淺析橋臺(tái)跳車的成因與防治措施

林觀權(quán)

（福建省閩西交通工程有限公司廈門分公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

當(dāng)前公路建設(shè)速度非常迅猛，設(shè)計(jì)的行車速度也不斷提高，進(jìn)而對于公路建設(shè)的要求也越來越嚴(yán)格，一旦在這其中出現(xiàn)橋臺(tái)跳車的問題，就容易出現(xiàn)安全事故。本文結(jié)合漳永高速公路龍巖段A5 合同段內(nèi)12 座橋梁臺(tái)背的施工經(jīng)驗(yàn)，對橋臺(tái)跳車的成因進(jìn)行分析并提出防治措施，最后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)闡述新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。

1 橋臺(tái)的跳車的成因分析

對于橋臺(tái)跳車而言，是因?yàn)闃蚺_(tái)和路基、路面的剛度有所不同，造成的沉降不同，但更為主要的是填前基底處理不到位、填料選擇不合理、壓實(shí)度不足、壓實(shí)設(shè)備選擇不合理、排水系統(tǒng)不完善、設(shè)計(jì)考慮不周全及公路養(yǎng)護(hù)不到位、不及時(shí)等多方面的因素造成的。以下對這幾個(gè)重要因素進(jìn)行分析：

1.1 剛度差異

因?yàn)闃蚺_(tái)和路基的連接處，其剛度有所不同，橋梁的剛度較大，而道路的路基路面則屬于半剛性、柔性結(jié)構(gòu)。那么在完成公路施工后，就會(huì)隨著時(shí)間的不斷延長，進(jìn)而就導(dǎo)致臺(tái)背回填出現(xiàn)形變問題。而在這其中橋臺(tái)的沉降變形問題并不多見，一旦二者的相對沉降差達(dá)到一定程度后，就容易導(dǎo)致搭板出現(xiàn)斷裂，進(jìn)而就出現(xiàn)跳車情況。

1.2 填前基底處理不到位

我國地域遼闊，臺(tái)背基底的地層也各不相同，比如黃土、軟土、膨脹等，只有基巖地基基本穩(wěn)定，剩余均要發(fā)生不同程度的沉降，因?yàn)榈鼗艿接绊憰?huì)作用于路面，進(jìn)而就導(dǎo)致橋臺(tái)和臺(tái)背回填出現(xiàn)不同沉降。沉降達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)造成橋臺(tái)跳車。

1.3 填料選擇不當(dāng)

一般公路橋涵位于溝壑地帶，外購?fù)杆圆牧系牟少彸杀?、運(yùn)輸成本均較高，施工人員為節(jié)約成本，容易就地取材，選擇周邊的土進(jìn)行回填。這類土的各項(xiàng)指標(biāo)很難達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，進(jìn)而造成較大的工后沉降。

1.4 壓實(shí)度不足

施工時(shí)工期往往較緊，填筑厚度偏厚、四周未能碾壓到位，導(dǎo)致壓實(shí)度達(dá)不到要求，進(jìn)而導(dǎo)致填方出現(xiàn)變形，造成較為嚴(yán)重的工后沉降，在臺(tái)背和路基的銜接處出現(xiàn)沉降。

1.5 碾壓設(shè)備選擇不合理

在臺(tái)背回填過程中，施工單位為減少設(shè)備投入，容易選擇單一的大噸位壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。在不能用大噸位壓路機(jī)壓實(shí)的情況下，沒用小型振動(dòng)壓路機(jī)或蛙式打夯機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，難以保證其壓實(shí)度。

1.6 排水不暢、填料浸水

施工人員對臺(tái)背排水措施不夠重視，少做、漏做現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。造成填料浸水現(xiàn)象，使填方體產(chǎn)生沉降變形，形成較大的工后沉降。

1.7 設(shè)計(jì)考慮不周

設(shè)計(jì)人員有時(shí)對臺(tái)背的基底未進(jìn)行處理，沒有充分考慮碾壓的可操作性，對于填料的具體數(shù)據(jù)考慮不全面，也沒有及時(shí)的進(jìn)行排水，過渡段的設(shè)計(jì)不合理等等，都會(huì)影響臺(tái)背的施工質(zhì)量。

1.8 公路養(yǎng)護(hù)不到位、不及時(shí)

在公路完成施工后，投入到運(yùn)行中就已經(jīng)出現(xiàn)橋臺(tái)輕微跳車，但在養(yǎng)護(hù)公路時(shí)，卻沒有積極采取合理的補(bǔ)救措施，這樣就容易導(dǎo)致公路出現(xiàn)更為嚴(yán)重橋頭跳車。

2 橋臺(tái)跳車的防治措施

造成橋臺(tái)跳車的因素較多，但只要我們嚴(yán)把每一段關(guān)，是可以避免大部分的沉降，以下針對上述造成沉降因素采取的相對應(yīng)的防治措施。

2.1 基底的填前處理

為了能夠減少基底處理不到位造成的不均勻沉降問題，就需要對基底進(jìn)行合理的處置。當(dāng)基底巖性好，我們只需按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行清表，開挖工作平臺(tái)及臺(tái)階。若基底為軟弱土層時(shí)，就必須進(jìn)行加固，在加固過程中，會(huì)利用換填處理、真空預(yù)壓、填前夯實(shí)等方法，來提高土質(zhì)的承載能力。不同的加固方法，其所使用的范圍各不相同，所以就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來對其合理運(yùn)用，更好地保證施工質(zhì)量。

2.2 填料選擇

用于臺(tái)背回填的原材料必須進(jìn)行篩分、CBR 擊實(shí)等一系列試驗(yàn)，粒徑、含水量等不符合規(guī)范要求的材料不得使用?；A(chǔ)部分全部使用砂礫，如果該施工路段存在地下水，那么就應(yīng)該使用砂礫作為填料，并且應(yīng)該高出地下水50cm。在這基礎(chǔ)上填筑砂石、砂性土等等透水性材料，回填材料應(yīng)控制在最佳含水量附近±2%時(shí)進(jìn)行碾壓。最大粒徑按層厚不超過2/3 控制，要嚴(yán)格控制層厚并逐層碾壓到位。

2.3 合理選擇碾壓設(shè)備

臺(tái)背的工作面往往偏窄，不便于大型碾壓設(shè)備的作業(yè)，故在回填前應(yīng)對臺(tái)背進(jìn)行整理，確保碾壓設(shè)備能夠更好的發(fā)揮自身的作用。要合理選擇碾壓設(shè)備的組合，在離橋臺(tái)50cm 范圍內(nèi)，使用體積較小的機(jī)械來進(jìn)行作業(yè)，保證其作業(yè)質(zhì)量。在離橋臺(tái)50cm 以外的范圍內(nèi)使用18 噸以上的機(jī)械，來對其進(jìn)行作業(yè)，確保能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的壓實(shí)要求。在大型壓路機(jī)碾壓不到位時(shí)，用小型振動(dòng)壓路機(jī)或蛙式打夯機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。

2.4 設(shè)置完善排水系統(tǒng)

一般公路橋位于溝壑地帶，地下水位較高，且路面排水時(shí)會(huì)產(chǎn)生下滲水，這樣就會(huì)影響填料質(zhì)量，導(dǎo)致固結(jié)出現(xiàn)變形。所以排水設(shè)施對臺(tái)背的穩(wěn)定極為重要，施工時(shí)要做好臺(tái)背排水系統(tǒng)，如盲滲溝、泄水孔等。設(shè)置完善排水設(shè)施，才能確保填料不被浸濕、軟化，保證其強(qiáng)度。

2.5 橋臺(tái)的過渡段設(shè)置

橋頭是利用鋼筋砼進(jìn)行澆筑，其剛性較大，而路基一般都為柔性材質(zhì)，這樣就會(huì)導(dǎo)致二者之間存在著一定的剛度差，在這種情況的影響下，就容易出現(xiàn)較為明顯的變形差。因此，在回填過程中，就應(yīng)該選擇介于路基和結(jié)構(gòu)之間合適的材料，并且要確保其長度、厚度合理，讓臺(tái)背回填的剛度能夠逐漸變形，達(dá)到過渡的效果。

2.6 加強(qiáng)觀測及公路養(yǎng)護(hù)到位、及時(shí)

臺(tái)背填筑完成后，可在臺(tái)背位置做沉降觀測點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)較明顯的沉降時(shí)，可及時(shí)對臺(tái)背采取補(bǔ)救措施，如注漿加固、補(bǔ)強(qiáng)碾壓、增設(shè)平孔排水等措施。在投入到運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)橋臺(tái)出現(xiàn)輕微跳車時(shí)，就要積極采取合理的補(bǔ)救措施，如注漿加固等，這樣就可以避免出現(xiàn)更為嚴(yán)重的橋臺(tái)跳車。

2.7 臺(tái)背注漿加固

臺(tái)背注漿是一種防治、補(bǔ)救措施，當(dāng)對臺(tái)背回填質(zhì)量存在疑慮或已出現(xiàn)沉降時(shí)，可考慮臺(tái)背注漿。橋臺(tái)臺(tái)背注漿加固是水泥漿液在壓力作用下，通過注漿管把水泥漿注入臺(tái)背填料中，充填、滲透和擠密臺(tái)背填料的空隙，同時(shí)產(chǎn)生擠壓效應(yīng)和骨架效應(yīng)，將臺(tái)背填料膠結(jié)行成一個(gè)強(qiáng)度高、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性好的整體，從而有效降低或減少臺(tái)背的水蝕和下沉。漳永高速（龍巖段）全線進(jìn)行臺(tái)背注漿加固，其效果明顯，通車至今未出現(xiàn)明顯橋臺(tái)跳車現(xiàn)象。臺(tái)背注漿效果明顯、可靠性強(qiáng)、費(fèi)用較低。

3 防治措施中新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用

隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，碾壓設(shè)備、壓實(shí)度的檢測儀器也不斷地進(jìn)行革新，這有利于減少病害的發(fā)生和對臺(tái)背回填病害的檢測，為我們防治措施中提供十分有利的保障，以下是我們在橋臺(tái)跳車防治措施中新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。

3.1 瑞雷波儀的應(yīng)用

瑞雷波儀是利用其在不同介質(zhì)中傳播時(shí)具有屏散特征，且其傳播速度與介質(zhì)的性質(zhì)相關(guān)，因此可利用瑞雷波儀對臺(tái)背回填病害進(jìn)行檢測，通過檢測實(shí)例得到了臺(tái)背回填不密實(shí)區(qū)的位置及范圍，為注漿處置或開挖換填提供了依據(jù)。通過漳永高速應(yīng)用效果表明，瑞雷波檢測法具有較高的準(zhǔn)確性，工程實(shí)用性良好。

3.2 液壓夯的應(yīng)用

重型壓路機(jī)對臺(tái)背的邊角很難碾壓到位，只能用小型振動(dòng)壓路機(jī)或蛙式打夯機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，同時(shí)為了減小重型壓路機(jī)振動(dòng)對結(jié)構(gòu)物的影響，與離臺(tái)身50cm 范圍內(nèi)也只能用小型振動(dòng)壓路機(jī)或蛙式打夯機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，但壓實(shí)效果很難保證。液壓夯的應(yīng)用彌補(bǔ)了常規(guī)壓路機(jī)的這種缺陷，特別是橋臺(tái)背及涵背回填中，能有效提高涵臺(tái)背回填壓實(shí)效果,減小因工后沉降,降低通車后橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生。2013年10月，在漳永高速A5 合同段內(nèi)坑中橋漳州臺(tái)做了一組對比試驗(yàn)：用瑞雷波儀分別對液壓夯使用前后，同一位置3 米范圍內(nèi)進(jìn)行檢測，結(jié)果如下表：

液壓夯前后效果對比表

檢測結(jié)果表明，液壓夯對臺(tái)背的壓實(shí)有改善作用，特別是2 米范圍內(nèi)效果明顯，超出3 米范圍效果甚微，建議每2 米進(jìn)行一次補(bǔ)夯。

綜上所述，造成橋臺(tái)跳車的因素眾多，主要影響的環(huán)節(jié)是施工過程，在施工過程中大部分病因是可預(yù)見的，通過防治措施、補(bǔ)強(qiáng)措施是可以避免的。我們做好填前基底處理、合理選擇填料、合理選擇壓實(shí)設(shè)備、確保壓實(shí)度、完善排水系統(tǒng)、設(shè)計(jì)考慮周全及公路養(yǎng)護(hù)到位、及時(shí)，就可以消除絕大部分病害，盡量避免橋臺(tái)跳車。

4 結(jié)束語

橋臺(tái)跳車是目前比較難處理的工程病害，但只要設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等部門弄清其產(chǎn)生的原因，采取相關(guān)防治措施，層層把關(guān)，并把新設(shè)備、新技術(shù)應(yīng)用到工程施工。就能很大程度上克服了這一世界性難題，改善行車效果，提高道路整體質(zhì)量，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。