽；采用钢筋混凝土桩帽安装在PC管桩顶部可以对其进行保护。
优选地，上述施工方法的步骤(2)中，分层铺设碎石垫层时，在碎石垫层的顶部和碎石垫层中均铺设双向钢塑格栅，即可以在碎石垫层的顶部铺设一层，再在从顶部向下间隔相同距离铺设一层，间距可以设置为30～50cm。所述步骤(4)中，填筑路面结构层的上基层时，在路面结构层的上基层的过渡段铺设双向钢塑格栅。双向钢塑格栅的铺设可以对碎石垫层和路面结构层起到加筋和补强作用。
优选地，上述施工方法的步骤(1)中，台阶状软土地基下施打的PC管桩的桩长从桥台至远离桥台的方向依次增长，且均施打至持力层。
有益效果：与现有技术相比，
(1)本发明桥头段的密实砂换填大幅减小桥头段地基沉降产生的台阶，密实砂与石灰土的斜坡式过渡减小了不均匀沉降；
(2)牛腿上伸出的锚固钢筋能够限制搭板向路基移位，避免搭板移位造成搭板与台背处拉裂；锚固钢筋上安装有套管，并用胶布封堵，起到良好的保护作用，保证其在搭板浇筑前维持良好的钢筋性能；牛腿上铺设的油毛毡可以有效地隔离搭板与牛腿的混凝土，防止混凝土代替锚固钢筋受拉造成破坏；
(3)搭板与路面结构层的连接处非直线，避免产生贯穿裂缝破坏；
(4)搭板的末端顶部采用了铺设软格栅进行过渡，避免二次跳车危害的出现；
(5)本发明桥头段采用的PC管桩增强了软土地基的承载能力，减小了软土地基在压载下的沉降；并且PC管桩采用梅花形布桩节省经费，效果显著；而过渡段软土地基采用的水泥湿喷桩，施工方便，现场可根据实际地形施工，节省经费；
(6)本发明针对高填软土地区桥头跳车问题，采用多种处治措施，对桥台连接处、路基、填土、搭板、软土等处全方位多层次防护，可以很好地解决高填软土地区桥头跳车病害；并且施工方法简单高效，具有很大的推广价值。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的桥台处理及布桩形式示意图；
图3是本发明背墙构造示意图；
图4是本发明搭板的施工细节示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步地详细描述。
如图1所示为本发明的整体结构示意图，本实施例的高填软土地区桥头跳车处治施工结构以桥梁一侧的施工结构为例。如图1所示，该施工结构包括作为桥梁主体结构的梁体1和桥台，桥台包括钻孔灌注桩11以及依次安装的承台9、桥台台身8、背墙2；承台9安装于钻孔灌注桩11上，桥台台身8安装于承台9上，背墙2安装于桥台台身8上，梁体1搭设在背墙2右侧的平台上。背墙2为L型一体成型结构，背墙2与梁体1之间设有伸缩缝25，背墙2对梁体1起到承载限位作用，背墙2右侧上部平台上设有横向均匀分布的支座17；背墙2的左侧设有牛腿10，用于搭载搭板3，牛腿10上设有用于锚固搭板3的锚固钢筋22。如图3所示，且牛腿10的顶部表面铺设用于隔离牛腿10和搭板3的油毛毡19，在牛腿10伸出的锚固钢筋22上套设PVC套管20，PVC套管20的顶部用胶布21进行封堵。
背墙2的左侧，即远离梁体1的一侧，从下至上依次为软土地基23、碎石垫层14、路基、路面层以及沥青覆盖层4。
软土地基23的桥头段设有PC管桩12，如图2所示为桥台处理及布桩形式示意图，图2中示出了道路的部分示意图，图2中的挡墙24为整体路段的边界位置，它是道路均有的结构，PC管桩12呈梅花形布桩；如图1所示，其中桥头段靠近桥台处的软土地基设置了台阶状地基；软土地基23的过渡段设有水泥湿喷桩13，水泥湿喷桩13采用矩形布桩。
碎石垫层14分层铺设于软土地基23上，前述靠近桥台处呈台阶状的软土地基23上铺设的碎石垫层14呈斜坡状，斜坡的高度从靠近桥台处向远离桥台的方向逐渐增大。且碎石垫层14的铺设过程中，在碎石垫层的顶部和顶部朝下约40cm处均铺设有一层双向钢塑格栅15。
路基铺设于碎石垫层14上，路基包括密实砂路基6和石灰土路基7，桥头段回填有密实砂，过渡段回填有石灰土，密实砂路基6和石灰土路基7之间采用坡面过渡斜街；
路面层铺设于路基上，路面层包括路面结构层5和位于路面结构层5上的搭板3，搭板3设置在桥头段范围内，搭板3用于衔接刚性桥梁结构与柔性台背结构，防治台后路基与填土沉降后与桥台处产生的台阶；搭板3的左侧及下部为路面结构层5，搭板3的右端搭载在牛腿10上。如图1、2、4所示，路面结构层5的下基层表面与牛腿10顶部齐平，路面结构层5与搭板3的搭接处设置成向下的台阶状，路面结构层5与搭板3的搭接面分别设置成凸字形和凹字形。并且，在路面结构层5的上基层的过渡段铺设有双向钢塑格栅15，对路面结构层5起到加筋和补强作用。在搭板3与路面结构层5的连接处上部铺设有一层软格栅18。沥青覆盖层4铺设于路面层之上。
换填的密实砂路基6位于桥头段路面结构层5的下部，密实砂的换填大大减小了桥头段路基的沉降，抑制桥头台阶的产生；石灰土路基7位于过渡段路面结构层5的下部，并且与密实砂路基6之间用坡面过渡衔接，路基的下部为碎石垫层14，增大地基持力层的承载力，提高软土地基23的抗剪强度。
本实施例的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法包括如下步骤：
(1)施打桥台钻孔灌注桩11，安装承台9和桥台台身8；同时整平软土地基23，在桥头段、靠近桥台处的软土地基设置为台阶状，堆载预压后在桥头段施打PC管桩12，台阶状软土地基下施打的PC管桩的桩长从桥台至远离桥台的方向依次增长，且均施打至持力层；并在PC管桩12的顶部安装钢筋混凝土桩帽，安装在PC管桩12顶部可以对其进行保护。过渡段进行水泥湿喷桩13施工；
(2)分层铺设碎石垫层14；其中呈台阶状的软土地基23上铺设的碎石垫层14呈斜坡状，并在离碎石垫层14的顶部向下40cm的位置铺设一层双向钢塑格栅15，再在碎石垫层14的顶部铺设一层双向钢塑格栅15。
(3)安装背墙2和梁体1，分层填筑路基填土，过渡段回填石灰土，桥头段回填密实砂，并分层夯实；其中石灰土的压实度k＞95％。
(4)路面结构层和搭板的施工：
a、在施工搭板3前，首先填筑路面结构层5的下基层，使路面结构层5的下基层表面与牛腿10的顶部相平齐，清理牛腿10表面并用砂浆补平，保证搭板3承载层的上表面水平；
b、在牛腿10的顶部表面铺设用于隔离牛腿10和搭板3的三层油毛毡19，在牛腿10伸出的锚固钢筋22上套设PVC套管20，PVC套管20的顶部用胶布21进行封堵。
c、再填筑路面结构层5的上基层：填筑路面结构层的上基层时，在路面结构层的上基层的过渡段铺设双向钢塑格栅；并将路面结构层5与搭板3的搭接处设置为向下的台阶状，且与搭板3的搭接面设置为凸字形；
d、最后浇筑搭板3：清除路面结构层5的下基层表面的虚渣，安装模具，绑扎搭板3的钢筋，浇筑搭板3并养护至预定强度。此时浇筑的搭板3与路面结构层5的搭接面即为凹字形。
e、搭板3浇筑完成后，在搭板3与路面结构层5连接处上方铺设一层软格栅18，可以使其在连接处进行平滑连接，避免在搭板3末端产生二次跳车。
(5)最后在桥梁和陆域顶层铺设压制沥青覆盖层4。
Claims (10)
1.一种高填软土地区桥头跳车处治施工结构，其特征在于：包括梁体(1)和桥台，桥台包括依次设置的钻孔灌注桩(11)、承台(9)、桥台台身(8)、背墙(2)；所述背墙(2)为L型结构，梁体(1)安装于背墙(2)一侧的平台上，背墙(2)另一侧设有用于搭载搭板(3)的牛腿(10)，牛腿(10)上设有用于锚固搭板(3)的锚固钢筋(22)；
所述桥台远离梁体(1)的一侧从下至上依次为软土地基(23)、碎石垫层(14)、路基、路面层以及沥青覆盖层(4)；所述软土地基(23)的桥头段设有PC管桩(12)，靠近桥台处的软土地基(23)设置成台阶状，软土地基(23)的过渡段设有水泥湿喷桩(13)；所述碎石垫层(14)铺设于软土地基(23)上，呈台阶状的软土地基(23)上铺设的碎石垫层(14)呈斜坡状；所述路基铺设于碎石垫层(14)上，路基包括位于桥头段的密实砂路基(6)和位于过渡段的石灰土路基(7)，密实砂路基(6)和石灰土路基(7)之间采用坡面过渡斜街；路面层包括路面结构层(5)和位于路面结构层(5)上的搭板(3)，搭板(3)的一端搭载在牛腿(10)上，路面结构层(5)的下基层表面与牛腿(10)顶部齐平，路面结构层(5)与搭板(3)的搭接处设置成向下的台阶状，路面结构层(5)与搭板(3)的搭接面分别设置成凸字形和凹字形。
2.根据权利要求1所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构，其特征在于：所述背墙(2)与梁体(1)接触的平台上设有支座(17)。
3.根据权利要求1所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构，其特征在于：所述水泥湿喷桩(13)采用矩形布桩，所述PC管桩(12)采用梅花形布桩。
4.一种权利要求1～3中任一项所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)施打桥台钻孔灌注桩，安装承台和桥台台身；整平软土地基，将靠近桥台处的软土地基设置为台阶状，堆载预压后在桥头段施打PC管桩，过渡段进行水泥湿喷桩施工；
(2)分层铺设碎石垫层；
(3)安装背墙和梁体，分层填筑路基填土，过渡段回填石灰土，桥头段回填密实砂，并分层夯实；
(4)路面结构层和搭板的施工：首先填筑路面结构层的下基层，使下基层表面与牛腿的顶部平齐；再填筑路面结构层的上基层，并将路面结构层与搭板的搭接处设置为台阶状，且与搭板的搭接面设置为凸字形；安装模具，绑扎搭板的钢筋，浇筑搭板并养护至预定强度；
(5)在桥梁和陆域顶层铺设压制沥青覆盖层。
5.根据权利要求4所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(4)还包括在搭板施工前，在牛腿的顶部表面铺设用于隔离牛腿和搭板的油毛毡，在牛腿伸出的锚固钢筋上套设套管，套管的顶部用胶布进行封堵。
6.根据权利要求4所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(1)中，在桥头段施打PC管桩，并在PC管桩的顶部安装桩帽。
7.根据权利要求4所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中，分层铺设碎石垫层时，在碎石垫层的顶部和碎石垫层中均铺设双向钢塑格栅；所述步骤(4)中，填筑路面结构层的上基层时，在路面结构层的上基层的过渡段铺设双向钢塑格栅。
8.根据权利要求4所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，石灰土的压实度k＞95％。
9.根据权利要求4所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(4)搭板浇筑完成后，在搭板与路面结构层连接处铺设一层软格栅。
10.根据权利要求4所述的高填软土地区桥头跳车处治施工结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(1)中，台阶状软土地基下施打的PC管桩的桩长从桥台至远离桥台的方向依次增长，且均施打至持力层。
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