高等級(jí)公路橋頭跳車(chē)的原因及其防治措施

臧寧

摘 要：本文分析了高等級(jí)公路橋頭產(chǎn)生跳車(chē)的原因，并提出了防治措施。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；高等級(jí)公路；橋頭跳車(chē)；原因；防治

前言

橋頭跳車(chē)問(wèn)題一直是困擾橋梁工程技術(shù)人員的難題之一，特別是近幾年來(lái)隨著我國(guó)高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，橋頭跳車(chē)現(xiàn)象較為普遍，它直接影響行車(chē)速度、舒適與安全，甚至造成行車(chē)事故，同時(shí)由于車(chē)輛的高速行駛在橋頭產(chǎn)生跳動(dòng)和沖擊，對(duì)路面和橋梁產(chǎn)生附加的沖擊荷載，加速橋臺(tái)、橋頭路面及橋梁伸縮裝置的破壞，也加快了車(chē)輛本身的損壞，直接影響了公路的使用壽命和社會(huì)效益，因此如何解決高等級(jí)公路橋頭跳車(chē)問(wèn)題已成為刻不容緩的大事，本文對(duì)幾種有代表性的防治措施進(jìn)行了探討。

一、橋頭跳車(chē)產(chǎn)生的原因

1.地基土質(zhì)不良

橋涵通常位于溝壑地段，地下水位高，且多屬軟土，由于軟土天然含水量大，壓縮性高，空隙比大，抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，一旦受到荷載影響，則極易產(chǎn)生沉降，再加上橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應(yīng)力也大，在車(chē)輛荷載作用下更容易引起地基沉陷，特別是施工后沉降較大。

2.臺(tái)背填料的影響

臺(tái)背填料一般為滲透性材料，空隙率大，施工中很難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在公路自重及車(chē)輛的垂直荷載與振動(dòng)荷載作用下，孔隙率降低，密實(shí)度逐漸增大，便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降，造成跳車(chē)。1.3剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏?chē)橋臺(tái)為剛性，而與之相連的道路，則為柔性，在車(chē)輛荷載作用下，這個(gè)剛度差引起道路與橋臺(tái)之間產(chǎn)生較大的塑性變形，出現(xiàn)沉降，導(dǎo)致橋頭跳車(chē)。

二、橋頭跳車(chē)的防治措施

1.地基處理

處理好橋頭軟弱地基，是控制跳車(chē)的關(guān)鍵。目前對(duì)橋頭軟弱地基處理，國(guó)內(nèi)有換填法、塑料排水板堆載預(yù)壓法、深層攪拌法等措施，下面介紹幾種行之有效的常用方法：

（1）換填法

將軟弱地層挖深2～3m，然后換填砂礫等材料，作為人工填筑的持力層。同時(shí)將結(jié)構(gòu)物基底壓力擴(kuò)散到下臥軟土地層中，使其應(yīng)力減少到下臥層的許可承載力范圍以?xún)?nèi)，從而滿(mǎn)足地基穩(wěn)定性的要求，同時(shí)由于墊層材料的壓縮性低于天然的軟粘土層，采用墊層法也可減少地基的沉降量。砂、礫，碎石或石渣等無(wú)粘性土是最常采用的墊層材料，因?yàn)檫@類(lèi)土的強(qiáng)度大，壓縮性小，透水性良好，比較容易使之密實(shí)，且在不少地區(qū)料源豐富，價(jià)格便宜。該法適用與淺層軟土地基的處理，由于該方法施工簡(jiǎn)便，在公路建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。

（2）塑料排水板堆載預(yù)壓法

該法屬豎向排水體預(yù)壓類(lèi)型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。是通過(guò)豎向荷載作用使地下水沿著塑料排水板向上滲透到砂墊層中，然后橫向排到路堤外面，從而使軟基固結(jié)，其主要施工程序：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機(jī)具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機(jī)具移位→攤鋪上層砂墊層。其特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便快捷，造價(jià)較低，但仍存在少量工后沉降。

（3）深層攪拌法

該法主要用于加固飽和軟粘土地基。它是利用水泥，石灰或其它材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特別的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就將軟土和固化劑（水泥或石灰的漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理—化學(xué)反應(yīng)，形成堅(jiān)硬拌和柱體，與原地層共同起復(fù)合地基的作用。其最大優(yōu)點(diǎn)是工后沉降小，缺點(diǎn)是造價(jià)較高。

（4）砂樁法

該法屬料粒樁類(lèi)型，適用于松砂地基、雜填土或軟土，對(duì)地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用，主要施工工藝程序：整平原地面→機(jī)具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機(jī)具移位。為加速地基固結(jié)，減少后期沉降，一般根據(jù)實(shí)際情況，配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基強(qiáng)度顯著提高，同時(shí)改善地基的整體穩(wěn)定性。其造價(jià)在塑料排水板堆載預(yù)壓法和深層攪拌法之間。

2.路基處理

（1）臺(tái)背填土處理方式

橋臺(tái)后宜選用摩擦角大、強(qiáng)度高、可壓縮性小、壓實(shí)快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等，并要求填料級(jí)配適當(dāng)。當(dāng)采用粘土或粉質(zhì)亞粘土?xí)r，應(yīng)摻入灰劑量不小于6%的Ⅲ級(jí)以上石灰進(jìn)行改良；當(dāng)為塑性指數(shù)較小的砂土、亞砂土或粉土?xí)r，應(yīng)摻入灰劑量4%～6%、標(biāo)號(hào)32.5以上的普硅水泥進(jìn)行穩(wěn)定，必要時(shí)還可采用土工合成材料加筋處理。臺(tái)背填土順路線(xiàn)方向，頂部為距翼墻尾端不小于臺(tái)高加2m，底部距基礎(chǔ)內(nèi)緣不小于2m，填土高度視路堤高度而定。橋頭填土處理的另一方式是在路床以下0～80cm內(nèi)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(tái)背約10m長(zhǎng)，用一定劑量（如4%～6%）的水泥進(jìn)行穩(wěn)定，并且遠(yuǎn)橋臺(tái)端與路基相銜接處，采用1∶3設(shè)置斜坡。上述兩種處理方式均能達(dá)到減少豎向變形和剛?cè)嵬蛔兊某尚?。如兩種方式同時(shí)考慮，則效果更佳。

（2）臺(tái)背填土處的壓實(shí)

由于臺(tái)背填土處位于路基和橋臺(tái)銜接的特殊位置，成為碾壓的薄弱環(huán)節(jié)，壓路機(jī)難以碾壓到位，距離太近時(shí)對(duì)橋臺(tái)有影響，故要求臺(tái)背填土每層松鋪厚度不得大于20cm，壓實(shí)度必須達(dá)到96%以上，填土材料最大粒徑不大于5cm，且有良好的級(jí)配和透水性，壓實(shí)機(jī)械宜選用小型機(jī)具分層壓實(shí)，對(duì)于機(jī)械夯實(shí)碾壓不到之處，應(yīng)及時(shí)采用人工補(bǔ)充夯實(shí)。

（3）采用“填筑路堤預(yù)壓”法施工

為減少橋涵兩端路堤的工后沉降，從而使橋涵兩端路堤與橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物的相對(duì)沉降盡量小一些，一般可采用填筑路堤預(yù)壓的施工方法，讓路基排水固結(jié)，待路堤沉降基本完成以后再開(kāi)挖涵洞或橋臺(tái)位置土方，然后再施工橋涵。這種方法一般在沿海軟基地區(qū)使用。

3.路面處理

（1）設(shè)置橋臺(tái)搭板

搭板設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過(guò)渡至剛性橋臺(tái)上，使車(chē)輛通過(guò)時(shí)跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計(jì)算確定，常取3～15m。搭板的近臺(tái)端一般用拴桿固定在橋臺(tái)前墻頂面或其牛腿上。當(dāng)橋頭引道為剛性路面時(shí)，搭板的縱坡可采用與路面設(shè)計(jì)縱坡平行方式（稱(chēng)平置式搭板）；而當(dāng)引道為柔性路面時(shí)，則搭板的遠(yuǎn)臺(tái)端常置于路面面層與基層之間（稱(chēng)斜置式搭板）。

參考文獻(xiàn)

[1]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004，人民交通出版社。

（作者單位：遼寧省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司）