公路橋頭跳車的成因與防治措施

尼其宏

摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展，公路建設(shè)取得了突飛猛進成績，投入營運高等級公路越來越多，但從使用情況上看，出現(xiàn)了橋頭跳車這個較為普遍問題，尤其在一些軟土地基地方更為嚴重，給養(yǎng)護部門帶來了很大困難。因此，探討橋頭跳車現(xiàn)象形成的原因，并分析其應(yīng)采取的措施，對我們公路建設(shè)具有較現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：公路橋頭跳車 原因 措施

0 引言

橋頭跳車的危害主要表現(xiàn)為：影響行車安全、降低行車速度、影響車輛運營費用和加速橋梁及路面的病害，對道路橋梁的運行影響極大。如何解決高等級公路橋頭跳車問題，對于我國公路建設(shè)具有較現(xiàn)實意義。

1 橋頭跳車產(chǎn)生的原因

1.1 地基土質(zhì)不良造成的沉降 土質(zhì)不良，由此產(chǎn)生沉陷是橋頭跳車的主要原因。橋涵通常位于溝壑地方，地下水位較高，在南方地帶多有軟土，此類土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，常含有機質(zhì)，壓縮性高，抗剪強度低，一旦受到擾動，天然結(jié)構(gòu)易受破壞，強度便顯著降低，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對較大，在車輛荷載作用下，更容易引起地基沉陷，且變形穩(wěn)定歷時往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年。就是在一些穩(wěn)定地基，在外荷作用下，也無可避免出現(xiàn)這個問題。

1.2 橋臺與臺背路面在結(jié)構(gòu)上存在著差異 從路面結(jié)橋組合可以看出，路面左右側(cè)是兩個不同性質(zhì)路面體系，左側(cè)是鋪設(shè)在橋臺背墻頂面柔性面層與剛性橋臺組成雙層路面體系，右側(cè)為柔性或半剛性多層路面體系，在車輛荷載作用下，墊層、基層密實度迅速增加，結(jié)構(gòu)層壓縮，而橋臺由于巨大建筑作用，加上基礎(chǔ)處理較好，一般認為沉降已經(jīng)完成，相對于路基而言，沉降可視為零，而鋪裝層壓縮也不大。這樣，兩側(cè)抗變形能力不同，相對沉降就不可避免出現(xiàn)，使路面結(jié)構(gòu)破壞，造成跳車。

1.3 采取的施工措施不當 當前一些施工隊盲目追求高速度，沒有嚴格按施工規(guī)程作業(yè)，臺背填土速度過快，對地基造成擾動和破壞，沒有充分時間固結(jié)，對臺背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大，施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工。用料沒有把好質(zhì)量關(guān)，排水措施沒有做好，壓實度沒有達到要求。這些人為因素使高填土引道不穩(wěn)定，工后沉降大，且不均勻，是造成跳車現(xiàn)象主要原因之一。

1.4 臺背填料壓縮引起路基的沉降 臺后填料一般為滲透性材料，存在著多孔隙，加上施工時受施工作業(yè)方面影響，壓實機具不能過分靠近接觸臺背，不能將填料顆粒間孔隙完全消除，在車輛荷載和自身重力作用下，填料迅速壓縮，孔隙率降低，便在短時間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降，造成跳車。在工程實踐中，就是施工時工序符合要求，壓實度達到要求，但臺后填土較高，隨著時間推移，也會產(chǎn)生不可避免沉降。有時臺后填土荷載對基底產(chǎn)生附加壓力，嚴重時會使橋臺向后傾斜，發(fā)生不均勻下沉，危及行車安全。

1.5 設(shè)計不周 在基底未作徹底處理，而沉降還未穩(wěn)定時，應(yīng)周詳考慮橋臺結(jié)構(gòu)與引道銜接，在沒有質(zhì)量保證情況下，不應(yīng)該直接澆砼板。象榕華大橋兩側(cè)引道，由于榕江兩岸屬軟土地基，通車后兩側(cè)引道沉降是長期的，如先設(shè)過渡性路面，使路堤沉降基本完成后再改鋪原設(shè)計路面，情況會好一些。設(shè)計時也應(yīng)處理好橋梁與引道路面接縫問題，避免接縫損壞而造成跳車。

2 橋頭跳車病害的防治措施

2.1 地基處理 處理好橋頭軟弱地基，是控制跳車的關(guān)鍵。目前對橋頭軟弱地基處理，國內(nèi)有換填法、塑料排水板堆載預(yù)壓法、深層攪拌法等措施，下面介紹幾種行之有效的常用方法。

2.1.1 采用深層攪拌法加固橋頭軟基 該法屬加固土樁類型，主要適應(yīng)于軟弱粘性土。深層攪拌法是借助于壓縮空氣，采用專門深層攪拌機械設(shè)備，從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土中噴出漿體或粉體固化劑(如水泥等)，經(jīng)葉片攪拌，并吸收周圍水份，在加固的深層軟土中進行一系列物理——化學反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基，從而提高橋頭軟土地基承載力，減少沉降量(特別是工后沉降)，縮短固結(jié)期，提高邊坡穩(wěn)定性。其主要施工工藝程序：整平原地面→鉆機定位→鉆桿下沉鉆進→上提噴粉(或噴漿)、強制攪拌→復(fù)拌→提桿出孔→鉆機移位。

2.1.2 采用砂樁加固橋頭軟基 該法屬料粒樁類型，適用于松砂地基、雜填土或軟土，對地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用，在本世紀30年代起源于歐洲。主要施工工藝程序：整平原地面→機具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機具移位。為加速地基固結(jié)，減少后期沉降，一般根據(jù)實際情況，配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基強度顯著提高，同時改善地基的整體穩(wěn)定性。

2.1.3 塑料排水板堆載預(yù)壓法 該法屬豎向排水體預(yù)壓類型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。塑料排水板是由芯體和濾套組成的復(fù)合體，或是由單一材料制成的多孔管道板帶，自1983年在天津塘沽新港施工試驗成功以來，在全國各地高速公路軟基處理都得以廣泛推廣應(yīng)用，其主要施工工藝程序：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機具移位→攤鋪上層砂墊層。為加速排水固結(jié)，減少后期沉降，一般都配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基土的有效應(yīng)力增大、抗剪強度和承載力及穩(wěn)定性都得以提高。其特點是施工簡便快捷，造價較低，但效果比上述兩種類型略差，仍存在少量工后沉降。

2.2 路基處理

2.2.1 臺背回填處理方式 橋臺后宜選用摩擦角大、強度高、可壓縮性小、壓實快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等，并要求填料級配適當。當采用非透水性土，當為粘土或粉質(zhì)亞粘土時，應(yīng)摻入灰劑量不小于6％的Ⅲ級以上石灰進行改良；當為塑性指數(shù)較小的砂土、亞砂土或粉土時，應(yīng)摻入灰劑量不小于3.5％的標號325以上的普硅水泥進行穩(wěn)定，必要時還可采用土工合成材料加筋處理。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長度距橋臺背不小于2m，且與路基相接處按不大于1:1設(shè)置斜坡或臺階，回填高度視路堤高度而定，一般取2～4m。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部(約50cm范圍內(nèi))設(shè)置水泥穩(wěn)定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。一般穩(wěn)定層結(jié)構(gòu)是沿路堤縱向距橋臺背約10m長，用一定劑量(如4%～6%)的水泥進行穩(wěn)定，并且遠橋臺端與路基相銜接處，采用1:1設(shè)置斜坡。上述兩種處理方式均能達到減少豎向變形和剛?cè)嵬蛔兊某尚АＨ鐑煞N方式同時考慮，則效果更佳。

2.2.2 臺背回填處的壓實 由于臺背回填處位于路基和橋臺銜接的特殊位置，成為碾壓的薄弱環(huán)節(jié)，壓路機難以碾壓到位，距離太近時對橋臺有影響，故要求臺背回填每層松鋪厚度不得大于20cm，壓實度必須達到95%，回填材料最大粒徑不大于5cm，且有良好的級配和透水性，壓實機械宜選用小型機具分層壓實，對于機械夯實碾壓不到之處，應(yīng)及時采用人工補充夯實。

2.2.3 采用“填筑路堤預(yù)壓”的施工方法 為減少橋涵兩端路堤的工后沉降，從而使橋涵兩端路堤與橋臺結(jié)構(gòu)物的相對沉降盡量小一些，一般可采用填筑路堤預(yù)壓的施工方法，讓路基排水固結(jié)，待路堤沉降基本完成以后再開挖涵洞或橋臺位置土方，然后再施工橋涵。

2.3 路面處理

2.3.1 設(shè)置橋臺搭板 搭板設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，使車輛通過時跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長度設(shè)計應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計算確定，常取3～15m(當超8m時，宜設(shè)計成兩段式或三段式搭板)。搭板的近臺端一般擱置在橋臺前墻頂面或其牛腿上。當橋頭引道為剛性路面時，搭板的縱坡可采用與路面設(shè)計縱坡平行方式(稱平置式搭板)；而當引道為柔性路面時，則搭板的遠臺端常置于路面面層與基層之間(稱斜置式搭板)。為預(yù)防搭板下沉，也可在搭板上先鋪設(shè)一層瀝青面層，通車后搭板若下沉時，則在其上加鋪瀝青混凝土或瀝青砂。

2.3.2 設(shè)置變厚式埋板 為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長度一般取3～5m，對于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。在搭板、埋板或變厚式板的下層，為保證與橋臺連接部位的剛?cè)釋哟卧谒胶痛怪狈较蚓軡u次變化，建議采用強度及回彈模量均高于其它路段相對應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯臺幅度，調(diào)整不均勻沉陷，改善橋頭跳車或二次跳車現(xiàn)象。