土工格柵在橋頭跳車處理中的應(yīng)用與分析

宋鐵剛

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司，北京 100020）

0 引言

改革開放40 年來，我國公路里程越來越長，道路等級不斷提升。橋梁工程是公路建設(shè)的重點，由于早期缺乏相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗，長期以來我國橋梁工程一直存在諸多問題，其中最常見的為路橋過渡段橋頭跳車。橋頭跳車不僅會影響車輛的行駛速度，還會危害行車安全，甚至出現(xiàn)嚴重的交通事故。目前，橋頭跳車已成為公路工程行業(yè)亟待解決的難點問題。作為一種巖土工程材料，土工合成材料在路堤加筋處理中已得到了廣泛使用及推廣。在臺背處理中，土工格柵具有施工便捷、綠色環(huán)保和經(jīng)濟效益好等優(yōu)勢，將其設(shè)置在臺背回填土體內(nèi)，可有效提升填料的整體性，并對回填土體的變形問題進行有效約束，是解決橋頭跳車的重要措施之一。因此，在具體工程案例中，要根據(jù)實際情況，合理地選擇處治措施，提高施工效果[1]。

1 橋頭跳車的危害

目前，我國公路建設(shè)事業(yè)已取得了顯著的成績，但在其快速發(fā)展的背后，還存在諸多問題，例如橋頭跳車問題，其危害性主要體現(xiàn)以下4 點。

1.1 影響行車舒適及安全

當車輛由橋頭陡坎通行時，極易產(chǎn)生顛簸感，輕者引起乘車者心理不適，嚴重時會影響車速，如果車速較快，甚至會出現(xiàn)側(cè)向搖擺或事故。

1.2 影響公路通行能力

當車輛通過橋頭搭板縱坡轉(zhuǎn)折處時，為了避免車輛發(fā)生劇烈振動、跳躍，駕駛員需減速前行，從而降低了公路通行能力。一般來講，橋面類型、臺階高度、車輛類型均為影響車速快慢的主要因素。根據(jù)研究表明，如果臺階具有較小的高度，基本不會影響車輛行車速度。隨著臺階高度的增加，對車速的影響越大。

1.3 影響道路使用性能

首先，橋頭跳車會對橋產(chǎn)生較大的沖擊破壞。當出現(xiàn)跳車時，會隨之產(chǎn)生強大的沖擊力，從而形成附加沖擊荷載，加快支座、伸縮縫等構(gòu)件的損害程度。其次，橋頭跳車會導致道路破壞惡性循環(huán)。跳車問題產(chǎn)生，行車時會產(chǎn)生劇烈的跳動感，此時同樣會對路面產(chǎn)生較強沖擊，進一步加速路面破損，在行車荷載和自然因素長期作用下，路面損壞面積將進一步增大，甚至會出現(xiàn)沉陷、坑槽、水損害等情況[2]。

1.4 增加道路養(yǎng)護成本

根據(jù)大量的數(shù)據(jù)分析可知，我國多數(shù)橋梁均存在橋頭跳車病害，此類病害頻繁發(fā)生，為了提高道路通行能力，保證行車舒適及安全，必須及時做好橋梁跳車病害處治及路面養(yǎng)護維修工作，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年我國針對此類病害維修養(yǎng)護所花費的費用將超過8 億元，大幅增加了道路養(yǎng)護成本。

2 土工格柵臺背加筋機理

土工格柵是一種高密度聚乙烯等材料加工而成的聚合物板材，主要以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，網(wǎng)孔尺寸相對較大，其特點為拉伸強度高、伸長率小、結(jié)點處厚度大等，對于土料顆粒來說，土工格柵具有側(cè)向阻力作用，具有較強的沖擊性，可優(yōu)化應(yīng)力場，減小差異沉降，提高土體強度及整體性。其加筋機理主要包括3 點，見表1。

3 工程概況

某橋梁工程全長為383.2 m，為17 孔鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁板橋，主跨為3 孔連續(xù)梁，20 m 簡支梁為邊孔，總跨為8×20+28+35+28+5×20 m。據(jù)實地勘察結(jié)果顯示，橋梁所處地質(zhì)條件良好，地面線以下土質(zhì)類型為雜填土（1.5 m）、碎石土（2 m）、砂礫土（3.5 m）、風化巖石，其中18 kN/m3為雜填土容重，20 kN/m3為碎石土及砂礫容重。根據(jù)設(shè)計要求，重力式橋臺為0 號橋臺類型，7.12 m 為臺后引道路堤填高，并采用砂礫回填臺后路堤。從地質(zhì)情況來講，在橋頭引道處產(chǎn)生差異沉降的概率不大，但是因為施工工期緊張，在路堤自重作用下，受時間限制仍會出現(xiàn)地基沉降等情況，為此，仍需做好橋頭跳車預(yù)防措施。如采用“雙向土工格柵+橋頭搭板”的方式進行0 號橋臺處理。

4 土工格柵加筋處理措施

4.1 臺背路基回填

根據(jù)施工要求，可臺背路基可采用砂礫土回填處理，其物理力學指標見表2。按照規(guī)定，需回填至底層土工格柵位置，由于厚度較大，可分層回填、壓實，如果大型壓路機存在碾壓死角，需要及時采用小型壓路設(shè)備對邊角部位進行夯實。

表1 土工格柵臺背加筋機理

表2 臺背填料物理力學指標

4.2 土工格柵攤鋪

按照等距離20 cm 間隔，在臺背處埋設(shè)鋼筋勾，待壓實、整平路基后，可折回格柵，并將一個直徑14 mm 的鋼筋包裹起來，將鋼筋掛著鋼筋勾內(nèi)，并通過鐵絲將折疊的格柵綁扎好，保證格柵和臺背緊密固定。若長度不足，可進行搭接處理，一般需在2 個網(wǎng)格以上控制搭接長度。隨后沿路線縱向攤鋪土工格柵，如果長度過長，需根據(jù)設(shè)計要求，切斷處理。根據(jù)要求，土工格柵需鋪設(shè)7 層，上3 層鋪設(shè)方案為搭板末端向外延伸6 m；下四層鋪設(shè)方案為搭板末端向外延伸5 m，嚴格按照不小于最小縱向鋪設(shè)長度的規(guī)定設(shè)置鋪設(shè)長度[4]。

4.3 土工格柵張拉

鋪設(shè)完各層土工格柵后，需要采用人工或機械的方式張拉好土工格柵，保證伸長率控制在2%～4%，等滿足要求后，便可采用U 型釘進行土工格柵定位。

4.4 土工格柵搭接

該工程需鋪設(shè)七層土工格柵，針對各層土工格柵，相鄰的兩幅需做好搭接處理，一般可在20 cm 以上控制搭接寬度，隨后按照“之”字型采用尼龍繩進行綁扎，保證其整體性。層面不同，則其連接部位綁扎時需相互錯開，從而提升其整體效果[5]。

5 填料施工

根據(jù)施工要求，可采用砂礫土作為填土材料，要求由格柵邊緣通過裝載機逐步回填至臺背處，嚴禁車輪碾壓到格柵，填土厚度達到30 cm 后，便可進行壓實、整平。大型壓路機很難碾壓到橋臺或翼墻周圍，此時可更換壓實設(shè)備，例如采用電動打夯機等進行夯實，保證最終壓實度滿足設(shè)計要求。在完成施工后，需及時檢測填料回填質(zhì)量，主要對填料物理指標、壓實度、平整度等指標進行檢測，保證滿足施工要求。

6 分層沉降管安裝

當結(jié)束路堤填筑施工后，可采用沖擊鉆進行鉆孔施工，鉆孔深度為地基以下50 cm，146 mm 為孔徑。并做好沉降管連接及安裝磁環(huán)等工作。一般情況下，可按照土層分層實際情況，提前確定磁環(huán)的間隔距離，以“下—上”的順序進行磁環(huán)安裝，并固定上短?？赏ㄟ^接管連接兩個沉降管，并利用螺絲固定，由此進行沉降量檢測[6]。

7 結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，我國交通工程建設(shè)規(guī)模越來越大。因交通量的日益增長，大量早期修建的橋梁工程均出現(xiàn)了不同程度的病害問題，例如橋頭跳車。該文依托具體工程案例，決定采用土工格柵處治橋頭跳車問題，通過土工格柵的應(yīng)用，可以有效地解決此類病害，提高路橋工程的質(zhì)量，具有良好的施工效果。