橋頭跳車的原因及防治

鄭州自來水工程公司 盧 瑩 馮 剛

橋頭跳車的原因及防治

鄭州自來水工程公司 盧 瑩 馮 剛

引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變、行車速度及車輛本身的抗震性能等。就目前我國高速公路和城市道路路況而言，主要是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生錯臺所致。橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性等存在差異，且橋頭連接處受力時易形成集中應(yīng)力。在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下，橋梁與道路同時發(fā)生沉降，但兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠大于橋梁的沉降量，形成錯臺，導(dǎo)致行車時發(fā)生橋頭跳車。本文，筆者對造成橋頭跳車的主要原因進行了分析，并且探討了橋頭跳車病害的防治及質(zhì)量控制。

一、橋頭跳車的原因

1.橋臺與路堤間的沉降差。橋臺基礎(chǔ)一般都作了加固處理（如采用擴大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等），沉降量很小，建成后的橋臺沉降可視為零。而路堤填土因其固有的壓縮徐變性質(zhì)，即使經(jīng)充分壓實也難以避免因土基固結(jié)等因素造成的沉降，需待通車后歷經(jīng)較長時間才能趨于穩(wěn)定。臺后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降兩部分組成。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動荷載作用下，路基填料逐漸被壓縮，孔隙率降低，密實度逐漸增大，從而在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路堤填土沉降。

2.排水不暢及填土流失。在橋涵與路堤的連接部位，由于存在縫隙，雨水會沿縫隙滲透，下滲水對橋臺一般不產(chǎn)生破壞作用，但對臺后填料易產(chǎn)生浸蝕和軟化，特別是臺后填土壓實不夠時，很容易受到侵蝕和軟化，造成臺后填土強度降低、土體變形。加上外部車輛荷載的沖擊作用，必然造成橋頭路基沉陷。

3.對橋頭高填土及軟基的處理措施是否有效。如路基穿越軟土地基或采用高路堤方案，勢必存在較大工后沉降；橋涵構(gòu)造物選用樁基或擴大基礎(chǔ)等不同形式，其工后沉降差異很大；對軟土地基路段采用不同的處理方法、對路堤填筑速率和填筑材料的控制不同，其效果也大不一樣；在考慮橋臺結(jié)構(gòu)時，往往忽略橋臺與路堤的恰當(dāng)銜接（施工和控制中往往存在“橋歸橋，路歸路”現(xiàn)象），在連接部位有的設(shè)計接縫，有的設(shè)計連續(xù)鋪裝，由于路基不均勻沉降的存在，在使用過程中必然形成裂縫。

4.施工質(zhì)量控制不嚴(yán)。施工工序不符合要求，若臺背填筑速度過快，沉降也較快，對臺背擋土墻等構(gòu)造物的擠壓相對較大。如果臺前護坡或擋墻砌筑不及時，則可能引起土體滑移，影響壓實機械作業(yè)效果，嚴(yán)重時還會危害橋基。臺背填土?xí)r，作業(yè)面窄而工期要求又較緊，靠近橋面部分的填土平面形狀不規(guī)則，如果缺乏適當(dāng)?shù)膲簩崣C具，采用人工夯實，則密實度難達要求；即使有壓實機械，由于受地形、便道、作業(yè)面及機械等的限制，橋頭填土壓實密度亦很難達到要求，特別是臺墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)填土，達到壓實密度要求難度更大。另外，沒有嚴(yán)格按“三分法”（分層填筑、分層碾壓、分層檢測）施工，沒有嚴(yán)把填料質(zhì)量關(guān)等也會引起橋頭跳車。

二、橋頭跳車的防治及質(zhì)量控制

1.合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物。設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)充分考慮臺背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等因素，選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢谩⒖鐝郊皹蚺_后部防護工程，盡量避免大河面小跨徑橋涵。

2.加固處理臺背填筑前的地基。處理好臺背軟弱地基，是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基處理目前國內(nèi)已有不少處理方法，如排水固結(jié)法、換土法、振動碎石樁法等，都是行之有效的方法?？梢愿鶕?jù)實際情況應(yīng)用，以改善地基性能，提高地基承載力，減少沉降，縮小橋臺與路堤的沉降差，避免錯臺。

3.對于特殊地質(zhì)的填方措施。對于地下水位較高，路基填土含水量較高的地區(qū)，可有針對性地采取石灰土處理來控制路基含水量，保證填筑質(zhì)量。對于現(xiàn)場地質(zhì)差、水位高、施工質(zhì)量難控制的橋頭部分，亦可考慮在橋頭10～15m范圍內(nèi)，采用直徑0.5m的水泥攪拌樁（梅花形布置）進行橋頭接坡處理，同時填方材料可用道砟間隔土進行“三分”回填。

4.嚴(yán)格控制填料質(zhì)量及填料材料選用。橋臺后宜填筑內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，便于控制壓實質(zhì)量，減小路基壓縮沉降。同時，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外。

5.橋頭路面作特殊結(jié)構(gòu)處理?？紤]橋臺與臺背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)?、脹縮等方面存在的差異，為了在其縱、橫向都能平順逐漸過渡，可采取設(shè)置枕梁、搭板和變厚式埋板的措施。

6.橋接坡施工新工藝的應(yīng)用。橋臺背填土的質(zhì)量控制尤為重要，填土控制不好，常會出現(xiàn)橋頭跳車這一現(xiàn)象，為控制這一病害，可采用如下新工藝進行控制。

（1）設(shè)置橫向泄水管或盲溝。臺背路基填筑前，在原地基土拱上設(shè)置泄水管或盲溝。在基底上，先對基底作必要的處理，然后填筑橫坡為3%～4%的夯實黏土拱，再在土拱上挖一條成雙向坡的地溝，然后在臺背后全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料（可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈）。在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管（管徑一般不小于10cm），塑料泄水管的出口應(yīng)伸到路基外，然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料，再分層填筑臺后透水性材料，直到路基頂面。

（2）臺背填筑材料的選擇與施工。橋頭跳車產(chǎn)生的原因，主要是路基壓縮沉降和地基沉降引起的，臺背處填筑內(nèi)摩擦角較小的材料，加之壓實質(zhì)量影響，路基的壓縮沉降量一般較大，為保證臺背處路堤的穩(wěn)定，其填土應(yīng)選用內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，如碎石等就能較好地減少路基的壓縮沉降，另外也有利于臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排出路堤外。