橋頭跳車綜合防治對(duì)策研究

尚德惠

(山西省路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西太原 030006)

1 研究背景

橋頭跳車一直是橋梁通病，其一般是由于橋頭引道同橋臺(tái)處橋面的沉降不協(xié)調(diào)或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)突變引起的。橋頭跳車不但影響行車速度，更影響到行車的舒適與安全，在炎熱的夏天特別容易引起車輛爆胎進(jìn)而造成惡性事故;同時(shí)，由于車輛通過(guò)時(shí)的劇烈顛簸造成對(duì)伸縮縫、橋梁結(jié)構(gòu)及路面的沖擊將會(huì)導(dǎo)致這些部件的加速破損，嚴(yán)重影響橋梁及公路的使用壽命。本文著重從橋頭跳車成因入手研究橋頭跳車的預(yù)防和處治措施。

2 橋頭跳車成因分析［1，2，4］

2.1 不均勻沉降

由于路基、橋梁基礎(chǔ)、臺(tái)背填料等自身物理因素導(dǎo)致其三者在橋梁施工運(yùn)營(yíng)過(guò)程中沉降不協(xié)調(diào)及最終沉降量不一致等造成路基、橋臺(tái)背后及橋面三者之間出現(xiàn)高差，導(dǎo)致橋面縱坡起伏，產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。雖然在橋梁設(shè)計(jì)及施工中采取一些措施盡力避免，但由于其內(nèi)在原因的復(fù)雜性，很難根本上避免橋頭跳車。因此必須在設(shè)計(jì)、施工等方方面面綜合考慮預(yù)防。

2.2 橋梁設(shè)計(jì)原因

由于設(shè)計(jì)原因造成的橋頭跳車主要有以下幾種情況:

1)一般橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)往往針對(duì)橋臺(tái)及臺(tái)背回填進(jìn)行設(shè)計(jì)并提出施工工藝要求，而往往忽視了對(duì)臺(tái)背填方下地基的處理，或者是在缺乏地質(zhì)資料情況下選擇了不當(dāng)?shù)奶幹螌?duì)策，造成填方地基的沉陷。

2)路面排水設(shè)計(jì)不佳，如部分橋頭路面沒(méi)有做攔水緣石等造成路面排水不暢，導(dǎo)致橋頭護(hù)坡被沖損和毀壞;在橋涵與路堤的交接部位一般存在裂隙，雨水會(huì)滲透進(jìn)而對(duì)路面結(jié)構(gòu)層和路堤產(chǎn)生沖刷和浸蝕，日積月累必然造成路堤和各結(jié)構(gòu)層的破壞。這都會(huì)造成路堤沉陷，橋頭跳車現(xiàn)象隨之發(fā)生。

3)設(shè)計(jì)選用了不合理的伸縮縫，導(dǎo)致伸縮縫在使用過(guò)程中極易堵塞卡死和破損，造成伸縮縫處凸凹不平。

4)引道、路堤邊坡及橋頭錐坡防護(hù)措施欠妥，橋頭錐坡坡度設(shè)置過(guò)陡，錐坡防護(hù)措施設(shè)置不當(dāng)，引道及路堤無(wú)防護(hù)措施等造成護(hù)坡在使用過(guò)程中坍塌和水毀。

5)橋頭沒(méi)有橋頭搭板或設(shè)置不當(dāng)，如長(zhǎng)度設(shè)置不合理等造成橋面縱坡跳躍突變和搭板結(jié)構(gòu)及構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理造成斷板等導(dǎo)致跳車。

2.3 橋梁施工原因

1)壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。臺(tái)背填土是較高、施工面狹窄且工期緊迫的作業(yè)段，大型機(jī)械很難進(jìn)場(chǎng)操作，給土方壓實(shí)工作帶來(lái)很大的困難;當(dāng)前一些施工隊(duì)盲目追求高速度，沒(méi)有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè)，臺(tái)背填土速度過(guò)快;在實(shí)際施工時(shí)，土方往往又不能達(dá)到最佳含水量，且臺(tái)背一定范圍內(nèi)土方壓實(shí)往往輔以人工夯實(shí)，壓實(shí)功較小，局部密實(shí)程度很難達(dá)到質(zhì)量要求。種種原因造成臺(tái)背填土不穩(wěn)定，后期沉降大。

2)臺(tái)背填料選擇不當(dāng)，在臺(tái)背回填過(guò)程中，施工方由于取料及成本考慮等原因選取了不當(dāng)?shù)奶盍匣蛘哂幸獾臏p少了添加物，如石灰、粉煤灰等用量，造成填料難以壓實(shí)，填料自密沉降后形成跳車。更為嚴(yán)重的是由于填料不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致路基翻漿下陷等惡劣病害，處治困難。

3)不重視施工細(xì)節(jié)問(wèn)題，如對(duì)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)措施理解不到位等，造成施工遺漏，如忽略了排水構(gòu)造設(shè)施的預(yù)留等造成橋梁本身存在缺陷，預(yù)防措施喪失。

2.4 橋梁管養(yǎng)原因

目前交通部門一般重建輕養(yǎng)，出現(xiàn)的橋梁病害往往得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處治，造成病害不斷發(fā)展惡化。如在發(fā)現(xiàn)護(hù)坡破損的初期馬上進(jìn)行修復(fù)的情況下可迅速恢復(fù)護(hù)坡功能而其代價(jià)又是經(jīng)濟(jì)的，而如果忽視任其發(fā)展則可能導(dǎo)致護(hù)坡的塌陷損毀。

因此，在橋梁出現(xiàn)橋頭跳車跡象時(shí)橋梁管養(yǎng)部門應(yīng)當(dāng)及時(shí)查找原因，并據(jù)此落實(shí)對(duì)病害的處治，以免問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)大惡化。

3 橋頭跳車預(yù)防和處治對(duì)策［1，2，4］

3.1 做好施工質(zhì)量控制

制定具有懲罰性、激勵(lì)性的施工管理機(jī)制，做到獎(jiǎng)罰分明，提高承包商及施工者責(zé)任心和主人翁意識(shí)，以盡量避免由于人為因素如偷工減料現(xiàn)象導(dǎo)致的質(zhì)量缺陷，確保施工質(zhì)量。

3.2 臺(tái)背軟弱地基處治對(duì)策

處理臺(tái)背軟弱地基是控制不均勻沉降、防止出現(xiàn)橋頭跳車的重要措施，特別是如軟土、濕陷性黃土、沖積物等特殊地基更需要進(jìn)行處理，以改善地基性能，提高承載能力，減少地基沉降，從而縮小橋臺(tái)與路堤的沉降差。

主要處理措施有:換填法、強(qiáng)夯法、水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁法)、排水固結(jié)法等方法，具體在應(yīng)用中，應(yīng)綜合考慮地基類型及厚度、經(jīng)濟(jì)、安全等實(shí)際情況，選擇合適的處治方法，以有效地減少地基的沉降。

3.3 臺(tái)背路堤處治對(duì)策

由于施工空間狹小及出于對(duì)已有構(gòu)造物的安全考慮無(wú)法采用重壓等原因?qū)е屡_(tái)背回填質(zhì)量難以保證，臺(tái)背回填工序常安排在最后環(huán)節(jié)施工，沒(méi)有足夠的時(shí)間完成固結(jié)沉降，這將導(dǎo)致臺(tái)背路基在橋梁運(yùn)營(yíng)后發(fā)生的沉降量較連接部位的路堤沉降量大，這是引起路橋過(guò)渡段不均勻沉降的主要原因之一。

為此，應(yīng)從如下幾方面綜合預(yù)防臺(tái)背路堤沉降:

1)合理安排施工工序和時(shí)間，設(shè)法盡早對(duì)路橋過(guò)渡段路堤進(jìn)行施工，保證有足夠的時(shí)間完成沉降;

2)設(shè)法提高臺(tái)背回填區(qū)路堤的壓實(shí)度，保證路堤在施工中沉降到位，盡量減少后期沉降;

3)選擇優(yōu)質(zhì)填料，盡量選擇強(qiáng)度大易壓實(shí)、透水性好、穩(wěn)定性好的填料，如砂性土中粗砂或砂礫等;石料豐富的地區(qū)可采用片石混凝土回填，速度快、造價(jià)合理且效果良好;

4)設(shè)法提高臺(tái)背路堤自身承載能力，譬如利用土工格柵予以加筋等，增加路堤填土的整體性，減少不均勻沉降的梯度;

5)對(duì)臺(tái)背填料進(jìn)行預(yù)壓漿加固，在臺(tái)背回填過(guò)程中，預(yù)先設(shè)置壓漿管道，待橋頭搭板完工后對(duì)路堤進(jìn)行壓漿預(yù)加固。

在運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的路基嚴(yán)重沉陷等難以常規(guī)處治的病害也可采用從錐坡及邊坡處水平打入壓漿管進(jìn)行壓漿加固處理。

3.4 路面處治對(duì)策

1)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(xiàng)主要輔助措施。搭板的一端支撐在臺(tái)背上，用錨栓固定，另一端可直接置于石灰穩(wěn)定土或路面基層上或者放置在枕梁上。搭板長(zhǎng)度及剛度是影響搭板使用效果的重要因素，長(zhǎng)度應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)行車速度、路堤填土高度及預(yù)計(jì)的橋臺(tái)與臺(tái)后填土的工后沉降差的大小來(lái)綜合確定;搭板厚度應(yīng)根據(jù)其寬度、長(zhǎng)度及基層類型計(jì)算確定，不宜低于20cm，并應(yīng)在頂、底面配置足夠數(shù)量的受力鋼筋。

2)設(shè)置過(guò)渡路面。

橋頭不均勻沉降原因很多，且難以根除，因此可根據(jù)橋涵的長(zhǎng)度和路基的容許工后沉降值等，在橋頭一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)鋪設(shè)過(guò)渡性路面，待路堤穩(wěn)定后，再改鋪原設(shè)計(jì)永久性路面。

過(guò)渡性路面形式主要有預(yù)制水泥混凝土六棱塊、條石鋪砌、半剛性過(guò)渡層或?yàn)r青表處過(guò)渡層等類型。其各有優(yōu)點(diǎn)，但從行車舒適性考慮值得推廣的是瀝青表處過(guò)渡層類型，當(dāng)出現(xiàn)較大沉降時(shí)，可及時(shí)補(bǔ)充鋪設(shè)一層瀝青混凝土，便能確保行車暢順，有效避免跳車現(xiàn)象。

3)設(shè)置適當(dāng)?shù)纳炜s縫。

盡量選用制作精良，不易卡死、堵塞的伸縮縫，保證伸縮縫安裝質(zhì)量，做到外觀平整美觀，內(nèi)在鋼筋連接牢固、混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)及無(wú)內(nèi)在缺陷。

3.5 設(shè)置完善排水設(shè)施

水是造成路基病害及錐、護(hù)坡破損的主要因素之一，因此必須設(shè)置完善的排水系統(tǒng)及排水措施，具體措施有:

1)在臺(tái)背回填施工前將路基原地面設(shè)置成雙向的路拱橫坡，同時(shí)設(shè)置一定數(shù)量排水盲溝。

2)在臺(tái)背回填的頂面設(shè)置防水層，防止路面結(jié)構(gòu)的滲水浸入臺(tái)背路基。

3)加強(qiáng)橋頭處一定范圍內(nèi)路基兩側(cè)邊坡的排水及防沖刷措施，如可在邊坡漿砌防護(hù)工程的下方設(shè)置防水土工布，把路基邊坡上的水排出。

4)重視路面排水，設(shè)置不低于1%的路面橫坡，設(shè)置完善的路緣石，對(duì)路面積水進(jìn)行導(dǎo)流集中排放，確保路面積水順利排放，不下滲路基和沖刷護(hù)坡。

3.6 及時(shí)修補(bǔ)

當(dāng)橋頭處開(kāi)始出現(xiàn)破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)診斷破壞原因，選擇有效的方法進(jìn)行修補(bǔ)，否則會(huì)加速橋頭路面和路基的破壞。因?yàn)橐坏蝾^開(kāi)始跳車，汽車荷載對(duì)路面的作用力要比沒(méi)出現(xiàn)破壞時(shí)大的多，更易造成路面破損。

4 結(jié)語(yǔ)

消除或減輕橋頭跳車現(xiàn)象對(duì)減少橋梁養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、改善行車條件及保證行車安全都有著重要意義。由于各種因素制約，對(duì)于橋頭跳車采用單一處治的作用與效果總是有局限性的。因此，為了解決橋頭跳車病害或使防治作用更為有效，需要綜合考慮同時(shí)采用多種措施進(jìn)行綜合防治，采用地基處治措施、臺(tái)背路堤處治措施、路面處治措施及排水措施相結(jié)合的方法進(jìn)行，并在施工中嚴(yán)格按照施工程序施工，做好質(zhì)量控制工作;當(dāng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)查明原因及時(shí)修補(bǔ)。

［1］李明杰.跳車病害分析及防治技術(shù)研究［D］.西安:長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004:9-61.

［2］蔣功雪.高等級(jí)公路臺(tái)背回填設(shè)計(jì)與施工的探討［J］.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，1995，8(2):67-68.

［3］周軍蓮，孫靜平.公路橋頭跳車成因及防治措施［J］.山西建筑，2011，37(24):134-135.

［4］高振霞.高速公路橋頭跳車的成因分析及防治措施［J］.山西交通科技，2008(1):70-72.