橋頭跳車的原因及防治措施

馮承剛

（承德市京承高速公路建管處，河北 承德 067000）

0 引言

橋頭跳車是一種常見的現(xiàn)象，主要是指由于存在橋臺與路堤連接處沉降不均勻產(chǎn)生的錯(cuò)臺，在公路上行駛的車輛行駛到橋臺與路堤連接處時(shí)，會發(fā)生劇烈顛簸跳動。橋頭跳車會導(dǎo)致駕乘人員的舒適感下降，道路通行能力降低，服務(wù)水平下降，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致車輛損壞、翻車等后果。

1 橋頭跳車的原因

1.1 橋頭地基不良

橋頭跳車產(chǎn)生的主要原因是橋頭地基沉陷與橋臺沉降有較大差異。而橋頭地基土質(zhì)不良是導(dǎo)致地基沉陷幅度大且歷時(shí)時(shí)間長的主要原因。一般情況橋涵所處位置地下水位高，天然含水量高于液限值，孔隙比大，壓縮性強(qiáng)，抗剪強(qiáng)度低。地基在受到干擾的情況下，天然結(jié)構(gòu)會受到破壞，地基強(qiáng)度會有明顯下降。橋頭路基填筑高度較大，穩(wěn)定性更差，沉降也會更容易發(fā)生，并且這種沉降變形會持續(xù)很長時(shí)間。

1.2 填料壓縮沉降

臺背填料具有滲透性強(qiáng)、填料間空隙大的特點(diǎn)，而其所處的位置一般壓實(shí)機(jī)具沒有辦法非?？拷詿o法完全消除填料間的空隙，壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)定要求，并且隨著公路建成運(yùn)營過程中行車荷載的反復(fù)作用以及土體自重的作用，填料會被壓縮密實(shí)，孔隙率降低，最后產(chǎn)生沉降，形成橋臺與路堤間的錯(cuò)臺。

1.3 施工安排不當(dāng)

在工期緊張的情況下，會采取路基橋涵同時(shí)施工的措施，尤其是在臺背回填工作的施工工藝上，沒有按分層填筑、分層碾壓、層層檢測的“三分法”進(jìn)行施工，壓實(shí)度達(dá)不到要求，并且在沒有經(jīng)過充分固結(jié)即通車使用，在車輛荷載的作用下，施工中所產(chǎn)生的弊端問題很容就會顯現(xiàn)出來：經(jīng)過固結(jié)后臺背會有較大沉降，并且不均勻，很容易造成橋頭跳車現(xiàn)象。填料的要求不嚴(yán)格、臺背排水考慮欠佳、基坑清理不徹底等人為因素也是橋頭跳車產(chǎn)生的重要原因。

1.4 橋臺與臺背填土的剛度差異

橋臺一般是鋼筋混凝土澆筑而成，整體剛度大；路堤是一種彈塑性結(jié)構(gòu)，柔性大，剛度小。所以橋臺與路堤之間存在著明顯的剛度變形，在行車荷載的作用下，這種剛度差異會引起橋臺與臺背填土之間產(chǎn)生較大的塑性變形的剛度突變，從而加劇了兩部分的沉降差異，產(chǎn)生了橋頭跳車現(xiàn)象。

2 解決橋頭跳車的具體措施

2.1 處理好臺后軟弱地基

臺后不良地質(zhì)路段，在強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及承載力達(dá)不到規(guī)定要求的情況下不能進(jìn)行路堤填筑。在此之前必須采取一定的處理措施。目前常用的軟弱地基處理方法有：換填法、超載預(yù)壓、塑料排水板、袋裝砂井、片石擠密、強(qiáng)夯（重夯）法、粉噴樁復(fù)合地基等。

換填法是軟弱地基處理中最常用的一種方法，最大有效處理深度為3m。采用人工或機(jī)械挖除路堤下全部軟土，換填強(qiáng)度較高的黏性土或砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。換填的深度要根據(jù)所要求的承載力來確定；超載預(yù)壓施工工期較長，剩余沉降量也大，不過在工期允許的情況下是最經(jīng)濟(jì)的一種方式；塑料排水板法是通過將地基中的水排出，增加作用于土顆粒的有效應(yīng)力來加速固結(jié)，以提高地基強(qiáng)度，加固效果較好，尤其適用于地基松軟、地下水位高的地質(zhì)，并且其工期短；袋裝砂井作用原理與塑料排水板類似，都是在軟土地基中設(shè)置豎向排水體，縮短軟土地基的排水距離，加速固結(jié)，適用于軟土層較厚，且路堤高度遠(yuǎn)超過天然地基承載力的條件下；片石擠密適用于軟土層較薄，表層無硬殼、呈流動狀態(tài)淤泥、排水困難、石塊易于取得的條件下；強(qiáng)夯（重夯）法工期短，效果明顯，但是質(zhì)量不可控，易形成“彈簧土”，主要用于濕陷性黃土地段且施工地點(diǎn)開闊的條件下；水泥粉噴樁復(fù)合地基是通過利用加固材料改良軟基性質(zhì)減少總沉降量，加固軟土效果明顯，施工工期短，但是費(fèi)用高。

2.2 處理橋臺與路基接頭處的路面

橋臺與路基結(jié)構(gòu)是剛性與彈塑性兩種差異性很大的體系。當(dāng)橋梁連接的是瀝青混凝土路面時(shí)，在橋臺處增加增變厚式水泥混凝土埋板。當(dāng)橋梁連接的是水泥混凝土路面時(shí)，則將連接處的路面板改為變厚式。

2.3 加強(qiáng)臺背回填管理

臺背回填工作是影響橋頭跳車的一項(xiàng)關(guān)鍵工作，回填工作的好壞直接影響橋頭跳車現(xiàn)象的程度。在臺背回填之前要對地基進(jìn)行清表，尤其是對軟弱地層要徹底清除，然后碾壓密實(shí)形成橋涵與路基之間臺背回填區(qū)下承層，與臺背回填區(qū)以及橋涵錐坡部位一同填筑。對填料的選取要嚴(yán)格控制，盡量縮小不均勻沉降。施工過程中必須分層填筑，分層碾壓，層層檢測?；靥罟芾砉ぷ餍枰獓?yán)格控制的指標(biāo)有：填料含水量、松鋪厚度、壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)指標(biāo)。

2.4 嚴(yán)格控制施工

開挖到規(guī)定的回填范圍，并在已填路基一側(cè)形成臺階，使臺后回填與已填路基搭接密實(shí)、牢固，提高臺背回填整體質(zhì)量。對伸縮縫的安裝質(zhì)量管理要嚴(yán)格要求，對施工工序要做出合理的安排，路面鋪筑完成后再安裝伸縮縫，以解決橋梁、伸縮縫、路堤三者標(biāo)高不一致而產(chǎn)生的錯(cuò)臺現(xiàn)象。

對施工組織管理和施工質(zhì)量控制要有嚴(yán)格的要求。施工組織管理包括施工計(jì)劃、施工順序和施工管理，這些都是保證工程順利進(jìn)行和減少橋頭跳車的關(guān)鍵。施工質(zhì)量控制包括對填料質(zhì)量與施工的控制和施工檢測的控制，填料質(zhì)量與施工的控制是對填料質(zhì)量、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)以及壓實(shí)度的嚴(yán)格要求，施工監(jiān)測是對各環(huán)節(jié)的施工進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。對分部分項(xiàng)工程的施工同樣要有非常嚴(yán)格的要求。

2.5 設(shè)置完善的排水設(shè)施及防水工程，做好橋頭路堤的排水

水對路基填土的影響很大，特別是靠近橋臺的填料，容易積水下陷，在橋頭路堤設(shè)置好排水措施對臺背填方的穩(wěn)定性尤為重要。路面下設(shè)置排水墊層防止路面上的水進(jìn)入填方體；設(shè)置縱向集水管和橫向排水管，及時(shí)排除填方體內(nèi)的下滲水；設(shè)置完善的地下排水設(shè)施；施工過程中設(shè)置合理的排水坡度。

2.6 設(shè)置橋臺搭板

橋臺處做一定的過渡性處理對避免橋頭跳車非常有效。具體的措施為在橋頭設(shè)置一定長度的搭板，搭板下設(shè)置枕梁和一定厚度的半剛性基層穩(wěn)定土。為避免因路基沉降而造成搭板架空斷裂和因新跳點(diǎn)的出現(xiàn)而導(dǎo)致的二次跳車，在橋頭路堤一定范圍內(nèi)設(shè)置成多段高程可以調(diào)節(jié)的搭板形式，在路基發(fā)生沉陷時(shí)將搭板頂起并用速凝水泥砂漿注入板下空隙，這種措施還可以避免第二次跳車的發(fā)生。

2.7 采用過渡性路面

過渡性路面能夠有效降低橋臺與路堤的沉降差異，降低橋頭跳車的危害。過渡性路面的類型有預(yù)制水泥混凝土塊、條石鋪砌、半剛性過渡層或?yàn)r青表處過渡層等。在軟地基的高速公路上應(yīng)用較多，采取的類型多為瀝青表處過渡層，因?yàn)樵诎l(fā)生較大沉降時(shí)這種過渡層能夠及時(shí)補(bǔ)充瀝青混凝土或?yàn)r青砂，保證高速公路的正常運(yùn)行。

2.8 筑路材料選擇

回填材料的選用對橋頭跳車的發(fā)生有著很大的影響，通過對京津塘高速公路北京段、濟(jì)青高速公路、唐津高速公路、石黃高速公路等高速公路段竣工后的使用效果分析，得出京津塘高速公路段搭板下全部回填天然級配砂礫，其效果較好，但是天然級配砂礫有其局限性，剛度小，二次固結(jié)變形大，難以達(dá)到臺背回填對剛度和變形的要求；而采用砂礫回填時(shí)，臺背填土的剛度小、孔隙大，難以密實(shí)，且變形大，其透水性對路基和臺背填土基底強(qiáng)度和變形的影響很大。因此，天然砂礫和砂礫不是理想的回填材料。半剛性穩(wěn)定類土（如水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土等等）能夠克服天然砂礫和砂礫的不足，為較好的臺背回填材料。

通過大量的工程實(shí)踐中可以得出，土工合成材料在橋頭跳車治理中發(fā)揮出了明顯的優(yōu)勢，具有顯著的效果。土工合成材料在路基中能夠利用其抗拉強(qiáng)度與土體之間的摩擦作用約束土體的側(cè)向變形，提高土體的承載力和抗剪強(qiáng)度。所以在橋臺背后的填料中應(yīng)用土工合成材料能夠有效降低土體的壓縮變形，減少塑性變形累積，從而縮小橋頭沉降的差異。

3 結(jié)語

橋頭跳車是目前比較難處理的工程病害，解決橋頭跳車的各種方法，其核心是要做好臺背的回填壓實(shí)工作，填料的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求，降低橋臺與路基的沉降差異。所提出的具體的解決辦法要結(jié)合工程實(shí)際，既要做到切實(shí)可行、效果顯著，還要考慮到建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、科研、監(jiān)督等各個(gè)環(huán)節(jié)的配合。

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