淺析如何防治橋頭跳車

孫紅軍

摘 要：目前我國的高等級公路中普遍存在臺背回填部位沉降斷裂現(xiàn)象，從而引起了車輛在通過時出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，對車輛造成了沖擊，并且加大了路面以及橋涵的荷載，不但降低了路面使用的舒適度，同時，對車輛的速度造成影響，甚至引發(fā)交通事故。文章主要對如何防治公路橋頭跳車現(xiàn)象進行了論述，通過結(jié)合實際的施工經(jīng)驗，對解決該類問題提出了一些合理的措施，以提高公路的行車舒適度。

關(guān)鍵詞：橋頭跳車；原因；防治

1 原因分析以及影響概述

1.1 原因分析

①地基沉降影響

地基土質(zhì)不良極易造成沉降現(xiàn)象。公路中在溝壑地段通常設(shè)置橋涵，由于該地段具有較高的地下水位，且土質(zhì)多為軟土，因此極易發(fā)生沉降現(xiàn)象。軟土含水量較高，且壓縮性強，顆?？障兑话爿^大，抗剪度低，因此沉降現(xiàn)象較易出現(xiàn)在軟基段。并且相對于其他路段，橋頭路基的填筑高度更高，因此基底應(yīng)力較大，這也是橋頭部位較容易發(fā)生地基沉降的原因之一，尤其是在投入使用之后，沉降更容易發(fā)生。

②臺背填料壓縮對路基沉陷的影響

臺背填料的空隙較大，且含水量較高，即便是在施工中采取措施也難以消除填料顆粒的空隙。公路在投入使用后，受到公路材料自重的影響，以及車輛荷載作用，加之使用過程中振動的影響，填料會被壓縮，其孔隙減小，因此公路在使用一段時間后其路基會發(fā)生沉降。因此填料的性質(zhì)以及施工條件會對壓縮沉降造成影響，所以，施工時需要對填料性質(zhì)以及防護排水工作進行重視。

③剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏?/p>

路面的剛度不同車輛發(fā)生跳車現(xiàn)象的振動程度也不同，相對于剛性材料，柔性材料對于振動能量的吸收程度更高。一般的結(jié)構(gòu)物橋臺大多采用混凝土或者大剛性堅石砌筑而成，因此整體剛度較大，屬于剛性體；而同該結(jié)構(gòu)相連的道路剛性較小，屬于彈塑性體。由此可見，在結(jié)構(gòu)物橋臺同道路之間存在剛度差，因而結(jié)構(gòu)物橋臺以及道路之間的剛度突變以及塑性變形差必然會較大，而這種差異會加大橋頭跳車程度。

1.2 對行車的影響

橋頭調(diào)整對于行車的影響主要表現(xiàn)在對于行車速度的影響上。由于臺背路面的斷裂以及沉陷等現(xiàn)象使得該部位形成了臺階，因而會對車輛的速度造成影響。而對車速的影響受到諸多因素（路面類型、車輛的初始速度、車輛型號以及臺階高度）的影響。除此之外，司機自身的狀態(tài)以及道路熟悉度也會對車輛速度造成影響。據(jù)不完全統(tǒng)計和實地考察，若是橋頭臺階高度為1.5米，就會明顯影響車速，臺階每加高1厘米，則車速就會相應(yīng)降低3千米/時，若是臺階高度超過5厘米，則車輛速度下降程度能夠達到9千米至13千米/時，不但會影響行車速度，同時也會對行車的舒適度造成影響。并且剛性路面的這種影響要大于柔性路面；另外車速不同對于車輛行駛的影響也不同，車輛速度在60至80千米/時的速度區(qū)間行駛時，其影響最大；另外，車輛的體積、載重不通過，臺階對于車輛的行駛速度影響也有所區(qū)別，空車以及小車受到臺階的影響較大。車輛以統(tǒng)一車速在相同的路面環(huán)境下行駛，其振動效果也會受到車輛自身抗震性的影響，抗震性能好的車輛其受到的影響自然要小一些。對于行駛中的汽車來說，當(dāng)車輛在行駛過程中遇到了橋頭臺階，則要距離臺階1.5米至1.8米處就提前減速，在經(jīng)過臺階2米左右的距離后再加速行駛，恢復(fù)車輛正常速度。當(dāng)然，車輛遇到橋頭臺階如何處理，還取決于司機的心理狀態(tài)，以及司機是否熟悉路況，不同的情況下，司機對于橋頭臺階的處理情況也是不同的。

2 解決措施

2.1 對地基的處理

軟基處理是有效控制跳車現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵，在我國對于橋頭軟基的處理辦法主要有料粒樁法、加固樁法堆載預(yù)壓法、淺層處理法等，下面就幾種常用的方式進行簡要分析。

①深層攪拌法

深層攪拌法是加固土樁法的一種，主要針對軟弱粘性土進行處理。其主要通過壓縮空氣的方式進行地基處理，通過專業(yè)店設(shè)備，通過中心軸端的不斷旋轉(zhuǎn)作用，將周圍地基攪松，并向四周噴出粉體固化劑或者漿體固化劑，并進行攪拌，令周圍水分被充分吸收。通過令周圍基層軟土發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)以及物理反應(yīng)，使得土層硬結(jié)，形成具有一定強度的整體復(fù)合地基，以對橋頭軟基承載力予以提高，降低沉降量，并對固結(jié)期予以縮短。通過深層攪拌法加固軟基其填土速率不會受到限制，且不會造成污染，幾乎沒有施工振動，周圍建筑以及環(huán)境不會受到該種施工狀況的不良影響。目前我國廣深珠高速以及佛開高速和滬寧高速等諸多高級公路都使用了深層攪拌法對公路軟基段進行加固。該種方式加固后的路基，施工后效果較好，不會出現(xiàn)大量沉降，但是由于造價較高，因此推廣使用受到了限制。

②砂樁加固法

砂樁加固是粒料樁加固的一種。根據(jù)工程的實際情況，為了對地基固結(jié)的速度予以提高，并減少公路使用后地基的沉降量，采用砂樁加固的方式對超壓施工以及堆載施工予以配合，對地基穩(wěn)定性予以有效提高。目前我國使用該種預(yù)壓方式對路基進行加固的工程主要有深汕高速以及汕頭海灣大橋的北引道，砂樁堆載的方式在該類工程中應(yīng)用較多，得到了工程方的認(rèn)可，且效果可圈可點。但是該種加固方式造價同樣較高，相對比深層攪拌法略低，但是高于堆載預(yù)壓的方式。

③排水板堆載預(yù)壓

該方式是豎向排水預(yù)壓法的一種，主要用于透水性低的軟基處理加固處理。該排水板為塑料結(jié)構(gòu)，由濾套以及芯體共同組成，或者僅為單一材料多孔管道板帶。該種結(jié)構(gòu)的特點為方便施工、成本低廉，不過效果較之上述措施略差，處理后仍舊存在少量沉降。該種處理方式需要同超壓施工以及堆載預(yù)壓施工相配合，增大地基的有效應(yīng)力，并以此提高路基的承載力以及抗剪強度和穩(wěn)定性。排水板堆載預(yù)壓的方式從施工上分析，其工程量較小，且操作簡便，工期較短，且造價較低。但是其加固效果同上述兩種方式對比要遜色許多，加固后路基仍舊存在少量沉降。目前我國高速公路中滬杭甬高速中有所應(yīng)用。

2.2 對路基的處理

①路堤材料使用超輕材料

通過使用輕質(zhì)材料對路堤自重予以降低，有效減少地基應(yīng)力，通過沉降量的減少提高穩(wěn)定系數(shù)。在對路基進行處理時常用的材料為粉煤灰。目前我國有些地方工程以及開始研發(fā)新型的超輕材料，該新型材料具有更小的密度，且抗壓度較之粉煤灰更強，吸濕性較小，具有較高的耐水性。該種新型材料的研發(fā)和應(yīng)用不但能夠降低路堤自重，同時能夠有效減少路堤的沉陷現(xiàn)象，避免路面垂直錯位的發(fā)生。此外，該種材料的環(huán)保性能更高，在方便施工、縮短工期的同時，對于環(huán)境的影響程度較低；并且對構(gòu)筑物（小橋臺）的側(cè)向壓力以及土壓力都能夠有效減少，從而對構(gòu)筑物移動變位現(xiàn)象進行控制，保證構(gòu)筑物穩(wěn)定性。聚苯乙烯泡沫塊一般使用規(guī)格厚為0.5米、寬1米、長5米，但是該種材料在柴油或者是汽油環(huán)境下會發(fā)生溶解，因此材料保護工作必須予以加強。對于材料的保護可以通過澆筑混凝土板的方式進行處理，在材料上澆筑10cm的混凝土保護層能夠有效防止有害物質(zhì)對于聚苯乙烯泡沫塊的腐蝕，并有效降低路面總厚度，并在材料側(cè)面設(shè)置包邊土，用以防止紫外線侵襲。為保證路基平整，需要在其上鋪設(shè)砂層用以保證平整度。在鋪設(shè)材料塊時，應(yīng)當(dāng)注意鋪設(shè)順序，從中心開始逐次向兩邊延伸鋪設(shè)，保證各層的垂直度，在鋪設(shè)過程中需要注意的是，應(yīng)當(dāng)將接縫錯開，使用馬釘將材料塊同材料塊之間固定起來，防治材料發(fā)生移動。

②控制路堤的填筑以及速率

處理完地基后，對路堤應(yīng)進行適當(dāng)?shù)奶钪鳂I(yè)。對地基進行排水處理的，在處理后即可對其路堤進行填筑；而通過水泥樁方式進行的地基處理，則應(yīng)當(dāng)在處理后一個月之后再進行路堤的填筑作業(yè)。當(dāng)填筑高度不超過極限高度時可以適當(dāng)對填筑速率予以提升，但必須保證其沉降量在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，通過對速率的動態(tài)控制保證路堤的填筑質(zhì)量和施工效率。當(dāng)路堤高度超過填土的極限高度，則應(yīng)當(dāng)通過實測變形量以及沉降對填筑速率予以控制，只要保證日變形量在控制值以內(nèi)，即保證位移小于3mm，沉降量小于10mm，則填筑操作可以正常進行；若每日的位移量以及沉降量突然異常增加，那么就需要對測量次數(shù)進行增加，并分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因，采取及時有效的措施予以控制，如停止卸載和加載等；若日沉降量超過了標(biāo)準(zhǔn)控制值，但是水平位移量卻在標(biāo)準(zhǔn)控制值范圍內(nèi)時，應(yīng)當(dāng)將填土速率稍作調(diào)整適當(dāng)減緩，對位移加強分析以及觀測，若是位移速率無明顯異常且無增大趨勢，則可以正常施工。

③在施工過程中要對原料進行嚴(yán)格控制，尤其是對于填料規(guī)格進行控制，填料的粒徑會直接影響路面的平整度以及填筑的質(zhì)量。填料的解小應(yīng)當(dāng)在材料場進行，保證進場的填料粒徑符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，填筑時應(yīng)當(dāng)注意對砂礫排水層的保護，處于護坡道部位的該結(jié)構(gòu)對于公路的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有著重要作用，因此需要在填筑時保證其不被污染，且填筑寬度控制應(yīng)當(dāng)以施工的設(shè)計坡率為依據(jù)。在攤鋪中其厚度通過拉線進行控制，因此，要經(jīng)常檢查拉線的定位是否準(zhǔn)確。

④對位移進行嚴(yán)格的觀測。路堤施工中，路堤的穩(wěn)定性以及安全性保障基礎(chǔ)就是對位移的觀測，因此其地位要高于沉降量的觀測。在路堤施工中一定要重視位移的觀測，對觀測數(shù)據(jù)進行及時的記錄和整理，為施工提供參考依據(jù)。

⑤預(yù)壓與沉降補方：填土預(yù)壓時間越長工后沉降就越小。因此，對有預(yù)壓要求的路段，尤其是橋頭路段和與箱涵相接路段，在施工安排上盡可能早地安排堆載預(yù)壓。堆載頂面要平整密實有橫坡，并適當(dāng)壓實。對地基穩(wěn)定性較好路段，也可按預(yù)測沉降隨路堤填筑一次填筑到位。但對于在預(yù)壓期間低于原定預(yù)壓標(biāo)高以下的均需及時補填。對此，施工時在每月均應(yīng)測定路基頂標(biāo)高并補填一次。嚴(yán)禁在預(yù)壓期不補填，而在預(yù)壓后期，或在路面施工時一次補填的做法。

⑥兩次開挖與回填：開挖斷面尺寸和要求應(yīng)符合和遵循設(shè)計要求。按設(shè)計要求開挖并放樣，開挖材料不宜堆放在開挖場地周邊，應(yīng)適當(dāng)遠離?？柯返潭税丛O(shè)計圖紙以臺階形式向下開挖。開挖分兩次，第一次開挖至砂礫層頂面以上一層填土頂面（以保護砂礫層），待橋臺樁柱施工后，清除橋樁施工的一些雜土雜物，然后再作第二次開挖，挖去靠橋臺側(cè)砂礫層頂面原填土，設(shè)置盲溝排水系統(tǒng)，再按設(shè)計要求的材料和路堤結(jié)構(gòu)進行回填?；靥畈牧系牧胶头謱犹钪穸纫獓?yán)格按設(shè)計要求控制?；靥顓^(qū)仍要求采用大型碾壓機具碾壓，對于臺背處和與原路堤拼接部位的壓實較難部位，應(yīng)配合使用小型機具或人工輔助夯實。

⑦排水與防護：軟基處理路段的排水極為重要，邊溝不通，排水不暢或溝中積水都會影響軟基處理效果，施工時應(yīng)將此作為重點。由于軟基沉降有一過程，需要一定的時間，故邊溝、護坡道和橋頭錐坡的防護應(yīng)在地基沉降基本穩(wěn)定或預(yù)壓結(jié)束后進行，以避免由于沉降而使防護層變形、破壞或影響美觀。

⑧臺背回填處理方式

橋臺背后宜選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等。同時，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實性能，使路基容易達到設(shè)計要求的密實度。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長度距橋臺背不小于2m、且與路基相接處按不大于1：1設(shè)置斜坡或臺階，回填高度視路堤高度而定，一般取2～4m。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部設(shè)置水泥穩(wěn)定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。一般穩(wěn)定層結(jié)構(gòu)是沿路堤縱向距橋臺背約10m長，用一定劑量的水泥進行穩(wěn)定，并且遠橋臺端與路基相銜接處，采用1：1設(shè)置斜坡。上述兩種處理方式均能達到減少豎向變形和剛?cè)嵬蛔兊某尚?。如兩種方式同時考慮，則效果更佳。

⑨壓實臺背填

以降低橋涵端頭路堤沉降量為目的，可以通過預(yù)壓填筑路堤的方式，從而降低橋臺結(jié)構(gòu)物同兩端路堤之間的相對沉降量，令路基先進行排水，待其固結(jié)并完成基本沉降后，在對橋臺以及涵洞位置的土方進行開挖，繼而在橋涵處進行施工作業(yè)。填筑臺背前應(yīng)當(dāng)將基底進行處理，后設(shè)置橫向的盲溝或者排水管。在吊裝橋涵上部結(jié)構(gòu)以及臺前防護工程施工完成后在進行臺背的回填較為適宜，并且應(yīng)當(dāng)注重施工中結(jié)構(gòu)物兩端的對稱性。壓實質(zhì)量是對臺背回填后沉降量大小的重要影響因素，由于臺背回填位置特殊，處于橋臺同路基相連接的位置，碾壓作業(yè)無法對其進行完全壓實，這也是壓路機功能上無法消除的缺陷，大噸位的機械由于其振動會影響橋臺因此不宜靠近該部位。所以在進行臺背回填的施工過程中，應(yīng)當(dāng)在臺背后預(yù)留下能寬度夠容納壓路機作業(yè)的填筑空間，一般使用的弱振壓路機進行作業(yè)，若是存在壓路機無法碾壓的部位，則應(yīng)當(dāng)通過小型壓實機進行補充碾壓，并且填筑層厚度應(yīng)當(dāng)保證在10cm至15cm之間，并對碾壓次數(shù)進行嚴(yán)格控制，并嚴(yán)格檢測煤層填筑質(zhì)量，保證壓實度在大于96%。若是機械夯實碾壓無法進行，應(yīng)當(dāng)人工進行補充。

2.3 對路面進行處理

①橋臺搭板的設(shè)置

設(shè)置在路堤以及橋臺之間的搭板起到了過渡沉降的作用，能夠有效過渡柔性路堤同剛性橋臺之間的沉降差，減少車輛通過該部位的跳躍現(xiàn)象。并且搭板的長度是通過路基的容許沉降值進行計算的，取值3至15cm不等。若是超過8cm則搭板應(yīng)當(dāng)設(shè)計為兩段式或三段式。搭板靠近橋臺部位的一段擱置部位一般處于橋臺前墻的頂面或者是橋臺的牛腿部位。若是橋頭以剛性路面作為引道，則搭板的縱坡可以采用與路面設(shè)計縱坡平行方式；若是以柔性路面作為引道，則搭板的遠臺端常置于路面面層與基層之間。為保證搭板不會出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，也可在搭板上先鋪一層瀝青面層，通車后搭板若下沉?xí)r，則在其上加鋪瀝青混凝土或瀝青砂。

②變厚式埋板的設(shè)置

通常在對跳車段進行處理時會在搭板后設(shè)置變厚式埋板，通過這種淺埋式埋板的加設(shè)避免二次跳車的發(fā)生。埋板的長度根據(jù)路面的實際需求不同而不同，范圍從3m至5m不等。針對水泥混凝土材料路面，可以使用變厚式板替代同搭板相連的路面板。在變厚式板以及搭板下層，建議使用回彈模量以及強度較高的材料用以保證橋臺連接處垂直以及水平方向上剛?cè)釋哟文軌驖u次變化，以此提高該部位整體抗沖擊性能以及承載力。可以有效減少錯臺的發(fā)生幾率，并對沉陷現(xiàn)象進行調(diào)整，保證避免橋頭發(fā)生二次跳車，并且在一定程度上能夠弱化橋頭跳車現(xiàn)象。

③路面的過渡性措施

通過計算路基沉降容許值以及橋涵長度，在橋頭設(shè)置一定長度范圍的過渡性路面，待路基完成基本沉降后，對其進行重新鋪設(shè)，改為永久性路面。在過渡性路面的材料使用中，條石以及混凝土六棱塊是常用的材料，但僅在水泥混凝土路面施工中適用，易于翻修，且處理速度快。但是該種路面平整度較差，因而行車舒適度較低，并且在施工砌筑時，砌縫必須進行防水處理，避免雨水滲入對路基造成破壞。

3 結(jié)束語

綜上所述，防治橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生是一個綜合性的工程，必須令施工同設(shè)計相互配合，但是相信在公路建設(shè)工作者的共同努力下，該類問題一定可以解決，以此提高公路的質(zhì)量以及行車舒適度。

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