公路橋頭跳車(chē)原因分析及防治措施

楊均興

（寧波交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315000）

1 前言

隨著公路建設(shè)的迅速發(fā)展,投入營(yíng)運(yùn)的高等級(jí)公路越來(lái)越多,而橋頭出現(xiàn)的跳車(chē)現(xiàn)象,也成為高等級(jí)公路尤其是軟土地區(qū)的多發(fā)常見(jiàn)病害之一。

2 橋頭跳車(chē)原因分析

2.1 地基沉陷

土質(zhì)不良，由此產(chǎn)生沉陷是橋頭跳車(chē)的主要原因。橋涵通常位于溝壑地方，地下水位較高，在南方地帶多有軟土，此類(lèi)土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，常含有機(jī)質(zhì)，壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低，一旦受到擾動(dòng)，天然結(jié)構(gòu)易受破壞，強(qiáng)度便顯著降低，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對(duì)較大，在車(chē)輛荷載作用下，更容易引起地基沉陷，且變形穩(wěn)定歷時(shí)往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年。就算在一些穩(wěn)定地基，在外荷作用下，也無(wú)可避免出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。

2.2 壓縮沉降

臺(tái)后填料一般為滲透性材料，存在著多孔隙，加上施工時(shí)受施工作業(yè)方面影響，壓實(shí)機(jī)具不能過(guò)分靠近接觸臺(tái)背，不能將填料顆粒間孔隙完全消除，在車(chē)輛荷載和自身重力作用下，填料迅速壓縮、孔隙率降低，便在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降，造成跳車(chē)。在工程實(shí)踐中，就是在施工時(shí)工序符合要求、壓實(shí)度達(dá)到要求的情況下，但臺(tái)后填土較高，隨著時(shí)間推移，也會(huì)產(chǎn)生不可避免沉降。有時(shí)臺(tái)后填土荷載對(duì)基底產(chǎn)生附加壓力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使橋臺(tái)向后傾斜，發(fā)生不均勻下沉，危及行車(chē)安全。

2.3 措施不當(dāng)

當(dāng)前一些施工隊(duì)盲目追求高速度，沒(méi)有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè)，臺(tái)背填土速度過(guò)快，對(duì)地基造成擾動(dòng)和破壞，沒(méi)有充分時(shí)間固結(jié)，對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大，施工時(shí)沒(méi)有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)“三分法”施工。用料沒(méi)有把好質(zhì)量關(guān)，排水措施沒(méi)有做好，壓實(shí)度沒(méi)有達(dá)到要求。這些人為因素使高填土引道不穩(wěn)定，工后沉降大，且不均勻，是造成跳車(chē)現(xiàn)象主要原因之一。

2.4 設(shè)計(jì)不周

在基底未作徹底處理，而沉降還未穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)周詳考慮橋臺(tái)結(jié)構(gòu)與引道銜接，在沒(méi)有質(zhì)量保證情況下，不應(yīng)該直接澆砼板。通車(chē)后兩側(cè)引道沉降是長(zhǎng)期的，如先設(shè)過(guò)渡性路面，使路堤沉降基本完成后再改鋪原設(shè)計(jì)路面，情況會(huì)好一些。設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)處理好橋梁與引道路面接縫問(wèn)題，避免接縫損壞而造成跳車(chē)。

3 解決橋頭跳車(chē)的措施

3.1 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)已有加固土樁法、料粒樁法、豎向排水體預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法和淺層處治法等措施，下面介紹幾種行之有效的常剛方法。

3.1.1 采用深層攪拌法加固橋頭軟基

加固土樁類(lèi)型主要適應(yīng)于軟弱粘性土。深層攪拌法一般借助于壓縮空氣，采專門(mén)深層攪拌機(jī)械設(shè)備，從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土中噴出漿體或粉體固化劑(如水泥等)，經(jīng)葉片攪拌，并吸收周?chē)?，在加固的深層軟土中進(jìn)行一系列物理一化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基，從而提高橋頭軟土地基承載力，減少沉降量(特別是工后沉降)，縮短固結(jié)期。其最大優(yōu)點(diǎn)是工后沉降小，缺點(diǎn)是造價(jià)較高。

3.1.2 采用砂樁加固橋頭軟基

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、豎向排水和擠密作用。一般采用砂、砂礫、礫卵石、碎石或建筑垃圾等作為樁體的主要材料，采用專用機(jī)械將材料灌人地基，形成樁土復(fù)合地基來(lái)提高地基承載力和減少沉降。因具有施—工工期短、速度快、質(zhì)量容易控制及噪音小等優(yōu)點(diǎn)，該方法適應(yīng)能力強(qiáng)，可用于軟弱地基、液化土地基和濕陷性黃土地基等多種復(fù)雜地質(zhì)條件。

3.1.3 塑料排水板堆載預(yù)壓法

該法屬豎向排水體預(yù) 類(lèi)型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。塑料排水板是由芯體和濾套組成的復(fù)合體，或是由單一材料制成的多孔管道板帶。為加速排水固結(jié)，減少后期沉降，一般都配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基土的有效應(yīng)力增大、抗剪強(qiáng)度和承載力及穩(wěn)定性都得以提高。其特點(diǎn)是施_[簡(jiǎn)便快捷，造價(jià)較低，但效果比上述兩種類(lèi)型略差，仍存在少量工后沉降。

3.2 路基處理

3.2.1 正確采用回填材料

為了防止橋頭區(qū)產(chǎn)生蠕變沉降，回填應(yīng)采用粗粒的砂礫、碎石土或石灰土材料材料進(jìn)行填筑。鋪設(shè)輕質(zhì)材料可以減輕路堤自重，有效降低地基應(yīng)力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)，故若有粉煤灰供應(yīng)也采用粉煤灰作為輕質(zhì)材料。除此之外，有些地方開(kāi)始試驗(yàn)推廣一種新型超輕質(zhì)材料一泡沫聚苯乙烯塊對(duì)減輕路堤的重量，遏止橋涵連接路堤的過(guò)渡沉陷有一定的顯著效果。

3.2.2 臺(tái)背回填處理方式

當(dāng)橋臺(tái)后選用摩擦角大、強(qiáng)度高、壓實(shí)快、透水性好的填料如巖渣、礫石、砂礫等時(shí)，有利于從臺(tái)背縫隙巾滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實(shí)性能，使路基容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。

填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長(zhǎng)度距橋臺(tái)背不小于2m、且與路基相接處按不大于l：1 設(shè)置斜坡或臺(tái)階，回填高度視路堤高度而定，一般取2～4m。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部(約50cm 范圍內(nèi)1 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l0m 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：l 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。

3.2.3 臺(tái)背回填處的壓實(shí)

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，一般可選填筑路堤預(yù)壓，讓路基排水固結(jié)，侍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。臺(tái)背填筑前，宜在處理后的基底頂面上設(shè)置橫向泄水管或盲溝。臺(tái)背回填宜在完成臺(tái)前防護(hù)工程及橋涵上部結(jié)構(gòu)吊裝之后進(jìn)行，同時(shí)注意結(jié)構(gòu)物兩端對(duì)稱填筑施工。臼背回填的壓實(shí)質(zhì)量是影響臺(tái)背回填沉降的一個(gè)主要因素。由于臺(tái)背回填位于路基與橋臺(tái)相銜接這個(gè)特殊位置，成為碾壓的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，壓路機(jī)難以碾壓到位，且大噸位機(jī)械振動(dòng)力太大時(shí)，對(duì)橋臺(tái)有影響。因此，臺(tái)背網(wǎng)填近橋臺(tái)處的壓實(shí)機(jī)械宜選用小型壓實(shí)機(jī)具，且嚴(yán)格控制每層填筑厚度(宜取10～l5cm 內(nèi))碾壓遍數(shù)，并對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)，力求壓實(shí)度達(dá)到96%以上；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)。

3.3 路面處理

3.3.1 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(當(dāng)超8m 時(shí)，宜設(shè)計(jì)成兩段式或三段式搭板)。搭板的近臺(tái)端一般擱置在橋臺(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(稱斜置式搭板)。

3.3.2 設(shè)置變厚式埋板

為避免二次跳車(chē)，常在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長(zhǎng)度一般取3-5 m，對(duì)于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。在搭板、埋板或變厚式板的下層，為保證與橋臺(tái)連接部位的剛?cè)釋哟卧谒胶痛怪狈较蚓軡u次變化，建議采用強(qiáng)度及回彈模量均高于其它路段相對(duì)應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯(cuò)臺(tái)幅度，調(diào)整不均勻沉陷，改善橋頭跳車(chē)或二次跳車(chē)現(xiàn)象。

3.3.3 采用過(guò)濾性路面

根據(jù)橋涵的長(zhǎng)度和路基的容許工后沉降值計(jì)算等情況，在橋頭一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)鋪設(shè)過(guò)渡性路面，待路堤沉降基本完成 (一般為3～5年)后，再改鋪原設(shè)計(jì)永久性路面。常用的過(guò)渡性路面類(lèi)型有預(yù)制水泥混凝土六棱塊(邊長(zhǎng)34.6cm、厚 20cm)、條石鋪砌(25cm×25cm×40cm)、半剛性過(guò)渡層或?yàn)r青表處過(guò)渡層等。其中水泥混凝土六棱塊和條石鋪砌僅適應(yīng)于水泥混凝土路面，最大優(yōu)點(diǎn)是翻修處理速度快；但不易鋪砌平整，行車(chē)仍有抖動(dòng)感覺(jué)，且其砌縫應(yīng)采用防水材料，以防滲入雨水損害路基。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)橋頭跳車(chē)問(wèn)題討論，大家都有很多見(jiàn)解，個(gè)人認(rèn)為設(shè)計(jì)部門(mén)、施工部門(mén)和養(yǎng)護(hù)部門(mén)盡力協(xié)調(diào)，針對(duì)不同原因，提出方案，合理縮小造價(jià)和縮短施工期，才能有效地避免橋頭跳車(chē)病害產(chǎn)生，有效地改善行車(chē)條件，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]趙東.橋頭跳車(chē)原因分析及質(zhì)量控制[J].山西科技，2004-01-25.