土工格柵在橋頭跳車防治中的應(yīng)用與分析

劉忠坤

摘 要：隨著我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，橋頭跳車是最常見的一種路橋病害形式，當(dāng)車輛從此區(qū)域通行時(shí)極易產(chǎn)生跳躍、顛簸之感，將會(huì)嚴(yán)重影響行車舒適性，甚至?xí)p害橋臺(tái)等部位，或造成更為嚴(yán)重的交通安全事故。因此，必須重視公路工程橋頭跳車問(wèn)題，根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇防治措施，對(duì)癥下藥，最大限度降低損壞程度，提高道路使用性能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化。

關(guān)鍵詞：橋頭跳車;成因;土工格柵

0 引言

改革開放40年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，道路等級(jí)不斷提升。橋梁是公路建設(shè)的重點(diǎn)工程，在路橋過(guò)渡段處極易出現(xiàn)“橋頭跳車”病害，當(dāng)車輛在此處通行時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)跳躍、沖擊現(xiàn)象，從而影響行車速度及行車舒適性，甚至?xí)p壞橋梁質(zhì)量及發(fā)生安全事故。如何解決這一難題，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量深入研究。土工格柵作為一種性能優(yōu)越的土工合成材料，在路堤加筋處理中得到了廣泛應(yīng)用。在臺(tái)、涵背回填土體中，土工合成材料的合理運(yùn)用，可提高填料的整體性，控制回填土體局部變形，在橋頭跳車問(wèn)題上具有良好的應(yīng)用效果。

1 橋頭跳車的成因

1.1 地基強(qiáng)度方面

受工期等因素影響，橋涵、通道、路基等工程一般都需同時(shí)施工，橋涵等構(gòu)造物具有較大剛性，在地基強(qiáng)度方面具有較高要求。然而，天然地基承載力并不能很好地滿足這一要求，為降低不均勻沉降，一般會(huì)選擇適合的加固方法，提高路基強(qiáng)度。但是部分臺(tái)背路堤并未做加固處治，此部位的地基強(qiáng)度相對(duì)較低，導(dǎo)致橋臺(tái)和臺(tái)后路堤之間強(qiáng)度不同，從而產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，最終引發(fā)橋頭跳車病害。

1.2 排水方面

當(dāng)路面上的雨水無(wú)法及時(shí)排出，雨水將會(huì)順著路堤、橋涵通道等構(gòu)造物的縫隙向路基下滲，這種情況下，受雨水影響，路面各結(jié)構(gòu)層和路堤填料均會(huì)被侵蝕。同時(shí)，伴隨雨水的不斷沖刷，路基填土較細(xì)的顆粒甚至?xí)挥晁畮ё?，?yán)重破壞原有土質(zhì)結(jié)構(gòu)，致使路基承載力大幅下降，或在橋臺(tái)相鄰部位出現(xiàn)局部沉陷病害，進(jìn)而引發(fā)橋頭跳車現(xiàn)象。

1.3 施工質(zhì)量方面

施工是工程變?yōu)閷?shí)體的過(guò)程，施工質(zhì)量直接影響工程整體質(zhì)量。若不注重施工質(zhì)量，必定會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重病害問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)物使用狀況。在施工質(zhì)量方面，引發(fā)橋頭跳車的原因不外乎以下幾種：

第一，工期緊張，為追趕進(jìn)度，沒有嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)和流程施工，臺(tái)背填土?xí)r間不充分，路堤固結(jié)程度未達(dá)到規(guī)范要求。

第二，施工落實(shí)不到位，攤鋪厚度控制不嚴(yán)格，壓實(shí)度、密實(shí)度等均存有一定誤差。

第三，施工材料質(zhì)量不合格，或填料配合比設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確等。

第四，質(zhì)量檢測(cè)或監(jiān)督管理不到位。

在施工過(guò)程中，很大原因是人的問(wèn)題，因此，應(yīng)提高人的質(zhì)量管理意識(shí)，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行每一道施工工序，把好質(zhì)量關(guān)。

1.4 設(shè)計(jì)方面

設(shè)計(jì)是減少變更、避免返工、降低成本的關(guān)鍵一環(huán)。在路橋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)形式不同，對(duì)工后沉降的影響也會(huì)存有差異，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮施工中的影響因素，保證設(shè)計(jì)合理、科學(xué)，且具有可行性。

2 工程概況

某橋梁工程，全長(zhǎng)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(jiǎn)支梁為邊孔，總跨為8x20+28+35+28+5x20 m。據(jù)實(shí)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(fēng)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(jì)要求，重力式橋臺(tái)為0號(hào)橋臺(tái)類型，7.12 m為臺(tái)后引道路堤填高，并采用砂礫回填臺(tái)后路堤。由地質(zhì)情況來(lái)講，在橋頭引道處產(chǎn)生差異沉降的幾率不大，但是因?yàn)槭┕すて诰o張，在路堤自重作用下，受時(shí)間限制仍會(huì)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(jìn)行0號(hào)橋臺(tái)處理。

3 土工格柵臺(tái)背加筋機(jī)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(duì)較大，其特點(diǎn)為拉伸強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率小、結(jié)點(diǎn)處厚度大等，于土料顆粒而言，土工格柵具有側(cè)向阻力作用，具有較強(qiáng)沖擊性，可優(yōu)化應(yīng)力場(chǎng)，減小差異沉降，提高土體強(qiáng)度及整體性。其加筋機(jī)理主要包括3點(diǎn)，具體如下：

（1）土工格柵抗拉能力強(qiáng)，在上部土體荷載作用下，將產(chǎn)生向下變形，可拉伸格柵，同時(shí)，利用雙向受力特征，能夠產(chǎn)生向上的拉力，達(dá)到兜網(wǎng)功能，以此促使荷載均勻分布，最終實(shí)現(xiàn)臺(tái)背填土整體承載力地有效提升。

（2）土工格柵的拉伸模量較大，可利用土工格柵和土體界面的摩擦、咬合作用，對(duì)路堤填土的側(cè)向位移進(jìn)行約束，并向更大范圍擴(kuò)散荷載，經(jīng)應(yīng)力作用再次均勻分布，以此有效降低地基沉降變形。

（3）一般可在橋臺(tái)一端錨固土工格柵，通過(guò)其抗拉伸能力，向橋臺(tái)傳遞部分荷載，并限制橋臺(tái)周圍土體下沉，便于控制沉降差，解決橋頭跳車問(wèn)題。

4 土工格柵在橋頭跳車防治中的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。在施工前，需要認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，仔細(xì)核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙，熟悉掌握施工技術(shù)，并提前在施工路段兩側(cè)修筑施工便道，為后期的材料運(yùn)輸和機(jī)械行駛提供便利。

（2）材料準(zhǔn)備。為了保障工程質(zhì)量，施工人員需要對(duì)土工格柵進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，在購(gòu)買前對(duì)材料的供應(yīng)能力進(jìn)行調(diào)查，對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，所購(gòu)買材料必須具備合格證書、檢驗(yàn)報(bào)告單、詳細(xì)參數(shù)等，檢驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)入施工場(chǎng)地。砂墊層使用材料為中砂、粗砂或砂礫，砂礫中顆粒含量小于0.075 mm的控制在5%以內(nèi)，且不含草根、垃圾等有機(jī)雜物。

（3）技術(shù)準(zhǔn)備。施工前，技術(shù)人員需要對(duì)設(shè)計(jì)文件和圖紙進(jìn)行認(rèn)真熟悉，對(duì)路基土工合成處理工程施工技術(shù)規(guī)范準(zhǔn)確掌握，明白設(shè)計(jì)人員的真實(shí)意圖，并將施工技術(shù)要點(diǎn)和安全注意事項(xiàng)向施工人員進(jìn)行交底，組織工程負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員和施工人員開展崗前培訓(xùn)。在施工前需要進(jìn)行放樣作業(yè)，將土工格柵的鋪設(shè)位置用全站儀放出，設(shè)置明顯標(biāo)志，并報(bào)監(jiān)理人員復(fù)核。

4.2 臺(tái)背路基回填

根據(jù)施工要求，可臺(tái)背路基可采用砂礫土回填處理。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(shí)，若大型壓路機(jī)存有碾壓死角，需及時(shí)采用小型壓路設(shè)備對(duì)邊角部位進(jìn)行夯實(shí)。

4.3 土工格柵攤鋪

按照等距離20 cm間隔，在臺(tái)背處埋設(shè)鋼筋勾，待壓實(shí)、整平路基之后，可折回格柵，并將一個(gè)直徑14 mm的鋼筋包裹起來(lái)，將鋼筋掛著鋼筋勾內(nèi)，并通過(guò)鐵絲將折疊的格柵綁扎好，保證格柵和臺(tái)背緊密固定。若長(zhǎng)度不足，可進(jìn)行搭接處理，一般需在2個(gè)網(wǎng)格以上控制搭接長(zhǎng)度。隨后沿路線縱向攤鋪土工格柵，若長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，需根據(jù)設(shè)計(jì)要求，切斷處理。根據(jù)要求，土工格柵需鋪設(shè)七層，上三層鋪設(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(yán)格按照不小于最小縱向鋪設(shè)長(zhǎng)度的規(guī)定設(shè)置鋪設(shè)長(zhǎng)度。

4.4 土工格柵張拉

鋪設(shè)完各層土工格柵之后，需采用人工或機(jī)械的方式張拉好土工格柵，保證伸長(zhǎng)率控制在2%～4%之間，待滿足要求后，便可采用U型釘進(jìn)行土工格柵定位。

4.5 土工格柵搭接

本工程需鋪設(shè)七層土工格柵，針對(duì)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(jìn)行綁扎，保證其整體性。層面不同，則其連接部位綁扎時(shí)需相互錯(cuò)開，從而提升其整體效果。

4.6 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(guò)裝載機(jī)逐步回填至臺(tái)背處，嚴(yán)禁車輪碾壓到格柵，填土厚度達(dá)到30 cm之后，便可進(jìn)行壓實(shí)、整平。大型壓路機(jī)很難碾壓到橋臺(tái)或翼墻周圍，此時(shí)可更換壓實(shí)設(shè)備，如采用電動(dòng)打夯機(jī)等，進(jìn)行夯實(shí)，保證最終壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。在完成施工后，需及時(shí)檢測(cè)填料回填質(zhì)量，主要對(duì)填料物理指標(biāo)、壓實(shí)度、平整度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，保證滿足施工要求。

4.7 分層沉降管安裝

當(dāng)結(jié)束路堤填筑施工后，可采用沖擊鉆進(jìn)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(shí)際情況，提前確定磁環(huán)的間隔距離，以“下—上”的順序進(jìn)行磁環(huán)安裝，并固定上短?？赏ㄟ^(guò)接管連接兩個(gè)沉降管，并利用螺絲固定，由此進(jìn)行沉降量檢測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，安全問(wèn)題是交通運(yùn)輸永恒的主題。在道路安全性能提升方面，施工技術(shù)的選擇極為關(guān)鍵。要求嚴(yán)格按照施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，降低損害，提高施工質(zhì)量意義重大。土工格柵作為橋頭跳車施工處理的主要方法，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)路橋施工質(zhì)量影響巨大。為此，必須全面了解橋頭跳車成因，規(guī)范施工工藝，提高施工質(zhì)量，推動(dòng)路橋工程持續(xù)、健康發(fā)展。

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