公路橋頭跳車成因及防治措施

牛禮濤

（河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450052）

1 前言

隨著我省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,公路建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的成績(jī)。從一些主要公路的使用情況來(lái)看,橋頭跳車現(xiàn)象已成為公路的多發(fā)常見病害,嚴(yán)重影響了行車的平穩(wěn)性和安全性,是公路修筑的一個(gè)急待解決的重要課題。橋頭跳車現(xiàn)象其主要表現(xiàn)為：路面在臺(tái)背回填處出現(xiàn)不同程度的沉降斷裂使車輛通過此處時(shí)不得不大幅度減速，而且車輛會(huì)產(chǎn)生跳躍和沖擊，對(duì)橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機(jī)和乘客感到顛簸不適，甚至可導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。就此問題進(jìn)行初步的分析和探討,不當(dāng)之處敬請(qǐng)指正。本文以xx路xx橋通車后出現(xiàn)的一些情況為例進(jìn)行了分析。

xx路xx橋設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力砼空心板結(jié)構(gòu)，通車后一年不到，橋頭臺(tái)背大幅度沉降，左側(cè)最大值達(dá)40cm，右側(cè)最大值5cm左右。且沿路線中線方向出現(xiàn)有一條約5米長(zhǎng)縱縫，縫寬10cm，該橋位處在一水庫(kù)庫(kù)區(qū)支溝上，溝深約有15-20米。裸露表層為黃土。

臺(tái)背出現(xiàn)沉降的0#臺(tái)處地面橫坡較陡，臺(tái)后左側(cè)填土高度約為12米，右側(cè)3米，左側(cè)坡角位于水庫(kù)水位下約0.5米，未見有防護(hù)措施。

經(jīng)過分析后認(rèn)為該處臺(tái)背大幅度沉降及出現(xiàn)縱縫主要是以下幾方面原因造成：

(1)臺(tái)背處部分基底軟弱，填土后臺(tái)背處原地面承受荷載較大，地面出現(xiàn)沉陷；

據(jù)了解，該處原為水庫(kù)庫(kù)區(qū)范圍，每年有部分時(shí)間受雨水浸泡，地表較為濕軟。因施工一般都選擇在枯水期進(jìn)行，可能沒有予以重視，更談不上處理。臺(tái)背填土后，土體自重較大，加上通車后行車荷載作用，基底的沉陷速度加劇，臺(tái)后填料滑移，錐坡被破壞，出現(xiàn)大量裂縫。如果橋臺(tái)設(shè)計(jì)的是輕型橋臺(tái)，臺(tái)后滑移嚴(yán)重的可以將橋臺(tái)基礎(chǔ)剪斷，將橋臺(tái)破壞。

(2)臺(tái)后填料不密實(shí)，行車后壓縮沉降過大；

根據(jù)要求臺(tái)背回填應(yīng)選用透水性好、摩擦角大的材料或不透水的半剛性材料。該橋填料為黃土，因土顆粒間孔隙較多，即便是施工時(shí)按要求壓實(shí)度認(rèn)真控制，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)也會(huì)有一定的沉降。如果施工時(shí)施工單位趕工期、搶進(jìn)度，野蠻施工、違規(guī)操作，臺(tái)背迅速填筑完成。通車后，車輛荷載作用下，土體被二次壓縮，孔隙逐漸減小，臺(tái)后路基便會(huì)大幅度沉降。

(3)左側(cè)填方過高，坡腳處出現(xiàn)滑移。

該橋橋臺(tái)處原地面橫坡較陡，左、右側(cè)填方高差較大，處理不好本身就容易出現(xiàn)沉降差，加上左側(cè)填方坡角伸入水中，卻無(wú)任何防護(hù)措施，長(zhǎng)期受水浸泡。原地面可能也未做反向臺(tái)階或是臺(tái)階做得不好，未起到作用，導(dǎo)致左側(cè)邊坡失穩(wěn)滑移，路面沿中線附近被撕裂，縱縫產(chǎn)生。

2 產(chǎn)生橋頭跳車的原因：

2.1 地基基底較差，地基沉陷

土質(zhì)不良容易造成基底沉陷導(dǎo)致橋頭跳車。因?yàn)闃蚝ǔＮ挥跍羡值胤交蚝哟惨患?jí)階地，這些地方地下水位較高，土體天然含水量較大，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低，一旦受到擾動(dòng)，天然結(jié)構(gòu)容易受到破壞，強(qiáng)度便顯著降低，形成軟弱層。橋頭路基填筑后，路基填料自重較大，產(chǎn)生的基底應(yīng)力也相對(duì)較大，加上車輛荷載作用，特別容易引起地基沉陷。這類地質(zhì)就需要根據(jù)具體情況對(duì)基底進(jìn)行處理，提高其承載能力再進(jìn)行填料。另外還可以采取填筑一些自重較輕的填料如專用泡沫板等材料來(lái)予以解決。

2.2 臺(tái)背填料壓縮造成沉降

臺(tái)后填料存在著很多孔隙，加上施工時(shí)受施工作業(yè)方面影響，壓實(shí)機(jī)具不能靠近臺(tái)背，不能將填料充分碾壓密實(shí)，在公路自重及車輛的垂直荷載與振動(dòng)荷載作用下，孔隙率逐漸降低，填料逐漸壓縮，密實(shí)度逐漸增大，便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。實(shí)踐證明摩擦角大、強(qiáng)度高、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等材料或石灰土等半剛性材料如果施工得當(dāng)工后沉降較小。同時(shí)，透水性填料由于透水性較好，能很快地將侵入其中的水分排出從而減緩雨水的危害，半剛性材料由于不透水可以防止雨水滲入其中，保證路基始終處于干燥穩(wěn)定狀態(tài)。

2.3 施工措施不當(dāng)造成沉降過大

施工單位盲目追求速度，沒有嚴(yán)格按施工規(guī)范要求分層填筑、碾壓；用料沒有把好質(zhì)量關(guān)造成含土量過大，壓實(shí)度沒有達(dá)到要求等人為因素也是造成跳車現(xiàn)象主要原因之一。近些年來(lái)，個(gè)別公路因受各種客觀原因影響或是施工單位本身素質(zhì)較差、質(zhì)量意識(shí)淡薄，使得出現(xiàn)了許多本不需要討論分析，原因特別明顯的質(zhì)量問題。這種因人為因素造成的質(zhì)量問題應(yīng)該及早解決杜絕。

2.4 剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)突變?cè)斐蓸蝾^跳車

剛度不同的路面在跳車處所產(chǎn)生的振動(dòng)效果不同，柔性材料對(duì)能量的吸收要比剛性材料大。由于結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)一般采用剛性很大的鋼筋混凝土澆注而成，具有較大的整體剛度，屬剛性體；而與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)相連的道路，一般為路基加半剛性基層、底基層體系，具有剛性較小柔性較大的特性，屬?gòu)?、塑性體。雖然在二者之上均鋪筑有瀝青混凝土但二者之間仍然存在著較大的剛度差，這個(gè)剛度差的存在必然引起道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間產(chǎn)生較大的塑性變形相對(duì)差和較大的剛度突變，勢(shì)必增強(qiáng)橋頭跳車。車速越快，跳車引起的不適就越為明顯。因次這種原因造成的跳車在高速公路上顯的較為突出。

3 控制措施：

3.1 基底較差的地方根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行必要處理

對(duì)于基底土質(zhì)較差，土體較為疏松的地方在臺(tái)背填筑前可采用YZTK20T拖式振動(dòng)碾對(duì)基底進(jìn)行反復(fù)沖擊碾壓，提高基底土層的密實(shí)性，加快基底土體排水固結(jié)的速度，提高基底土體抵抗變形的能力。對(duì)于基底軟弱，不能用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)的地方應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)采用降水、碎石樁、灰土樁加鋪碎石墊層或采用土工材料的方法進(jìn)行處理后再進(jìn)行臺(tái)背填筑。

3.2 嚴(yán)格控制臺(tái)背回填的質(zhì)量

選料：選用級(jí)配較好的砂礫或破口碎石（0.5-3厘米）摻砂進(jìn)行臺(tái)背回填。

回填范圍：嚴(yán)格按照規(guī)范確定的回填范圍進(jìn)行填筑，填方段盡量和路基同步填筑，以充分保證填筑質(zhì)量。挖方段及路基已填筑完成地段，先用挖掘機(jī)按照回填范圍要求將臺(tái)背范圍挖出再進(jìn)行填筑。需要挖臺(tái)階的先用挖掘機(jī)挖成1：1斜坡，再用人工開挖成50厘米×50厘米的臺(tái)階，然后再分層填筑。

回填工藝：將砂礫運(yùn)至工作面附近，先在結(jié)構(gòu)物背墻上用油漆標(biāo)出分層厚度及層號(hào)（20厘米一層），再用挖掘機(jī)將砂礫料攤鋪好，人工配合整平。采用YZ18T振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。對(duì)于緊貼臺(tái)背或肋板的地方采用氣壓式?jīng)_擊夯進(jìn)行夯實(shí)。碾壓完成采用灰點(diǎn)法進(jìn)行沉降量觀測(cè)，YZ18T振動(dòng)壓路機(jī)往返振動(dòng)碾壓一遍沉降量不大于1mm視為合格。

3.3 建議將搭板設(shè)縱坡或鋪過渡性路面

針對(duì)剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)突變?cè)斐蓸蝾^跳車，可將搭板設(shè)成3%-5%縱坡，施做路面時(shí)可將基層和瀝青混凝土下面層延伸至搭板上起到體系過渡作用，減小柔性到剛性的突變?cè)斐傻臎_擊。另外還可以將橋頭段15-30米范圍設(shè)成過渡路面，待工后沉降基本完成再鋪筑成永久路面。

[1]淺談高填方路段大面積軟土地基整治施工方案《山西建筑》2008年25期.

[2]高填方路基沉降觀測(cè)與分析《山西建筑》2008年27期.