高等級公路橋頭跳車的防治措施

吳旋

（嘉興湘家蕩投資有限公司，浙江 嘉興 314000）

1 橋頭跳車產生的原因

1.1 地基土質不良

橋涵通常位于溝壑地段，地下水位高，且多屬軟土，由于軟土天然含水量大，壓縮性高，空隙比大，抗剪強度低等特點，一旦受到荷載影響，則極易產生沉降，再加上橋頭路基填筑高度較大，產生基底應力也大，在車輛荷載作用下更容易引起地基沉陷，特別是工后沉降較大。

1.2 臺背填料的影響

臺背填料一般為滲透性材料，空隙率大，施工中很難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動荷載作用下，孔隙率降低，密實度逐漸增大，便在一定期限內產生路基沉降，造成跳車。

1.3 剛柔突變引起的沉陷跳車

構筑物橋臺一般采用剛性較大的鋼筋砼澆注而成，具有較大的整體剛度，而與之相連的道路，則是剛度較小，柔性較大的彈塑性體，在車輛荷載作用下，這個剛度差引起道路與橋臺之間產生較大的塑性變形和剛度突變，增強了橋頭跳車的震動效果。

1.4 設計問題

未按設計規范要求在橋臺前后正確地設置過渡段，對于軟基路段，在沉降還未穩定時應考慮先設過渡性路面，使路堤沉降基本完成后再加鋪原路面，在橋臺與路面搭接處應設置脹縫。

1.5 施工不當

一些施工單位只求進度而忽視質量，沒有嚴格按施工規范作業，在進行臺背回填時松鋪厚度控制不嚴，回填速度過快，壓實度未達到要求，材料把關不嚴，用人工壓實，加上臺背的防護排水工程設置不完善，使高填土引道不穩定，工后產生不均勻沉降。

2 橋頭跳車病害的防治措施

2.1 地基處理

處理好橋頭軟弱地基，是控制跳車的關鍵。目前對橋頭軟弱地基處理，國內有換填法、塑料排水板堆載預壓法、深層攪拌法等措施，下面介紹幾種行之有效的常用方法。

2.1.1 換填法

在軟弱地層上鋪設墊層，作為人工填筑的持力層。同時將結構物基底壓力擴散到下臥軟土地層中，使其應力減少到下臥層的許可承載力范圍以內，從而滿足地基穩定性的要求，同時由于墊層材料的壓縮性低于天然的軟粘土層，采用墊層法也可減少地基的沉降量，墊層材料可分柔性材料和剛性材料。柔性材料包括砂土，碎石、石渣、煤灰，礦渣等，剛性材料包括木材墊層，金屬墊層，合成樹脂墊層等。砂、礫，碎石或石渣等無粘性土是最常采用的墊層材料，因為這類土的強度大，壓縮性小，透水性良好，比較容易使之密實，且在不少地區料源豐富，價格便宜。該法適用與淺層軟土地基的處理，由于該方法施工簡便，在公路建設中應用較為廣泛。

2.1.2 塑料排水板堆載預壓法

該法屬豎向排水體預壓類型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。是通過豎向荷載作用使地下水沿著塑料排水板向上滲透到砂墊層中，然后橫向排到路堤外面，從而使軟基固結，其主要施工程序：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機具移位→攤鋪上層砂墊層。其特點是施工簡便快捷，造價較低，但仍存在少量工后沉降。

2.1.3 深層攪拌法

該法主要用于加固飽和軟粘土地基。它是利用水泥，石灰或其它材料作為固化劑的主劑，通過特別的深層攪拌機械，在地基深處就將軟土和固化劑 (水泥或石灰的漿液或粉體)強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理-化學反應，形成堅硬拌和柱體，與原地層共同起復合地基的作用。其最大優點是工后沉降小，缺點是造價較高。

2.1.4 砂樁法

該法屬料粒樁類型，適用于松砂地基、雜填土或軟土，對地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用，主要施工工藝程序：整平原地面→機具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機具移位。為加速地基固結，減少后期沉降，一般根據實際情況，配合堆載預壓或超壓施工，使地基強度顯著提高，同時改善地基的整體穩定性。其造價在塑料排水板堆載預壓法和深層攪拌法之間。

2.2 路基處理

2.2.1 臺背回填處理方式

橋臺后宜選用摩擦角大、強度高、可壓縮性小、壓實快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等，并要求填料級配適當。當采用非透水性土，當為粘土或粉質亞粘土時，應摻入灰劑量不小于6%的Ⅲ級以上石灰進行改良；當為塑性指數較小的砂土、亞砂土或粉土時，應摻入灰劑量不小于3.5%的標號325以上的普硅水泥進行穩定，必要時還可采用土工合成材料加筋處理。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長度距橋臺背不小于2m，且與路基相接處按不大于1∶1設置斜坡或臺階，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)設置水泥穩定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。一般穩定層結構是沿路堤縱向距橋臺背約10m長，用一定劑量(如4%～6%)的水泥進行穩定，并且遠橋臺端與路基相銜接處，采用1∶1設置斜坡。上述兩種處理方式均能達到減少豎向變形和剛柔突變的成效。如兩種方式同時考慮，則效果更佳。

2.2.2 臺背回填處的壓實

由于臺背回填處位于路基和橋臺銜接的特殊位置，成為碾壓的薄弱環節，壓路機難以碾壓到位，距離太近時對橋臺有影響，故要求臺背回填每層松鋪厚度不得大于20cm，壓實度必須達到95%，回填材料最大粒徑不大于5cm，且有良好的級配和透水性，壓實機械宜選用小型機具分層壓實，對于機械夯實碾壓不到之處，應及時采用人工補充夯實。

2.2.3 采用“填筑路堤預壓”的施工方法

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結構物的相對沉降盡量小一些，一般可采用填筑路堤預壓的施工方法，讓路基排水固結，待路堤沉降基本完成以后再開挖涵洞或橋臺位置土方，然后再施工橋涵。

2.3 路面處理

2.3.1 設置橋臺搭板

搭板設置可以使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，使車輛通過時跳躍現象大為減少。橋頭搭板長度設計應根據路基的容許工后沉降值計算確定，常取3～15m。搭板的近臺端一般擱置在橋臺前墻頂面或其牛腿上。當橋頭引道為剛性路面時，搭板的縱坡可采用與路面設計縱坡平行方式(稱平置式搭板)；而當引道為柔性路面時，則搭板的遠臺端常置于路面面層與基層之間(稱斜置式搭板)。為預防搭板下沉，也可在搭板上先鋪設一層瀝青面層，通車后搭板若下沉時，則在其上加鋪瀝青混凝土或瀝青砂。

2.3.2 設置變厚式埋板

為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設一段淺埋的變厚式埋板，其長度一般取3～5m，對于水泥混凝土路面，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，為保證與橋臺連接部位的剛柔層次在水平和垂直方向均能漸次變化，建議采用強度及回彈模量均高于其它路段相對應的路面結構層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯臺幅度，調整不均勻沉陷，改善橋頭跳車或二次跳車現象。

[1]方福森.路面工程[M].人民交通出版社，1990.

[2]王明懷.高等級公路橋頭跳車清害的成因與防治研究[J].華東公路，1996.1.