橋頭跳車的成因及其處治措施探討

班麗君

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

0 引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的帶動(dòng)下，以公路建設(shè)為代表的基礎(chǔ)建設(shè)工作也在如火如荼進(jìn)行中。而橋梁工程在公路建設(shè)中占的比重較大，尤其是山區(qū)或者丘陵地帶的高速公路建設(shè)中，橋梁工程是整個(gè)公路項(xiàng)目的重點(diǎn)項(xiàng)目。然而，從公路運(yùn)營(yíng)的情況來(lái)看，橋頭跳車成為路橋過(guò)渡段常見(jiàn)的病害類型，尤其在一些特殊地質(zhì)地區(qū)表現(xiàn)尤為明顯。橋頭跳車的出現(xiàn)不僅對(duì)行車的安全性、車輛的運(yùn)行速度以及車輛的維護(hù)費(fèi)用帶來(lái)影響，而且也增加了橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用。因此，如何消除橋頭跳車現(xiàn)象或者盡可能降低橋頭跳車帶來(lái)的維護(hù)成為工程人員比較關(guān)心的問(wèn)題。為此，文章對(duì)引起公路中橋頭跳車病害的原因進(jìn)行深入分析，并從不同方面提出了防止橋頭跳車現(xiàn)象的措施，希望對(duì)解決橋頭跳車帶來(lái)一定幫助。

1 導(dǎo)致橋頭跳車的原因分析

導(dǎo)致路橋過(guò)渡段出現(xiàn)橋頭跳車的主要原因是臺(tái)背填土路堤與結(jié)構(gòu)構(gòu)造物出現(xiàn)了不均勻沉降造成的，具體的成因主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 橋梁地基填土的不良產(chǎn)生沉降

一般在山區(qū)或者溝壑地帶修建橋梁，地下水較為豐富，這些地區(qū)的土質(zhì)多為軟土，屬于特殊土質(zhì)。它們有著高含水量、大孔隙、強(qiáng)壓縮性等特征，這就使得在其上修筑的路基容易出現(xiàn)沉降。而且橋頭路基處的填土路基高度較大，這就更加重了上部結(jié)構(gòu)對(duì)基底產(chǎn)生的應(yīng)力，地基就更容易發(fā)生較大沉降。

1.2 臺(tái)背填料壓實(shí)產(chǎn)生的沉降

橋臺(tái)修建完成后，要對(duì)臺(tái)背位置進(jìn)行回填，而回填填料在壓實(shí)過(guò)程中有一定的含水量，而出于施工工期以及施工機(jī)械的限制，在施工過(guò)程中不可能完全實(shí)現(xiàn)填料的固結(jié)壓實(shí)。這就導(dǎo)致在后期施工以及橋梁使用過(guò)程中，在施工機(jī)械設(shè)備以及車輛荷載的作用下，臺(tái)背處會(huì)產(chǎn)生一定的工后沉降，而這個(gè)沉降較結(jié)構(gòu)物的沉降要大得多，很容易出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

1.3 橋臺(tái)基礎(chǔ)產(chǎn)生的沉降

橋梁結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)形式一般為砌石結(jié)構(gòu)或者鋼混結(jié)構(gòu)，其呈現(xiàn)剛性特征，而路面或者路基則是一種柔性或者剛性的結(jié)構(gòu)形式。橋梁使用過(guò)程中，橋臺(tái)基礎(chǔ)的沉降量較小，而路基填土以及路面會(huì)產(chǎn)生一定的變形、沉降，等到兩者的差異沉降量過(guò)大，就會(huì)使得橋面出現(xiàn)破損，甚至斷裂，最終出現(xiàn)橋頭跳車。而且加上兩者的剛度差異，車輛行駛到路橋過(guò)渡段，容易產(chǎn)生剛度突變，更加劇了橋頭跳車的危害。

1.4 排水受阻或者填土流失

這種情況主要出現(xiàn)在路堤與橋涵的連接位置，因?yàn)閮烧咧g有縫隙存在，如果橋頭過(guò)渡段排水不順暢，會(huì)使得雨水順著連接位置的縫隙進(jìn)入到路基，從而使得路基填土中的細(xì)粒土被雨水沖刷流失，降低了土基的壓實(shí)度，從而在外部荷載作用下，路堤被壓實(shí)產(chǎn)生沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

1.5 其他因素產(chǎn)生的沉降

其他原因造成的橋頭跳車主要是勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工工藝、施工控制等方面。比如，勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)施工場(chǎng)地的工程地質(zhì)情況勘察不到位、工程填料選擇不當(dāng)、施工方案選擇不合理等都會(huì)對(duì)后期的施工造成影響，最終導(dǎo)致橋頭的沉降控制不理想，產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象。而施工過(guò)程中的控制也會(huì)對(duì)橋頭跳車產(chǎn)生一定影響，比如，用料的質(zhì)量、施工壓實(shí)、排水施工等方面，都要嚴(yán)格控制。

2 橋頭跳車的處治對(duì)策

為了道路的良好運(yùn)營(yíng)以及行車的舒適、安全，這就要求從路橋過(guò)渡段施工過(guò)程中全面考慮，進(jìn)行特殊處治來(lái)避免橋頭跳車產(chǎn)生。

2.1 地基的處治對(duì)策

要想減輕，甚至是避免路橋過(guò)渡段不均勻沉降的產(chǎn)生，對(duì)臺(tái)背地基進(jìn)行必要的加固處治就顯得尤為重要，進(jìn)而對(duì)橋頭跳車進(jìn)行有效控制。而對(duì)于軟土地基為代表的不良地質(zhì)路段，為了改善地基的土體性質(zhì)、承載能力以及不均勻沉降情況等，采取換填、排水固結(jié)法或者水泥粉煤灰碎石樁(OGFC)等方法進(jìn)行處治。

1)換填土。

換填土是因?yàn)槁窐蜻^(guò)渡段原有的地基土不能滿足工后沉降的要求，要將這部分土體用承載能力和滲水性好的粗粒土進(jìn)行部分或者全部換填。條件允許，可以用強(qiáng)夯法實(shí)現(xiàn)換填，借助機(jī)械設(shè)備將換填土強(qiáng)夯到原土中，從而提升原有土體的承載能力。經(jīng)過(guò)處理后，地基的不均勻沉降得到控制，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防橋頭跳車的目標(biāo)。

2)排水固結(jié)法。

如果遇到橋梁地基軟土層滲水能力差且層厚較大，這種情況下地基土層的固結(jié)沉降需要較長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)于工期要求比較緊、自身固結(jié)沉降小的工程項(xiàng)目適用性較差。為了加速地基的固結(jié)沉降，縮短施工工期，可以通過(guò)設(shè)置排水砂井或者排水墊層等來(lái)實(shí)現(xiàn)地基的排水固結(jié)，從而使地基穩(wěn)定性提升。

3)堆載預(yù)壓法。

這種方法在工程建設(shè)中比較常見(jiàn)，其作用原理是在需要處理的地基上進(jìn)行填土，使其荷載超出設(shè)計(jì)的荷載要求，地基土進(jìn)行提前預(yù)壓，實(shí)現(xiàn)地基在短時(shí)間內(nèi)的固結(jié)沉降。當(dāng)然，該法可以與排水固結(jié)法進(jìn)行結(jié)合使用，利用土層中的排水單元來(lái)進(jìn)行加速排水，從而將地基的工后沉降控制在施工要求的范圍內(nèi)。這種處治地基的方法，相對(duì)來(lái)說(shuō)操作容易，對(duì)施工的機(jī)械設(shè)備和采用的材料沒(méi)有太高的要求，預(yù)壓堆載一般選用施工場(chǎng)地周圍的土體。通常用于處治工期要求緊，其他施工方法受限時(shí)。

2.2 路堤的處治對(duì)策

橋頭跳車產(chǎn)生的一個(gè)主要原因就是臺(tái)背路堤的不均勻沉降，所以，消除或者降低臺(tái)背路堤的不均勻沉降在預(yù)防橋頭跳車的過(guò)程中有著重要作用。一方面，應(yīng)該根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，科學(xué)、合理的進(jìn)行施工組織工作，加強(qiáng)臺(tái)背路堤施工管理，盡可能降低臺(tái)背路堤的工后沉降，并且將路面施工開始前的路堤沉降控制在一定范圍內(nèi)。另外一方面，對(duì)臺(tái)背路堤的壓實(shí)要嚴(yán)格控制，要參照設(shè)計(jì)的壓實(shí)度進(jìn)行路堤的壓實(shí)，防止因?yàn)槭┕ぶ袎簩?shí)不到位出現(xiàn)后期施工或者使用中的壓縮沉降。而也要注意對(duì)填料的選擇，填料的質(zhì)量要符合規(guī)定要求，并且減少施工完成后施工機(jī)械對(duì)路堤沉降的影響。條件允許，可以在路堤中填筑一些土工材料來(lái)提升路堤的整體性、加固路堤，從而將臺(tái)背路堤的不均勻沉降帶來(lái)的影響降低到最小。

2.3 路面的處治對(duì)策

1)橋頭搭板的設(shè)置。

在路橋過(guò)渡段位置設(shè)置橋頭搭板是工程項(xiàng)目處治橋頭跳車常用的方法，在使用過(guò)程中也起到了一定的效果。設(shè)置橋頭搭板時(shí)，將搭板的一端固定到橋臺(tái)上，另一端則搭設(shè)在路基上，這樣將橋梁與路面連接位置的沉降擴(kuò)散到搭板范圍內(nèi)，相應(yīng)降低了連接處的工后沉降，就會(huì)避免路橋過(guò)渡段出現(xiàn)突變，即可減輕橋頭跳車的危害。橋頭搭板設(shè)置過(guò)程中選擇搭板長(zhǎng)度以及搭板與路堤連接位置的沉降控制是兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這要求實(shí)際工程施工中，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際，選擇科學(xué)、合理的施工方案，嚴(yán)格控制這兩個(gè)方面的施工質(zhì)量。

2)過(guò)渡性路面的鋪設(shè)。

如果遇到路面工程的工后沉降比較大的情況，可以通過(guò)鋪設(shè)過(guò)渡性路面的方法來(lái)避免橋頭跳車的危害。鋪設(shè)過(guò)渡性路面后一段時(shí)間內(nèi)(一般3年～5年)路面的沉降基本趨于穩(wěn)定，能夠?qū)⒊两悼刂频皆试S范圍內(nèi)，然后再進(jìn)行永久性路面的鋪設(shè)。這樣能夠降低路面施工成本，而且也降低維修、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

瀝青表處過(guò)渡路面或者是預(yù)制的水泥混凝土六棱塊是常用的過(guò)渡性路面形式，前者在工程實(shí)踐中應(yīng)用較多，如果有較大的工后沉降，可以通過(guò)加鋪瀝青層來(lái)處理，不影響路面的正常使用。而預(yù)制的水泥混凝土六棱塊對(duì)于水泥混凝土形式的路面比較適合，鋪設(shè)、翻修比較方便，但是行車效果較差，使用過(guò)程中容易對(duì)路基產(chǎn)生不良影響，如果資金緊張時(shí)可以考慮采用。

3 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)產(chǎn)生橋頭跳車原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了對(duì)路基、臺(tái)背路堤以及路面進(jìn)行處治的對(duì)策來(lái)減輕橋頭跳車對(duì)橋梁使用的影響。當(dāng)然這些方法的選用要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際來(lái)進(jìn)行選擇，也可以針對(duì)橋頭跳車的成因來(lái)選擇科學(xué)、合理的處治措施，文中提出的處治對(duì)策只是一些參考，希望能對(duì)橋頭跳車的預(yù)防有一定的幫助。

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