論橋頭跳車現(xiàn)象的分析與治理

管 建

（石家莊交通勘察設(shè)計(jì)院，河北 石家莊 050000）

0 引言

隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展，高等級(jí)公路建設(shè)日益增多，由橋臺(tái)后道路沉降造成與結(jié)構(gòu)物的高差超過一定數(shù)值所引起的橋頭跳車現(xiàn)象，已成為公路交通行業(yè)關(guān)注的一大技術(shù)難題，而且隨著高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，車輛快速、安全、經(jīng)濟(jì)和舒適的要求越來越高，這個(gè)問題越來越突出，影響著公路使用性能和運(yùn)輸效益的發(fā)揮。如何解決橋頭跳車問題，已成為公路行業(yè)非常重視的問題。

1 橋頭不均勻沉降的危害

橋頭不均勻沉降的危害主要表現(xiàn)在以下方面：

a）當(dāng)車輛行至橋頭陡坎時(shí)，為防止車輛猛烈跳動(dòng)，駕駛員被迫剎車減速，降低了道路的使用功能；b）行車的安全性、乘車的舒適性得不到保證；c）由于車輛通過會(huì)引起跳車，會(huì)導(dǎo)致乘客和駕駛員的不適，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響車輛的正常操作，造成交通事故；d）增加車輛的損耗和廢氣排放，影響運(yùn)營(yíng)效率和空氣質(zhì)量；e）橋堤高差引起汽車的沖擊荷載，加速橋頭路面及橋梁伸縮縫的破壞；f）臺(tái)后軟基不均勻沉降，增加橋臺(tái)承受的水平推力，嚴(yán)重的有可能導(dǎo)致橋臺(tái)的位移或斷裂；g）增大養(yǎng)護(hù)難度及費(fèi)用。

2 跳車的主要原因

2.1 土基橋梁所在位置一般地下水位較高，地基土質(zhì)天然含水量大、空隙率大、抗剪強(qiáng)度低，在車輛荷載的長(zhǎng)期作用下極易引起沉陷。

2.2 臺(tái)后填土范圍內(nèi)原地基承載力較低，而路堤較高，特別是軟土地基，在高填土自身壓力作用下，產(chǎn)生較大的固結(jié)沉降，一般施工方案僅對(duì)路基填筑處理而忽略了提高原地基承載力。

2.3 路基填土自身的壓縮沉降。按一般的施工工序，構(gòu)造物往往先行施工，待臺(tái)背路基施工時(shí)，由于壓實(shí)機(jī)械作業(yè)面狹小導(dǎo)致壓實(shí)不到位，特別是臺(tái)、墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)部位，路基填土壓實(shí)度難以達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，剩余壓縮量較大。通車后經(jīng)汽車荷載反復(fù)作用，造成該處路基的壓縮沉降。

2.4 路基與臺(tái)背結(jié)合處，由于路堤和橋臺(tái)的形變，以及橋臺(tái)伸縮縫自身質(zhì)量問題常會(huì)產(chǎn)生裂縫，隨著雨水的不斷滲入，使臺(tái)后路基沉降加重。

2.5 剛度差異道路是柔性（剛性）路面與柔性路基的組合，而橋梁是剛性結(jié)構(gòu)物，由于橋梁結(jié)構(gòu)剛度比道路的剛度大得多，經(jīng)過車輛荷載長(zhǎng)時(shí)間的作用，橋跨結(jié)構(gòu)變形很小且基礎(chǔ)以下部分不會(huì)產(chǎn)生明顯變形，而作為路基填料的土基部分在自身重力和外部荷載的作用下，會(huì)產(chǎn)生彈性變形和永久變形。

2.6 設(shè)計(jì)由于主客觀原因造成的地質(zhì)鉆探布控過少或鉆探深度不足，未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度，造成軟基處治的理論計(jì)算與選用的計(jì)算參數(shù)與實(shí)際情況不符，導(dǎo)致軟基處治設(shè)計(jì)未能達(dá)到規(guī)范要求，而且大多數(shù)橋梁的橋頭搭板未作專項(xiàng)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。

3 預(yù)防及治理措施

從思想上足夠重視解決橋梁引道不均勻沉陷現(xiàn)象。在高等級(jí)公路的建設(shè)中，為了防止或減輕橋梁引道不均勻沉降量，避免橋頭跳車現(xiàn)象，設(shè)計(jì)與施工必須從思想、技術(shù)和施工管理手段充分重視路基路面的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，認(rèn)真做好路基沉降的預(yù)防工程，減少因設(shè)計(jì)和施工方面的原因而加重橋頭跳車的現(xiàn)象。

3.1 先治理軟基，后施工橋臺(tái)

加強(qiáng)橋臺(tái)軟基處治的研究分析，國(guó)內(nèi)高速公路軟土地基處治大多采用排水固結(jié)法，仍然存在軟基路堤不均勻沉陷，橋頭產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，除軟基路堤設(shè)計(jì)與施工細(xì)節(jié)欠妥之外，一個(gè)主要原因是未能保證充分的軟基排水固結(jié)時(shí)間，往往在沉降尚未穩(wěn)定的情況下就進(jìn)行路面施工。因此，為了保證軟基路段的施工質(zhì)量，消除或減輕軟基路堤不均勻沉降的現(xiàn)象，必須采取下述措施。

3.1.1 盡可能地將軟土地基路段的施工時(shí)間提前，尤其是橋臺(tái)地段的施工時(shí)間，爭(zhēng)取更長(zhǎng)的預(yù)壓時(shí)間，以減少軟基工后沉降量。

3.1.2 根據(jù)軟土的地質(zhì)條件、土層性質(zhì)和路堤填筑高度，一般路段采用袋裝砂井或塑料排水板處理，采用不同的施打長(zhǎng)度和施打密度，其間距在鄰近橋頭路段附近適當(dāng)加密；在橋臺(tái)處設(shè)置攪拌樁過渡段，并在攪拌樁過渡段末端與袋裝砂井或塑料排水板加密區(qū)交接處設(shè)置土工織物砂墊層，以協(xié)調(diào)變形。

3.1.3 對(duì)于淤泥層厚度不大地段，可采用水泥或石灰深層攪拌樁，樁深至淤泥層下的粘土等承載相對(duì)較大的持力層，達(dá)到將路堤和車輛荷載大部傳遞至該層，減少淤泥層的承荷，達(dá)到降低淤泥層的壓縮變形的目的。

3.1.4 對(duì)于含水量和孔隙比較大、含有機(jī)質(zhì)的一般粘土層可進(jìn)行換土處理，換土深度視軟層厚度而定，對(duì)一般粘性土而言，應(yīng)進(jìn)行挖開翻曬，開挖深度根據(jù)地質(zhì)條件和路堤填土高度確定，土質(zhì)曬到最佳含水量再回填壓實(shí)，回填土上層厚60cm用石灰土（或水泥穩(wěn)定土）穩(wěn)實(shí)，在路堤底部設(shè)一層石灰土的目的是使地基在強(qiáng)度和剛度上形成一個(gè)漸變帶，較均勻地承受路基荷載，減少土基的不均勻沉降，也使土基的沉降變成漸變，確保路基不產(chǎn)生較大的變形；如施工期雨水較多，土不可能曬干，回填土可全部采用石灰土，對(duì)砂性土而言，由于它壓實(shí)快，可采用重型振動(dòng)機(jī)器壓實(shí)，路基完工讓路堤自然沉降一段時(shí)間后再鋪筑路面。

3.2 提高軟基路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性

減少路堤和路面結(jié)構(gòu)層的沉降針對(duì)目前高等級(jí)公路軟土地基處理較多采用排水固結(jié)法，結(jié)合橋梁引道存在不均勻沉降而引起橋頭跳車現(xiàn)象，從提高軟基路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、減少軟基路堤工后沉降的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)階段和施工過程必須解決好下述若干問題。

3.2.1 在設(shè)計(jì)階段，要盡可能考慮設(shè)置橋頭搭板，在搭板與橋臺(tái)連接處作構(gòu)造處理，若有可能可將橋臺(tái)處的伸縮縫移到橋墩上，使上部構(gòu)造的橋面連續(xù)擴(kuò)大到搭板內(nèi)，減少橋臺(tái)處的變形因素。同時(shí)，認(rèn)真分析橋臺(tái)地基土層情況，確定如何使橋臺(tái)填土路堤更為密實(shí)的方法。鄰接搭板的路堤一定長(zhǎng)度內(nèi)，路基采用水泥穩(wěn)定碎石層處理，并設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)，使路基剛度逐漸過渡。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(zhǎng)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。設(shè)計(jì)單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和相關(guān)的規(guī)定要求；對(duì)橋頭跳車的部位進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，提出施工指導(dǎo)意見，并且認(rèn)真詳細(xì)地進(jìn)行設(shè)計(jì)交底。

3.2.2 施工管理上的防治。施工單位要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件、施工規(guī)范、合同條款及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組織施工；施工單位要根據(jù)產(chǎn)生橋頭跳車的具體原因制定具體防治措施，在完善質(zhì)量自檢體系和質(zhì)量自檢程序的同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)施工原材料和施工工藝的控制，特別是要加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)生橋頭跳車部位的施工工序的檢查，將產(chǎn)生橋頭跳車的隱患消滅在工程施工過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)上。

3.3 路基處理

3.3.1 改良路基填料

3.3.1.1 選擇強(qiáng)度高、宜壓實(shí)、透水性好的砂礫石、石灰穩(wěn)定土、卵石土等填料，可起到提高壓實(shí)度、降低壓縮性，盡量減小路堤不均勻沉降的目的。

3.3.1.2 采用輕質(zhì)材料，減少地基應(yīng)力。如粉煤灰路堤的運(yùn)用。

3.3.1.3 靠近橋臺(tái)50cm范圍內(nèi)路堤，由于壓實(shí)困難，必要時(shí)可改填內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，如石渣、碎石、砂礫等。即能減少路基的壓縮沉降量，也利于臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿泄水管順利排出路堤外。

3.3.2 路堤中土工格柵合成材料的應(yīng)用

采用土工格柵處理橋臺(tái)臺(tái)背填土?xí)r，土工格柵與土一起承受外部和內(nèi)部荷載的作用；由于格柵與土接觸面的磨擦作用，降低了橋臺(tái)臺(tái)背局部范圍內(nèi)土中的垂直應(yīng)力，使土體承載能力得以提高，減少了沉降；土工格柵使土體的抗剪強(qiáng)度得以充分發(fā)揮，約束了土體的側(cè)向變形；水平攤鋪的土工格柵具有彈性，在反復(fù)荷載作用下，不會(huì)產(chǎn)生或減少變形的累積。

在工程實(shí)施時(shí)，鋪土工格柵長(zhǎng)度應(yīng)大于5m且不小于橋臺(tái)高的0.75倍，每層格柵長(zhǎng)度由下而上按1∶1的坡度增加，每層格柵之間間距越密效果越好，但從經(jīng)濟(jì)適用上考慮，下疏上密，取50～100cm較為適宜，對(duì)格柵之間的土體需保證壓實(shí)度要求。

3.4 增設(shè)橋頭防護(hù)

為防止臺(tái)后路堤中央分隔帶和機(jī)非分隔帶處橋頭水滲入路堤造成路堤不穩(wěn)定，在兩側(cè)橋頭路堤分隔帶加鋪預(yù)制塊硬化路堤表面，并要求硬化帶與橋臺(tái)前錐坡硬化聯(lián)成一體，防止雨水滲入橋臺(tái)后路堤中。

3.5 合理安排施工工序

3.5.1 為使臺(tái)后填土可以早開始，應(yīng)在立柱、基樁施工安排中，先安排橋臺(tái)，再做其它中墩。

3.5.2 為保證橋臺(tái)蓋梁下填土壓實(shí)質(zhì)量，要求必須先將臺(tái)背填土至蓋梁底面標(biāo)高，再澆筑橋臺(tái)蓋梁。

3.5.3 為避免橋梁、伸縮縫、路堤三者標(biāo)高不一致形成錯(cuò)臺(tái)，要求在施工工藝上加以改進(jìn)，即鋪裝路面時(shí)先將伸縮縫預(yù)留槽臨時(shí)用瀝青混凝土填筑，路面一次鋪筑，再對(duì)預(yù)留槽進(jìn)行切縫安裝橋臺(tái)伸縮縫。

4 結(jié)語(yǔ)

橋頭跳車是現(xiàn)在一個(gè)常見的比較復(fù)雜的技術(shù)問題，預(yù)防治理并加強(qiáng)施工質(zhì)量控制是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，在嚴(yán)格按照施工規(guī)范操作規(guī)程下，還需建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方及其它相關(guān)方等各單位共同努力，采用合理、可行的處理措施，使橋頭跳車問題得到進(jìn)一步的控制和解決，創(chuàng)造一個(gè)良好的行車條件，提高行車的安全性和舒適性。