淺談高速公路橋頭跳車的成因與防治措施

楊豐恒 成 鋼

（河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州 450000）

1 質(zhì)量問題

橋頭跳車是一種很常見的路面病害，是指路面銜接處出現(xiàn)錯臺或所謂“段差沉降”臺階現(xiàn)象。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。一般的臺后路面與橋臺高度差普遍在2-3cm左右，個別的甚至達到6-7cm，橋臺與臺后路面明顯存在著臺階。橋頭跳車不僅嚴重影響到路橋構(gòu)造物的使用功能，對公路橋梁構(gòu)造物本身的結(jié)構(gòu)破壞也較大，誘發(fā)或加重路橋病害，還會產(chǎn)生一筆極大的養(yǎng)護維修費用，因此越來越多的關(guān)注投入到了解決橋頭跳車這一棘手的問題上。由于橋頭跳車產(chǎn)生的原因多種多樣，在解決問題之前，需要對產(chǎn)生病害的路段進行全面系統(tǒng)的檢測，找出病害產(chǎn)生的具體原因，以便后期對癥下藥，對產(chǎn)生病害的路段進行針對性的養(yǎng)護維修。

2 調(diào)查研究

在對橋頭錯臺進行處治之前，有必要進行一些前期調(diào)查與檢測，主要包括：了解沉降橋頭附近的地形進行沉降測量、鉆芯取樣、查閱原始設(shè)計資料等等，具體步驟如下：

2.1 沉降測量

首先了解橋頭沉陷部位地形，估計處理長度；用油漆在路緣石上作標記，以方便施工時定點，由于處理橋頭跳車對高程的控制要求較高，因此每隔5m測一個斷面，為了提高測量的準確性，縱向長度用鋼尺測量；對擬處理路段進行測量時，假定一個相對高程，在測量長度上向路段的兩端各延伸20m-30m；橋頭跳車既要控制路面縱高程又要控制橫向高程，因此每個斷面要測4個點。

2.2 鉆芯取樣

選取具有代表性路段進行鉆芯取樣，對取得的芯樣進行結(jié)構(gòu)性分析，檢查其結(jié)構(gòu)層是否連續(xù)，有無明顯斷層現(xiàn)象，還可以對鉆取的芯樣分層進行強度、彈性模量以及密度測試，從細微處探究病害發(fā)生的原因。

2.3 查閱原始資料

收集擬處治路段的原始設(shè)計資料，了解其基本設(shè)計要素，諸如水文地質(zhì)條件，道路線性設(shè)計參數(shù)等。

3 原因分析

3.1 不同結(jié)構(gòu)物之間的剛性差別。橋梁結(jié)構(gòu)物本身剛性較大，而道路是路面（柔性或剛性）與路基（柔性）的組合，由于剛度的不同，在外部荷載及自身重力作用下，無論是基礎(chǔ)以下還是結(jié)構(gòu)本身相對產(chǎn)生的壓縮（或沉降）都會完全不同。橋跨結(jié)構(gòu)剛度較大，變形很小，橋梁的基礎(chǔ)往往作用在地基中的巖石部分上，基礎(chǔ)以下部分不會產(chǎn)生明顯變形。而作為路基填料的土基部分則不同，它是一種柔性結(jié)構(gòu)，會產(chǎn)生彈性變形和永久變形，穩(wěn)定性較差。

3.2 施工質(zhì)量達不到要求。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。

3.3 壓縮沉降。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。

3.4 地基沉陷。地質(zhì)不良，由此產(chǎn)生沉陷是橋頭跳車的原因之一。南方的橋涵通常位于有河流地方，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，自然結(jié)構(gòu)易受破壞，強度就明顯降低，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對較大，在車輛荷載特別是超載作用下，更容易引起地基沉陷，且變形穩(wěn)定歷時往往持續(xù)多年。

4 預(yù)防措施

4.1 嚴格控制施工。合理安排好施工計劃，施工時符合規(guī)定，是有效減少橋頭跳車關(guān)鍵，應(yīng)遵循“早開工，工期長一點”原則進行，控制好填料質(zhì)量，盡量采用輕型材料，滲水性好填料?？刂坪妹繉犹钪穸龋雺罕閿?shù)，并對每層填筑質(zhì)量實施檢測，特別是控制好壓實度。

4.2 地基處理。對于一般地基，應(yīng)挖除橋頭路堤邊坡及錐坡（護坡）坡腳外2m范圍內(nèi)的腐植土、耕植土、淤泥等，對基底進行壓實，壓實度不小于94%，回填土應(yīng)分層壓實，按規(guī)范提高兩個百分點。對于軟土地基，針對軟土層的厚度和軟弱程度采用不同的處置方法。當淺層軟土厚度小于2m時宜全部挖除，再進行基底壓實，換填顆粒較粗的填料，如天然砂礫、碎石、工業(yè)廢渣等 ，壓實度要求同一般地基。

4.3 臺背填料的選擇。眾所周知，橋頭跳車原因主要是路基壓縮沉降和地基沉降，由于填土的內(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一般較大，條件許可時，首先應(yīng)選擇板體性好、可壓縮性小、壓實快、透水性強的材料，如卵礫石、碎石土及砂礫土等，并要求填料級配適當。采用非透水性土，當為粘土或粉質(zhì)亞粘土?xí)r，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?xí)r，應(yīng)摻入灰劑量不小于3.5%的標號325以上的普通硅酸鹽水泥進行穩(wěn)定，也可以采用強度較高的工業(yè)廢渣如粉煤灰等，必要時還可采用土工合成材料加筋處理。

4.4 設(shè)置橋頭搭板。在橋頭設(shè)置搭板是防治橋頭跳車的一項主要輔助措施。搭板的一端支承在臺背上，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)計行車速度、路堤填土高度及預(yù)計的橋臺與臺后填土的工后沉降差的大小來確定，可選用4m、6m、8m、10m、12m幾種長度。搭板的受力形式多種多樣，在頂、底面配置足夠數(shù)量的受力鋼筋，搭板的下面設(shè)不小于2m厚的石灰穩(wěn)定土或碎礫石墊層，石灰穩(wěn)定土或碎礫石墊層應(yīng)在兩則鋪至邊坡面處，并順路方向鋪至搭板外2～3m。路徑小于3m的明涵或暗式涵洞通道可不設(shè)橋頭搭板，但臺背填料應(yīng)選用砂礫或石灰土，由挖除表土后的地面起進行填筑至路基頂，可選用小型振動式壓路機碾壓，壓實度同前。

4.5 采用無縫式伸縮縫?，F(xiàn)代高等級公路一般采用柔性路面，因而采用無縫式伸縮縫，可使路面連續(xù)無剛度突變。無縫式伸縮縫主要有彈塑性體和T形搭板鋼板組成。彈塑性體不僅要有一定的強度，還要有足夠的反復(fù)變形能力和與瀝青砼路面良好的粘結(jié)性能，若這些性能不能保證，則無縫式伸縮縫就不具備緩解橋頭跳車的作用。

5 處理措施

5.1 重鋪面層治理橋頭跳車。常用的一種維修橋頭跳車的方法就是將后臺路面鑿掉后重新鋪裝混凝土，但值得注意的是采用這種方法時不能破壞或擾動原來的后臺填土。對于瀝青混凝土路面，一般采用銑刨機銑刨橋梁引道路面，然后重新攤鋪瀝青混合料。根據(jù)以往經(jīng)驗，銑刨長度是根據(jù)深度來決定，至少不小于20m。

5.2 注漿法。注漿法是通過鉆孔和利用注漿設(shè)備，運用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管將漿液分層均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式排出土顆粒間裂隙中的水分和空氣，并占據(jù)土顆粒間的空間，使路基孔隙比減少，強度提高。經(jīng)過一段時間后，漿液將原來松散的土顆?；蛄严赌z結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能高和化學(xué)穩(wěn)定性好的結(jié)合體，從而達到加固路基的目的。注漿壓力和漿液濃度是保證注漿質(zhì)量的重要因素，對于不同填料和形態(tài)的路基，采用的注漿壓力也不同，注漿壓力的大小主要取決于路基的密實度、強度及初始應(yīng)力。

6 結(jié)語

橋頭跳車的原因是多種多樣的，我們在公路設(shè)計和施工中，對每一個環(huán)節(jié)都必須認真對待，深入考慮，在建設(shè)過程中將這些大大小小的注意事項都控制好，做到提前預(yù)防。在處理的時候要靈活運用，采用相應(yīng)的措施，根據(jù)所加固工程的使用條件、地質(zhì)條件、環(huán)境影響和施工條件等因素，因地制宜地選擇一種或綜合運用幾種處理方法，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量。