高速公路橋頭跳車的成因及防治措施

謝民

（駐馬店市驛城區(qū)交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，河南 駐馬店463000）

1 橋頭跳車的成因分析

1.1 客觀原因

地基的沉陷。地基的沉陷是指原天然地面有軟土、泥沼或不密實(shí)的松土存在，承載能力極低，路基修筑前未經(jīng)處理，在路基自重作用下，地基下沉或向兩側(cè)擠出，引起路基下陷。

壓縮沉降。臺背的填筑在設(shè)計(jì)上最好是透水性好的材料，如果施工單位選擇的材料不當(dāng)，再加上施工時受作業(yè)面的影響，施工機(jī)具不能靠近臺背，這樣，有的地方就出現(xiàn)了死角，不能碾壓。在車輛荷載的重復(fù)作用下和自身的重力作用下，產(chǎn)生了壓縮沉降，由此產(chǎn)生了跳車。

結(jié)構(gòu)不一。橋臺結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋砼，屬于剛性材料；高等級公路路面一般采用瀝青砼，屬于柔性材料。鋼筋砼的彈性模量為20000～35000MPa，瀝青砼的彈性模量為1000~2000MPa，二者彈性模量相差較大形成剛性突變，而剛性不同的材料對能量的吸收能力不同，這就會增加橋頭跳車的振動效果。

1.2 勘測設(shè)計(jì)原因

前期勘測數(shù)據(jù)是否完整、可靠，試驗(yàn)是否能夠真實(shí)地反映現(xiàn)場情況；地基處理設(shè)計(jì)是否充分考慮了各種特殊情況；路堤填筑特別是高填方路堤填筑，要充分考慮好沉降和與橋臺的銜接是否合理；橋頭的銜接處排水設(shè)計(jì)是否合理。

1.3 施工原因

主要表現(xiàn)在以下幾個方面:與路堤銜接處處理不恰當(dāng)；臺背回填施工壓實(shí)不夠，檢測不合格；橋頭搭板施工存在安全隱患；施工工藝不足現(xiàn)場施工要求；橋頭臺背或墻背排水系統(tǒng)施工未達(dá)到規(guī)定要求。

1.4 橋頭滲水

路堤與橋涵構(gòu)筑物的連接處，往往需設(shè)置伸縮縫，在伸縮縫使用過程中，雨水和融雪輕易發(fā)生滲漏；再是河漲水時也易浸入橋頭引道，對路面結(jié)構(gòu)層和路基產(chǎn)生侵蝕，造成各種細(xì)粒料的流失，增加了各結(jié)構(gòu)層與地基土的含水量，使其強(qiáng)度下降，加劇了橋頭錯臺的發(fā)生和發(fā)展。

1.5 其它原因

車輛通過橋前，由于環(huán)境的變化，非凡是當(dāng)橋上有車輛和其他情況時，司機(jī)一般都采取剎車減速達(dá)到安全過橋的目的；當(dāng)快要出橋的時侯，尤其是前方路面較平、視線較好時，司機(jī)則開始加速出橋。加速和減速對橋頭引道都產(chǎn)生一種復(fù)雜的外荷應(yīng)力，產(chǎn)生很大的震動力，易導(dǎo)致橋引道下沉。

2 橋頭跳車的防治對策

2.1 設(shè)計(jì)方面

2.1.1 地質(zhì)勘測要求

施工圖階段詳勘工作應(yīng)針對已確定的路線、橋梁位置，在初勘的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明橋臺及橋頭路基范圍內(nèi)工程地質(zhì)條件，觀測與記錄地下水位存在、變化與補(bǔ)給實(shí)驗(yàn)條件等情況，并針對不同的地質(zhì)條件采取相應(yīng)的勘測方法，為施工圖設(shè)計(jì)提供可靠、齊全、完整的地質(zhì)資料。

2.1.2 地基處理設(shè)計(jì)

地基處理是防治橋頭跳車重要環(huán)節(jié)之一。

地基加固。路基敷設(shè)于天然地基上，自身荷載較大，要求地基應(yīng)具有足夠的承載能力，以保持地基穩(wěn)定。目前國內(nèi)常有換填土層法、重錘夯實(shí)法、排水固結(jié)法、擠密法、化學(xué)加固法等五種方法。一是選用輕質(zhì)材料。在臺背的回填中，選用輕質(zhì)材料，可以減輕路基的自重，降低地基應(yīng)力，減少沉降，并增大穩(wěn)定安全系數(shù)，常用的有粉煤灰。

為減小軟土地基工后沉降量，縮小路橋之間的沉降差異，采取土工合成材料、砂樁、袋裝砂井、塑料排水板等地基處理方式。對于不同的地質(zhì)條件、現(xiàn)場環(huán)境和處理要求，選擇適當(dāng)?shù)奶幹畏椒ā?/p>

2.1.3 臺背填筑設(shè)計(jì)

臺背填土的長度，不得小于規(guī)范規(guī)定，即臺身頂面處不小于橋臺高度加2m，底面不小于2m;拱橋臺背填土長度不應(yīng)小于橋臺高的3-4倍。

關(guān)于填筑材料的選用。選用摩擦角大，強(qiáng)度高，壓實(shí)快，透水性好的材料，如巖渣、礫石、砂礫。通常情況下，都選用砂礫。

臺背回填嚴(yán)禁采用腐殖土、鹽漬土、淤泥、白堊土、硅藻土和凍土塊。填料中不應(yīng)含有機(jī)物、冰塊、草皮、樹根等雜物及生活垃圾。橋臺后選用輕質(zhì)材料(如粉煤灰)可減輕路堤自重，有效降低地基應(yīng)力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)。

采用特殊地基處理方法，可以提高橋臺附近填土的抗剪強(qiáng)度，防止臺背處被拉裂，使土體上作用荷載均勻的擴(kuò)散，單位土體面積受荷減小，有效減緩橋頭跳車。

2.1.4 排水設(shè)計(jì)

按照規(guī)范要求，對于路堤與臺背或墻背結(jié)合部，應(yīng)設(shè)有上下貫通的完整排水系統(tǒng)，填料應(yīng)以透水性材料為主，把橋頭下滲水迅速排出路堤。

2.2 施工方面

設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)允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問題，選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢谩⒖鐝郊皹蚺_后部防護(hù)工程，盡量避免大河面小跨徑橋涵。

臺背后面的路基先于結(jié)構(gòu)物施工等沉降穩(wěn)定后開始結(jié)構(gòu)物施工，橋頭臺背回填應(yīng)注意與路堤的連接處的處理。過渡段路堤填筑施工應(yīng)編制專門的作業(yè)指導(dǎo)書，按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，合理安排施工計(jì)劃、填料質(zhì)量要求、施工操作工藝、自檢內(nèi)容和要求等。

臺背回填應(yīng)注意結(jié)構(gòu)物兩端對稱填筑施工。臺身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時，方可進(jìn)行填土。回填區(qū)仍要求采用大型壓路機(jī)碾壓，嚴(yán)格控制每層填筑厚度、碾壓遍數(shù)，并對每層填筑質(zhì)量實(shí)施嚴(yán)格檢測，檢測頻率和檢測方法一定要符合規(guī)范要求;對臺背或墻背大型碾壓機(jī)械無法壓實(shí)的邊角部位和與原路堤銜接部位，應(yīng)配合使用小型專用機(jī)具夯實(shí)。

在橋頭設(shè)置搭板是防治橋頭跳車的一項(xiàng)主要輔助措施。搭板的一端支承在臺背上，用錨栓固定，另一端、可直接置于石灰穩(wěn)定土或路面基層上，不設(shè)枕梁。搭板長度依據(jù)設(shè)計(jì)行車速度、路堤填土高度及預(yù)計(jì)的橋臺與臺后填土的工后沉降差的大小來確定。橋頭搭板宜采用就地澆筑的施工方式，其下承層必須采用半剛性材料處理。如果為軟基段橋臺，在搭板施工前應(yīng)先進(jìn)行沉降觀測，達(dá)到控制值時再澆筑施工。還應(yīng)對完工的橋頭搭板經(jīng)常進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)脫空等情況，及時采取措施處理。

采取有效的施工工藝。對高填方或軟基段的臺背處地基采用水泥攪拌樁配合土工格室的處理方法;基坑、臺背回填采用輕型填料流態(tài)水泥粉煤灰回填，以減小工后沉降，第二年沉降觀測的數(shù)據(jù)表明只有2mm-3mm的沉降量，取得了不錯的效果。

施工中排水與防護(hù)。臺背回填前應(yīng)做好防水處理及施工現(xiàn)場的排水工作;橋臺處路堤下部設(shè)置的排水盲溝系統(tǒng)完整到位，材料不受污染;排水層與一般填料同步填筑碾壓;邊溝排水保持暢通，不準(zhǔn)積水;邊溝、護(hù)坡道橋頭錐坡的防護(hù)，應(yīng)在地基沉降基本穩(wěn)定或預(yù)壓結(jié)束后進(jìn)行，以免由于沉降，使防護(hù)變形、破壞，影響加固效果。路面處理。采用過渡性路面。根據(jù)橋涵的長度和路基的沉降值等，在橋頭一定長度范圍內(nèi)，鋪設(shè)過渡性路面，待路堤沉降基本完成后，再改鋪原設(shè)計(jì)永久性路面。

2.3 超載預(yù)壓

對于小橋涵、大中橋橋頭全部采用了8石灰土從原地面開始回填壓實(shí)，每層碾壓厚度不超過2Ocm，或用強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)。橋涵修好后，利用冬季對小橋涵、大中橋橋頭回填和部分高填路基段采用了比設(shè)計(jì)高程高出1．2～1．5m的土方超載預(yù)壓方式來加速自然沉降。

3 結(jié)語

橋頭跳車預(yù)防和治理、施工質(zhì)量控制是一項(xiàng)長期而艱巨的工作，但只要針對問題入手，勘測設(shè)計(jì)合理，嚴(yán)格規(guī)范精心施工，就可以將橋頭跳車這一公路通病對行車的影響減至最低，保證車輛行駛舒適、安全。另外期待有更為先進(jìn)的施工理念和施工技術(shù)的出現(xiàn)，來徹底攻克橋頭跳車這一難消除的公路質(zhì)量通病。

[1]俞永華;路橋過渡段差異沉降處治技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2005年

[2]鄧學(xué)鈞.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社，2003.

[3]經(jīng)德良;胡小莊;高等級公路防治橋頭跳車綜合處理技術(shù)[A];湖北省公路學(xué)會第七屆優(yōu)秀論文集[C];1998年