高速公路橋頭跳車的成因及防治措施

謝民

（駐馬店市驛城區(qū)交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，河南 駐馬店463000）

1 橋頭跳車的成因分析

1.1 客觀原因

地基的沉陷。地基的沉陷是指原天然地面有軟土、泥沼或不密實(shí)的松土存在，承載能力極低，路基修筑前未經(jīng)處理，在路基自重作用下，地基下沉或向兩側(cè)擠出，引起路基下陷。

壓縮沉降。臺(tái)背的填筑在設(shè)計(jì)上最好是透水性好的材料，如果施工單位選擇的材料不當(dāng)，再加上施工時(shí)受作業(yè)面的影響，施工機(jī)具不能靠近臺(tái)背，這樣，有的地方就出現(xiàn)了死角，不能碾壓。在車輛荷載的重復(fù)作用下和自身的重力作用下，產(chǎn)生了壓縮沉降，由此產(chǎn)生了跳車。

結(jié)構(gòu)不一。橋臺(tái)結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋砼，屬于剛性材料；高等級(jí)公路路面一般采用瀝青砼，屬于柔性材料。鋼筋砼的彈性模量為20000～35000MPa，瀝青砼的彈性模量為1000~2000MPa，二者彈性模量相差較大形成剛性突變，而剛性不同的材料對(duì)能量的吸收能力不同，這就會(huì)增加橋頭跳車的振動(dòng)效果。

1.2 勘測設(shè)計(jì)原因

前期勘測數(shù)據(jù)是否完整、可靠，試驗(yàn)是否能夠真實(shí)地反映現(xiàn)場情況；地基處理設(shè)計(jì)是否充分考慮了各種特殊情況；路堤填筑特別是高填方路堤填筑，要充分考慮好沉降和與橋臺(tái)的銜接是否合理；橋頭的銜接處排水設(shè)計(jì)是否合理。

1.3 施工原因

主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:與路堤銜接處處理不恰當(dāng)；臺(tái)背回填施工壓實(shí)不夠，檢測不合格；橋頭搭板施工存在安全隱患；施工工藝不足現(xiàn)場施工要求；橋頭臺(tái)背或墻背排水系統(tǒng)施工未達(dá)到規(guī)定要求。

1.4 橋頭滲水

路堤與橋涵構(gòu)筑物的連接處，往往需設(shè)置伸縮縫，在伸縮縫使用過程中，雨水和融雪輕易發(fā)生滲漏；再是河漲水時(shí)也易浸入橋頭引道，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層和路基產(chǎn)生侵蝕，造成各種細(xì)粒料的流失，增加了各結(jié)構(gòu)層與地基土的含水量，使其強(qiáng)度下降，加劇了橋頭錯(cuò)臺(tái)的發(fā)生和發(fā)展。

1.5 其它原因

車輛通過橋前，由于環(huán)境的變化，非凡是當(dāng)橋上有車輛和其他情況時(shí)，司機(jī)一般都采取剎車減速達(dá)到安全過橋的目的；當(dāng)快要出橋的時(shí)侯，尤其是前方路面較平、視線較好時(shí)，司機(jī)則開始加速出橋。加速和減速對(duì)橋頭引道都產(chǎn)生一種復(fù)雜的外荷應(yīng)力，產(chǎn)生很大的震動(dòng)力，易導(dǎo)致橋引道下沉。

2 橋頭跳車的防治對(duì)策

2.1 設(shè)計(jì)方面

2.1.1 地質(zhì)勘測要求

施工圖階段詳勘工作應(yīng)針對(duì)已確定的路線、橋梁位置，在初勘的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明橋臺(tái)及橋頭路基范圍內(nèi)工程地質(zhì)條件，觀測與記錄地下水位存在、變化與補(bǔ)給實(shí)驗(yàn)條件等情況，并針對(duì)不同的地質(zhì)條件采取相應(yīng)的勘測方法，為施工圖設(shè)計(jì)提供可靠、齊全、完整的地質(zhì)資料。

2.1.2 地基處理設(shè)計(jì)

地基處理是防治橋頭跳車重要環(huán)節(jié)之一。

地基加固。路基敷設(shè)于天然地基上，自身荷載較大，要求地基應(yīng)具有足夠的承載能力，以保持地基穩(wěn)定。目前國內(nèi)常有換填土層法、重錘夯實(shí)法、排水固結(jié)法、擠密法、化學(xué)加固法等五種方法。一是選用輕質(zhì)材料。在臺(tái)背的回填中，選用輕質(zhì)材料，可以減輕路基的自重，降低地基應(yīng)力，減少沉降，并增大穩(wěn)定安全系數(shù)，常用的有粉煤灰。

為減小軟土地基工后沉降量，縮小路橋之間的沉降差異，采取土工合成材料、砂樁、袋裝砂井、塑料排水板等地基處理方式。對(duì)于不同的地質(zhì)條件、現(xiàn)場環(huán)境和處理要求，選擇適當(dāng)?shù)奶幹畏椒ā?/p>

2.1.3 臺(tái)背填筑設(shè)計(jì)

臺(tái)背填土的長度，不得小于規(guī)范規(guī)定，即臺(tái)身頂面處不小于橋臺(tái)高度加2m，底面不小于2m;拱橋臺(tái)背填土長度不應(yīng)小于橋臺(tái)高的3-4倍。

關(guān)于填筑材料的選用。選用摩擦角大，強(qiáng)度高，壓實(shí)快，透水性好的材料，如巖渣、礫石、砂礫。通常情況下，都選用砂礫。

臺(tái)背回填嚴(yán)禁采用腐殖土、鹽漬土、淤泥、白堊土、硅藻土和凍土塊。填料中不應(yīng)含有機(jī)物、冰塊、草皮、樹根等雜物及生活垃圾。橋臺(tái)后選用輕質(zhì)材料(如粉煤灰)可減輕路堤自重，有效降低地基應(yīng)力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)。

采用特殊地基處理方法，可以提高橋臺(tái)附近填土的抗剪強(qiáng)度，防止臺(tái)背處被拉裂，使土體上作用荷載均勻的擴(kuò)散，單位土體面積受荷減小，有效減緩橋頭跳車。

2.1.4 排水設(shè)計(jì)

按照規(guī)范要求，對(duì)于路堤與臺(tái)背或墻背結(jié)合部，應(yīng)設(shè)有上下貫通的完整排水系統(tǒng)，填料應(yīng)以透水性材料為主，把橋頭下滲水迅速排出路堤。

2.2 施工方面

設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)允分考慮臺(tái)背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等問題，選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢?、跨徑及橋臺(tái)后部防護(hù)工程，盡量避免大河面小跨徑橋涵。

臺(tái)背后面的路基先于結(jié)構(gòu)物施工等沉降穩(wěn)定后開始結(jié)構(gòu)物施工，橋頭臺(tái)背回填應(yīng)注意與路堤的連接處的處理。過渡段路堤填筑施工應(yīng)編制專門的作業(yè)指導(dǎo)書，按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，合理安排施工計(jì)劃、填料質(zhì)量要求、施工操作工藝、自檢內(nèi)容和要求等。

臺(tái)背回填應(yīng)注意結(jié)構(gòu)物兩端對(duì)稱填筑施工。臺(tái)身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，方可進(jìn)行填土。回填區(qū)仍要求采用大型壓路機(jī)碾壓，嚴(yán)格控制每層填筑厚度、碾壓遍數(shù)，并對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施嚴(yán)格檢測，檢測頻率和檢測方法一定要符合規(guī)范要求;對(duì)臺(tái)背或墻背大型碾壓機(jī)械無法壓實(shí)的邊角部位和與原路堤銜接部位，應(yīng)配合使用小型專用機(jī)具夯實(shí)。

在橋頭設(shè)置搭板是防治橋頭跳車的一項(xiàng)主要輔助措施。搭板的一端支承在臺(tái)背上，用錨栓固定，另一端、可直接置于石灰穩(wěn)定土或路面基層上，不設(shè)枕梁。搭板長度依據(jù)設(shè)計(jì)行車速度、路堤填土高度及預(yù)計(jì)的橋臺(tái)與臺(tái)后填土的工后沉降差的大小來確定。橋頭搭板宜采用就地澆筑的施工方式，其下承層必須采用半剛性材料處理。如果為軟基段橋臺(tái)，在搭板施工前應(yīng)先進(jìn)行沉降觀測，達(dá)到控制值時(shí)再澆筑施工。還應(yīng)對(duì)完工的橋頭搭板經(jīng)常進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)脫空等情況，及時(shí)采取措施處理。

采取有效的施工工藝。對(duì)高填方或軟基段的臺(tái)背處地基采用水泥攪拌樁配合土工格室的處理方法;基坑、臺(tái)背回填采用輕型填料流態(tài)水泥粉煤灰回填，以減小工后沉降，第二年沉降觀測的數(shù)據(jù)表明只有2mm-3mm的沉降量，取得了不錯(cuò)的效果。

施工中排水與防護(hù)。臺(tái)背回填前應(yīng)做好防水處理及施工現(xiàn)場的排水工作;橋臺(tái)處路堤下部設(shè)置的排水盲溝系統(tǒng)完整到位，材料不受污染;排水層與一般填料同步填筑碾壓;邊溝排水保持暢通，不準(zhǔn)積水;邊溝、護(hù)坡道橋頭錐坡的防護(hù)，應(yīng)在地基沉降基本穩(wěn)定或預(yù)壓結(jié)束后進(jìn)行，以免由于沉降，使防護(hù)變形、破壞，影響加固效果。路面處理。采用過渡性路面。根據(jù)橋涵的長度和路基的沉降值等，在橋頭一定長度范圍內(nèi)，鋪設(shè)過渡性路面，待路堤沉降基本完成后，再改鋪原設(shè)計(jì)永久性路面。

2.3 超載預(yù)壓

對(duì)于小橋涵、大中橋橋頭全部采用了8石灰土從原地面開始回填壓實(shí)，每層碾壓厚度不超過2Ocm，或用強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)。橋涵修好后，利用冬季對(duì)小橋涵、大中橋橋頭回填和部分高填路基段采用了比設(shè)計(jì)高程高出1．2～1．5m的土方超載預(yù)壓方式來加速自然沉降。

3 結(jié)語

橋頭跳車預(yù)防和治理、施工質(zhì)量控制是一項(xiàng)長期而艱巨的工作，但只要針對(duì)問題入手，勘測設(shè)計(jì)合理，嚴(yán)格規(guī)范精心施工，就可以將橋頭跳車這一公路通病對(duì)行車的影響減至最低，保證車輛行駛舒適、安全。另外期待有更為先進(jìn)的施工理念和施工技術(shù)的出現(xiàn)，來徹底攻克橋頭跳車這一難消除的公路質(zhì)量通病。

[1]俞永華;路橋過渡段差異沉降處治技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2005年

[2]鄧學(xué)鈞.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社，2003.

[3]經(jīng)德良;胡小莊;高等級(jí)公路防治橋頭跳車綜合處理技術(shù)[A];湖北省公路學(xué)會(huì)第七屆優(yōu)秀論文集[C];1998年