試論公路橋頭跳車成因及其對策建議

林棉

(茂名市科興公路建設(shè)監(jiān)理有限公司， 廣東 茂名 525000)

隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，當前我國公路建設(shè)也取得了令人驕傲的成績，投入營運高等級公路越來越多。但在公路橋梁兩端處出現(xiàn)了一種普遍的病害現(xiàn)象-橋頭跳車。嚴重的橋頭跳車現(xiàn)象，不僅使得行車的不舒適感大為增加，而且造成車輛大幅度減速，還加速了橋梁、路面及車輛的損壞。橋頭跳車是公路建設(shè)中常見的質(zhì)量缺陷之一，也是多年來困擾公路行業(yè)的一大難題，越來越引起公路建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、施工等部門的重視。因此，綜合分析和探討公路橋頭跳車的成因并有針對性地提出治理對策，對我國的公路建設(shè)有著重要的現(xiàn)實意義。

1 橋頭跳車的原因

所謂橋頭跳車是指公路橋梁兩端處與路堤填土銜接處產(chǎn)生較大的差異沉降，使得路面出現(xiàn)顯著的縱坡變化和剛度變化。具體原因為：1)由于橋臺與其后路基沉降不均勻造成橋臺和路基頂面的沉降差而產(chǎn)生。當沉降差超過2cm以上時，將使此處的路面斷裂，從而使行車產(chǎn)生明顯的顛簸和不適。公路橋臺一般采用樁基礎(chǔ)，樁尖落到持力層，其沉降量甚小，設(shè)計控制工后沉降一般為2～3cm，而其后的臺背回填因地基沉降和臺后填料本身的壓縮變形，使橋臺和路基產(chǎn)生不均勻沉降，造成路面和橋臺的高程突變，路面變形在豎向上將不是一條平順的曲線，這是形成橋頭跳車的主要原因。2)臺背使用了剛度小的材料如黏性土作回填材料，剛度小的材料雖然達到規(guī)范規(guī)定的壓實度要求，也未產(chǎn)生豎向沉降，但在較大荷載作用下產(chǎn)生的塑性變形較之于強度大、剛度大的材料也要多得多。車輛從路基到臺背形成了剛度上的突變，因此柔性填土與剛性構(gòu)造物銜接處的剛度差是橋頭跳車的另一重要原因。

2 產(chǎn)生不均勻沉降的主要原因

2.1 土質(zhì)不良引起的地基沉陷

橋涵通常位于溝壑地帶，地下水位較高，此類土天然含水量大于液限，常含有機質(zhì)、天然孔隙率大，壓縮性高，抗剪強度低，一旦受到擾動，天然結(jié)構(gòu)易受破壞，強度便顯著降低，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對較大，在車輛荷載作用下，更容易引起地基沉陷，且變形穩(wěn)定歷時往往持續(xù)數(shù)年甚至更長的時間。即便是在一些穩(wěn)定地基，在外荷作用下，也無法避免出現(xiàn)這個問題。

2.2 臺后填料的壓縮沉降

(1)臺后填料一般為滲透性材料，存在著多孔隙，加上施工時受施工作業(yè)方面影響。壓實機具不能過分靠近接觸臺背，不能將填料顆粒間孔隙完全消除，一旦通車，在車輛荷載和自身重力作用下，路基填料逐漸被壓縮，孔隙率降低，短時間內(nèi)便會產(chǎn)生壓縮沉降。

(2)近年來，公路建設(shè)的周期很短，為趕工期，路基施工剛一結(jié)束，路面鋪筑就隨之進行，包括臺背回填在內(nèi)的路基土石方在沒有時間經(jīng)過自然沉降的情況下就要鋪筑路面并投入使用。

2.3 施工原因

(1)臺背填土?xí)r，施工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?shù)膲簩崣C具，采用人工夯實，則密實度難達要求，即便有壓實機械，由于地形、便道、作業(yè)面及機械的限制，橋頭填土壓實密度，很難達到要求，特別是臺墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)填土，達到壓實密度要求確有一定的難度。

(2)施工隊盲目追求高速度，沒有嚴格按施工規(guī)程作業(yè)，未嚴格分層填筑、分層碾壓、分層檢測施工。

(3)防排水工程不完善或橋頭路基兩側(cè)排水不暢，路面積水沿臺背滲入路基，造成路基土軟化、水土流失，引起橋頭引道路基下沉。

2.4 設(shè)計原因

(1)對當?shù)厮?，地質(zhì)、地形條件調(diào)查不清楚，軟土路基段未設(shè)地基處理工程或采用高填方案。

(2)橋臺基礎(chǔ)位置選擇不當，橋臺基礎(chǔ)恰好位于不

(3)良地質(zhì)地段。為節(jié)約工程費用臺背填料未作特殊設(shè)計。過去對橋臺背路基填土大多未作特殊設(shè)計，最多在大、中橋臺背中放一些土工合成材料或要求用砂礫夯填，而小橋臺背的路基設(shè)計則利用調(diào)運

(4)的路基土方填筑，很少另列費用?？v坡設(shè)計時橋涵位于豎曲線的底部，增大了行車對橋臺的沖擊力。

3 解決橋頭跳車的對策建議

3.1 合理設(shè)計

(1)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、縱坡、填料選擇及路堤沉降等問題，選擇恰當?shù)臉蚝恢?、跨徑及橋臺后部防護工程，盡可能減少路基與結(jié)構(gòu)物的不均勻沉降。

(2)設(shè)置橋頭搭板，橋頭搭板在高等級公路中一般均有設(shè)置，考慮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、橫向都平順逐漸過渡，橋臺搭扳設(shè)計從路基到橋臺逐漸增加板厚，增加配筋數(shù)量，保證車輛從柔性至剛性有一個較合理的過渡段，減少橋頭跳車。

(3)設(shè)置橫向泄水管或盲溝，在橋臺與填方段結(jié)合處設(shè)置橫向排水管或盲溝，防止路面下滲水進入填方體。

3.2 加設(shè)橋頭搭板

橋頭搭板是連接路基與橋梁的一種構(gòu)造物，一端與路基相連，一端支承于橋臺，是柔性路面過渡到橋臺的一種方法，從而減輕跳車影響。現(xiàn)在這種方法采用比較普遍。一般來講不得少于5m。

3.3 臺背地基處理

處理好臺背軟弱地基，是控制橋頭跳車的重要措施。排水固結(jié)法、換填法、地基預(yù)壓法、石灰砂樁法、水泥砂樁法、強夯法等，都是行之有效的軟基處理方法，可根據(jù)實際情況應(yīng)采取簡便易行、經(jīng)濟合理、行之有效的防治措施以改善地基性能，提高地基承載力，減少不均勻沉降，避免錯臺。

3.4 對于特殊地質(zhì)的填方措施

橋頭部分具有特殊的地質(zhì)特點，由于其現(xiàn)場的地質(zhì)差和水位高，給施工質(zhì)量控制方面造成很大的困難。因此，我們可以采取橋頭接坡處理的方式，在橋頭的10到15米范圍內(nèi)用高0.5米的水泥攪拌樁進行處理，同時用道碴進行"三分"回填。

3.5 選用優(yōu)良的臺背填料

臺背回填材料直接影響到臺背回填土的剛度、變形、二次固結(jié)、壓縮沉降、壓實度等技術(shù)指標，臺背填料應(yīng)選擇剛度介于路基材料剛度與臺身剛度之間且相對易于壓實的材料。能起到"剛?cè)徇^渡"的作用，天然級配的砂性土是最理想的材料。其次選用粗顆粒的級配砂礫、級配碎石等透水性好的填料，在北方地區(qū)特別有利于減緩凍融的危害。

3.6 臺背壓漿

臺后填土和搭板施工一段時間后，產(chǎn)生的工后沉降可以使搭板支承面下降形成脫空，通車后，搭板即由均勻支承變?yōu)椴痪鶆蛑С?，并在脫空區(qū)最大沉降值處的板下位置產(chǎn)生應(yīng)力集中，當應(yīng)力積聚超過允許彎拉應(yīng)力，搭板就開始斷裂，導(dǎo)致跳車。橋涵臺背填土完成以后，在臺背一定長度和寬度范圍內(nèi)以一定壓力和間距壓注水泥漿，漿液在壓力的作用下向土體一定范圍內(nèi)進行擴散，來填充土體空隙，改善土體力學(xué)性能，形成半剛半柔結(jié)構(gòu)，起到過渡作用。同時還能在表層一定深度范圍內(nèi)形成保護膜，將下滲的雨水排除在填料的表層之外，防止雨水的下滲破壞。

3.7 設(shè)置"預(yù)拱度"

先估算出沉降殘值，然后在橋頭依據(jù)估算的沉降值，有意做出"預(yù)拱"，長期通車后，自然平順。

3.8 嚴把施工過程的質(zhì)量關(guān)

(1)臺背填土與路基銜接處應(yīng)開臺階，臺階開至路基壓實處。

(2)對于臺背不易被壓實機械碾壓的"死角"，采用小型壓路機碾壓或強夯方法處理，應(yīng)攤鋪平整，分層壓實。每層壓實厚度不宜超過15cm，以保證壓實度要求。

(3)臺背回填應(yīng)與路基同步施工，以便充分發(fā)揮大型填方壓實機械的功效，如果施工場地允許，可采用橫向碾壓法，使壓路機能盡量靠近臺背進行碾壓以確保壓實質(zhì)量。

(4)選擇一個素質(zhì)較好的施工隊伍在強化管理和嚴格監(jiān)理之下進行施工，使臺背填土達到《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的高速公路和一級公路為95%，其他公路為93%的要求。

3.9 質(zhì)量要求

在施工質(zhì)量的具體要求方面，結(jié)構(gòu)物背填筑范圍內(nèi)壓實度標準為95%。而對于涵頂區(qū)壓實度的標準卻分為兩種，一種為涵頂至路床頂面填土高小于2 m者，按95%要求標準，另一種為涵頂至路床頂面填土高大于2 m時，涵頂50 cm以上的地方按所屬設(shè)計壓實區(qū)標準。

結(jié)語

總之，公路橋頭跳車問題是比較難解決的。要解決好公路橋頭跳車問題首先要找到其產(chǎn)生的原因，從設(shè)計、材料、施工工藝等方面入手，施工中不斷總結(jié)、創(chuàng)新技術(shù)，處理好地基沉降、填料壓實問題，加強施工管理與監(jiān)理，這樣才能有效解決橋頭跳車，保證車輛平穩(wěn)運行和橋梁的安全性。

[1]陳峰，公路橋頭跳車原因分析[J].交通世界(運輸.車輛)，2012.(3).

[2]陳永霞，高等級公路橋頭跳車探討[J].青海交通科技，2011(2).