淺談橋頭跳車成因及預防措施

劉雪梅　張海亮

摘要本文從理論上分析了橋頭出現(xiàn)跳車的原因，并從設計和施工方面提出了相應的預防措施。

關鍵詞橋頭；跳車；形成原因；防治措施

隨著道路等級的提高，涵洞、橋梁等構(gòu)造物在公路里程中所占比例越來越大，通過對橋梁使用性能的調(diào)查顯示，橋頭跳車現(xiàn)象已經(jīng)成為公路使用過程中普遍存在的質(zhì)量通病，主要表現(xiàn)為：路面在臺背回填處出現(xiàn)不同程度的沉降斷裂。橋頭跳車的出現(xiàn)，使車輛通過時產(chǎn)生跳躍和沖擊，從而對橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機和乘客感到顛簸不適，甚至造成車輛大幅度減速，嚴重的可導致交通事故。因此，研究橋頭跳車現(xiàn)象，對其產(chǎn)生的原因加以分析，提出預防該病害的一些積極措施，對公路建設具有較為重要的意義。

1橋頭跳車的原因

橋臺基礎與其兩側(cè)路基填土之間的沉降差異是產(chǎn)生橋臺跳車現(xiàn)象的根本原因。其產(chǎn)生和形成是多方面的，包括地基地面條件、填料及設計、施工等多方面的因素。

1.1設計不周

設計人員有時對施工過程如何便于碾壓考慮不周，對于填料的要求不嚴格，臺背排水考慮欠佳。橋梁結(jié)構(gòu)物兩側(cè)的路堤，一般為高填方路基，設計上多數(shù)對高路堤并無特殊要求，如壓實指標等指標均與一般路堤相同。由于路堤較高，填筑后受到自重和行車荷載的作用，路堤必然產(chǎn)生豎向變形。

1.2剛?cè)嵬蛔儯鸪料萏?/p>

橋梁與路基一般是以平行施工法進行的。由于結(jié)構(gòu)物橋臺一般采用剛性很大的堅石砌筑或鋼筋砼澆筑而成，具有較大的整體剛度。屬剛性體，對地基強度一般都有較高的要求，并進行加固處理，因此沉降較小或基本不沉降。而與結(jié)構(gòu)物橋臺相連的道路，具有剛性較小柔性較大的特性，屬彈塑性體。顯然，道路與結(jié)構(gòu)物橋臺之間存在著較大的剛度差，這個剛度差的存在必然引起道路與結(jié)構(gòu)物橋臺之間產(chǎn)生較大的塑性變形相對差和較大的剛度突變，勢必增強橋頭跳車的振動效果。

1.3臺背填料壓縮，引起橋頭路基沉降

臺背填料一般為滲透性材料，存在孔隙，加上施工時受施工作業(yè)方面的影響，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，空隙率降低，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，隨著時間的推移，也會產(chǎn)生不可避免的沉降。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，產(chǎn)生不均勻沉降。

1.4地基土質(zhì)不良造成的沉降

橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多屬軟土。由于款土一般具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性和抗剪強度低等特點，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)生基底應力相對較大，在車輛荷載作用下，更易引起地基沉降，特別是工后沉降較大。

2橋頭跳車的防治措施

2.1設計上的防治

首先設計單位應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行的公路工程技術標準、規(guī)范和相關的規(guī)定要求；對橋頭跳車的部位進行詳細設計，提出施工指導意見，并認真詳細的進行設計交底。其次設計單位要優(yōu)化橋臺設計形式，推薦采用u型橋臺，可變厚度搭板。橋臺搭板設計要保證車輛從柔性至剛性、剛性至柔性有一個較合理的過渡段，減少橋頭跳車，在橋臺背墻上預埋鋼筋錨栓，牽制縱向位移。對橋臺臺背路基應進行換填處理，大橋臺背填料順路線方向長度自臺身起底面不小于3m；拱橋臺背填筑長度不小于臺高的3～4倍，并且其填筑的材料應選擇強度高、滲水性好、塑性好、壓實快、透水性好的材料，從橋臺到正常路段，材料性質(zhì)要有一定的過渡；臺后及橋頭處路基必須設置排水設施如橫向泄水管或盲溝，避免水對路基材料的浸潤，以減少臺后路基的沉降量。

2.2施工中的防治

2.2.1地基加固處理

為消除橋臺和臺后填方段的差異沉降變形，需對軟土地基、濕陷性黃土地基等進行處理。在進行地基處理時，首先，應了解地基的地層巖性情況，并取樣做土的含水量、密度和剪切等試驗，從而確定地基沉降變形量。其次，分段計算填方自重壓力，根據(jù)具體的地層情況設計地基加固方案。使臺后填方路段的地基沉降變形與橋臺地基沉降變形保持一致，對不同的地層采用不同方法和措施。

第一、軟土地基。對于高速公路上的軟基處理，通常采用袋裝砂井法、換土法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等等。但以塑料排水板堆載預壓法的效果最佳。

第二、黃土地基。黃土地基的主要特點是具有濕陷性。施工前應進行地基土的濕陷性指標和壓縮試驗，在計算臺后填方土體壓力時，注意防排水設計，防止地基產(chǎn)生沉陷。對于濕陷性黃土地基可采用無砂混凝土小樁進行加固處理。在臺口填土完成后，通過打設小樁和壓力注漿，一方面在臺口填土和路基中壓入水泥漿液，改善填土及地基土變形模量，另一方面在填土和路基中形成豎向增強樁體，構(gòu)成雙重人工地基。該形式復合地基能有效減小臺后填土及路基的工后沉降，并快速達到穩(wěn)定標準，實現(xiàn)控制臺口路基與路臺差異變形的目的。

2.2.2設置橋臺搭板

搭板設置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到剛性橋臺上，使車輛通過時跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長度設計應根據(jù)路基的容許工后沉降值計算確定，常取3～15m，當超過8m時，宜設計成兩段式或三段式搭板。為達到良好的使用效果，要求施工時對搭板進行加固處理，在搭板的端部設置寬0.4m、深1m的水泥穩(wěn)定砂礫枕梁。

2.2.3臺背填料的選擇

施工中，臺背填料應在現(xiàn)場擇優(yōu)選用。首先應選擇強度高、壓實快、透水性好的材料，應避免采用容易產(chǎn)生崩解的風化巖的碎屑。以免因填料風化崩解而產(chǎn)生下陷。填料要求級配得當，沿縱向的填筑長度在基底處不少于2m，并按1：1設置斜坡或臺階，保證在頂面的填筑長度與搭板長度相對應。

2.2.4臺背填方碾壓方法

施工過程中盡可能擴大施工現(xiàn)場，以便充分發(fā)揮一般大型填方壓實機械的作用。當受場地限制時，可采用橫向碾壓法，盡量靠近臺背進行碾壓。對于壓路機不能靠近的地方，可采用強夯處理方法。強夯機宜采用重100KN夯錘，提升高度一般為6～8m，即夯擊能量為600～800KN·m。對于臺背及耳墻附近，則應減小夯錘提升高度至2～3m和增加錘擊次數(shù)，以免傷害橋臺。

2.2.5設置完善的排水設施

填方的排水措施對填方的穩(wěn)定極為重要，特別是靠近構(gòu)造物背后的填料，在施工中及施工后易積水下陷。因此，在施工時，首先在基底上填筑橫坡為3％～4％的粘土土拱。并進行夯實，然后在土拱上挖一條雙向放坡的地溝，在臺背后全范圍內(nèi)滿撒一層隔水材料。

2.2.6采用土工格柵加筋橋頭填土

此法是在橋頭路基填土中采用土工格柵加筋的方法，此方法可起到提高路基的強度和穩(wěn)定性、緩沖行車荷載及限制路基的工后沉降等作用。

3結(jié)束語

橋頭跳車是一個很復雜的技術問題，需要設計單位、施工單位、監(jiān)理單位共同努力，針對不同的地質(zhì)條件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計，制定相應的施工方案，強化施工質(zhì)量管理，采取一系列切實可行的防治措施，盡最大努力減輕橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生。