公路橋（涵）接縫處跳車問題的施工及防治措施

劉英春

（中國水利水電第十三工程局有限公司，山東 德州 253015）

1 橋頭跳車原因分析

橋頭跳車是由于橋臺與其后路基沉降不均勻造成了橋臺和路基頂面的沉降差而產(chǎn)生的。當沉降差超過2cm以上時，將使此處的路面斷裂，從而使行車產(chǎn)生明顯的顛簸和不適。分析形成沉降斷裂的原因，主要是由于高等級公路橋臺基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)，樁尖落到持力層，其沉降量甚小，設(shè)計控制工后的沉降量一般為 2cm～3cm，而其后的臺背回填因地基沉降和臺后填料本身的壓縮變形，從而使橋臺和路基產(chǎn)生不均勻沉降，造成路面和橋臺的高程突變，形成橋頭跳車。而路基沉降的原因主要有以下幾個方面：

1.1 橋(涵)臺臺背路堤壓實度不滿足要求

從公路工程建設(shè)可知,幾乎所有的橋(涵)梁、通道和明涵都要求臺背填土處治,而臺后填土壓實度由施工用料、機械設(shè)備、施工順序、施工經(jīng)驗、施工作業(yè)面等工程管理因素的影響。施工過程涉及各個方面,從公路施工調(diào)查結(jié)果可知,臺背填土普遍存在壓實不足的問題,這是造成路橋(涵)過渡段不均勻沉降的基本原因之一,另外,在公路營運過程中,路基在車輛荷載以及自然因素作用下,會形成土基塑性變形的積累導(dǎo)致路橋(涵)之間的差異沉降,從而影響公路路面的平順程度。

1.2 橋(涵)頭路堤邊坡防護措施不妥

從公路橋(涵)頭路堤的施工可知,臺背路堤填土常采用砂類、滲水性土作為填料,不考慮防水和排水設(shè)施,通常,對橋(涵)臺處于長期浸水路段,采用漿砌片石護坡,而其他橋(涵)臺路段,只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護坡。臺背設(shè)置防格網(wǎng)草護坡或草皮護坡,但是,從公路改建、水毀和收尾工程偵查過程發(fā)現(xiàn),許多橋(涵)頭路堤沉降較嚴重的地方,長伴隨錐坡和護坡水毀,分其原因,雨水對路堤的沖刷和侵蝕防格網(wǎng)草防護等路堤邊坡防護措施未能起到保護路基免受雨水侵害的作用,所以橋(涵)頭路堤邊坡防護措施及臺背防水和排水設(shè)施的不適當,促使臺背填土流失,路基強度降低,在行駛車輛長期作用下,過渡段填土塑性變形,誘發(fā)橋(涵)頭路堤不均勻沉降,出現(xiàn)橋(涵)頭跳車現(xiàn)象。

1.3 橋(涵)頭搭板設(shè)計欠妥

在公路工廠建設(shè)中,橋(涵)頭過渡段多采用搭板結(jié)構(gòu),而設(shè)置搭板后的橋(涵)頭跳車現(xiàn)象依然存在,分析其原因有兩方面:第一,根據(jù)橋(涵)梁的長度,橋(涵)頭設(shè)置搭板長度分為:大中橋(涵)搭板長度為8m,小橋(涵)及涵洞搭板長度為5m。而在施工中橋(涵)頭路堤處于高填方,路橋(涵)間相對沉降量大,而搭板長度不足以起到順接作用,車輛行駛時往往出現(xiàn)橋(涵)頭跳車現(xiàn)象;第二,搭板強度不夠,產(chǎn)生斷板引起橋(涵)頭線形突變,出現(xiàn)橋(涵)頭跳車。

2 加強路橋(涵)過渡段的施工組織設(shè)計

2.1 如果施工方案和施工組織設(shè)計的質(zhì)量不高,就難以保證在預(yù)定的成本范圍內(nèi),按期交工和確保工程質(zhì)量。因此,對于施工方案和施工組織設(shè)計必須達到以下要求:(1)要講究科學的編制程序和方法;(2)編制時進行技術(shù)經(jīng)濟分析和比較,做到設(shè)計優(yōu)化,除了在施工方案和施工組織設(shè)計的質(zhì)量保證,還要做好檢查施工準備工作的質(zhì)量,做好施工人員的技術(shù)交底工作,材料的質(zhì)量控制和機械設(shè)備的質(zhì)量保證。過渡段的施工組織設(shè)計應(yīng)該有利于減少路橋(涵)間的沉降差,在橋(涵)臺結(jié)構(gòu)完成后盡快安排過渡段陸地與一般填土路堤的施工,使用同樣壓實能量的壓實機械把過渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進行填筑碾壓,分層填筑時,每層松鋪厚度必須控制在15cm內(nèi),并在臺背墻上劃上記號,以保證厚度的均勻性,方便施工人員檢查。在路堤和橋(涵)臺連接部位,路堤與錐坡預(yù)壓填土應(yīng)同步填筑碾壓,使用大型機械碾壓困難時可改用小型振動機充分壓實。

2.2 實施臺背路堤填筑之前,要有目的地選擇施工路段的填料,對要采用的各種土壤做對比試驗,其試驗項目包括:(1)土壤的液限和塑限聯(lián)合測定,實施篩分和擊實試驗;(2)不同土壤在相同壓實機具下達到同等壓實度時的壓實變數(shù)和松鋪厚度的關(guān)系,從試驗結(jié)果比較各種土壤的技術(shù)指標,選出最適宜的土壤作為填料;(3)從經(jīng)濟角度考慮,以就地取材為主,就地取材不僅經(jīng)濟而且取材方面不誤工,材料的選擇原則上應(yīng)選用較大的砂類土或滲水性好的材料,這樣的材料強度高,容易壓實,當采用非滲水性材料時,應(yīng)在土中摻加外加劑,如石灰、水泥等,嚴禁使用淤泥以及含草皮、樹根和其他雜物的土作為填料。

3 減少橋頭跳車的措施

3.1 地基預(yù)壓處理

預(yù)壓處理就是在擬建橋臺處，先填土預(yù)壓，待地基強度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結(jié)構(gòu)物。有時為了加速地基固結(jié)下沉，在填筑路堤時，還可預(yù)先把土填得比設(shè)計高度高一些，或加寬土寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超填部分。這種預(yù)壓或超載預(yù)壓的方法，可以說是處理軟弱地基最有效、最經(jīng)濟的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車問題，而且可以解決臺后填土的不均勻沉降問題。

3.2 地基加固處理

地基加固處理是最有效的防治橋臺跳車的方法之一，尤其是軟弱地基。由于地基加固的費用占總投資的比重很大（約三分之一以上），所以，要認真選取經(jīng)濟、有效的加固方案。

根據(jù)筆者多年監(jiān)理經(jīng)驗，對正常壓實的軟粘土而言，首先應(yīng)考慮采用排水固結(jié)措施，如插塑料排水板等方法，通過設(shè)置來改善地基的排水條件，縮短排水途徑，使地基承受附加荷載后，排水固結(jié)過程大大加快，進而使地基強度得以提高。這種方法既經(jīng)濟又有效。如果屬于軟弱地基，除了常規(guī)的排水固結(jié)措施外，更多的是采用攪拌樁、擠密樁等深層復(fù)合地基法來提高土的強度與穩(wěn)定性，使橋頭路基盡量連續(xù)平穩(wěn)過渡。

3.3 合理使用填筑材料

由于土的內(nèi)摩擦角較小，加之壓實質(zhì)量的影響，所填路基的壓縮沉降-般較大。因此，橋臺后的回填應(yīng)選用摩擦角大、強度高、透水性好的填料，如砂礫、礫石、連續(xù)級配碎、石灰穩(wěn)定土等，并且壓實速度快，加載后能在短期內(nèi)完成變形。在筆者所參與的高等級公路工程的監(jiān)理過程中，后臺填土多采用輕質(zhì)填料，常用的材料為粉煤灰，其目的就是減少填方容重，減輕填方土體對地基的壓力，從而達到減少地表以下土層排水固結(jié)產(chǎn)生的沉降。

3.4 提高填筑材料的壓實度

影響路基壓實效果的主要因素有含水量、碾壓層的厚度、壓實機械的類型和功能、碾壓遍數(shù)以及地基的強度等。

首先要調(diào)整填筑材料的含水量，由擊實試驗所得的擊實曲線圖有一峰值，此處的干容重為最大，稱為最干容重，與之對應(yīng)的含水量則稱為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實效果最好。同時其壓實的土水穩(wěn)定性最好。所以對含水量過大的土，可采用翻松晾曬或均勻摻入石灰來降低含水量；對含水量過小的土，則灑水濕潤后再進行壓實。其次，壓實機械對一定含水量填筑材料的壓實狀態(tài)有很大影響。填土分層的壓實厚度、壓實遍數(shù)和壓實機械類型、土的種類和壓實度要求有關(guān)，應(yīng)通過試驗來確定。一般20-30t的中型振動壓路機應(yīng)碾壓3～4遍，每層壓實厚度不超過20cm。此外，壓路機行駛速度也大有講究，既不過慢也不過快，各種壓路機械的最大速度不宜超過4km/h。碾壓開始宜且慢速，隨著土層的逐步密實，速度逐步提高。壓實時的單位壓力不應(yīng)超過土的強度級限，否則土體將會遭到破壞。開始時土體較疏松，強度低，故宜先輕壓，隨著土體密實度的增加，再逐步提高壓強。另外，路堤施工時邊緣往往壓實不到，仍處于松散狀態(tài)，雨后容易滑坍，故兩側(cè)可采取多填適當寬度，壓實工作完成后按設(shè)計寬度和坡度予以刷齊整平。

3.5 正確設(shè)置土工合成材料

由于土工格柵具有抗拉強度的特點，而無紡針刺類土工布具有排水效果較好的特點。因此，在滬蘆10標工程范圍內(nèi)，每座橋接坡都普遍使用了土工布和土工格柵。合理設(shè)置土工合成材料，既可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基承載能力，同時也不影響排水。所以監(jiān)理主要采取了以下一些控制措施：

土工布的質(zhì)量控制。規(guī)范要求土工布的單位面積質(zhì)量為300g/m～500g/m，強度按用途分類為3個等級。考慮到土工布的不同材料和工藝，其力學性能存在差異較大的情況，要求土工布單位面積質(zhì)量不小于400g/m2，其縱向抗拉強度不小于20km/m，滿足握持強度≥1100N，撕裂強度 ≥400N，刺破強度≥400N，CBR頂破強度≥2750N的土工布，要求采用聚脂長絲針刺型。只有這樣，土工布才能起到明顯的隔離層作用。

考慮到土工布的排水效果與土工布的厚度有密切關(guān)系，選用的土工布太薄，透水能力就低。為此，要求選用克數(shù)較大的土工布，最好為400g/m～500g/m。

4 結(jié)束語

在路橋(涵)過渡段,由于橋(涵)臺和路堤之間存在強度漸變段產(chǎn)生不均勻沉降,出現(xiàn)橋(涵)臺跳車現(xiàn)象,是公路工程中的一個突出現(xiàn)象,必須根據(jù)工程實際,進行全過程的系統(tǒng)的科學管理,加強結(jié)構(gòu)設(shè)計,加強控制施工中的各個環(huán)節(jié)工序的工程質(zhì)量,從思想上認識質(zhì)量的重要性,從技術(shù)上加強管理,從客觀上制定一套科學的管理程序,就能減少過渡段的不均勻沉降,從而減輕橋(涵)頭跳車現(xiàn)象,提高社會經(jīng)濟效益。

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