公路橋頭跳車成因及防治措施

牛禮濤

（河南省交通規劃勘察設計院有限責任公司，河南 鄭州 450052）

1 前言

隨著我省經濟的快速發展,公路建設取得了突飛猛進的成績。從一些主要公路的使用情況來看,橋頭跳車現象已成為公路的多發常見病害,嚴重影響了行車的平穩性和安全性,是公路修筑的一個急待解決的重要課題。橋頭跳車現象其主要表現為：路面在臺背回填處出現不同程度的沉降斷裂使車輛通過此處時不得不大幅度減速，而且車輛會產生跳躍和沖擊，對橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機和乘客感到顛簸不適，甚至可導致交通事故的發生。就此問題進行初步的分析和探討,不當之處敬請指正。本文以xx路xx橋通車后出現的一些情況為例進行了分析。

xx路xx橋設計為預應力砼空心板結構，通車后一年不到，橋頭臺背大幅度沉降，左側最大值達40cm，右側最大值5cm左右。且沿路線中線方向出現有一條約5米長縱縫，縫寬10cm，該橋位處在一水庫庫區支溝上，溝深約有15-20米。裸露表層為黃土。

臺背出現沉降的0#臺處地面橫坡較陡，臺后左側填土高度約為12米，右側3米，左側坡角位于水庫水位下約0.5米，未見有防護措施。

經過分析后認為該處臺背大幅度沉降及出現縱縫主要是以下幾方面原因造成：

(1)臺背處部分基底軟弱，填土后臺背處原地面承受荷載較大，地面出現沉陷；

據了解，該處原為水庫庫區范圍，每年有部分時間受雨水浸泡，地表較為濕軟。因施工一般都選擇在枯水期進行，可能沒有予以重視，更談不上處理。臺背填土后，土體自重較大，加上通車后行車荷載作用，基底的沉陷速度加劇，臺后填料滑移，錐坡被破壞，出現大量裂縫。如果橋臺設計的是輕型橋臺，臺后滑移嚴重的可以將橋臺基礎剪斷，將橋臺破壞。

(2)臺后填料不密實，行車后壓縮沉降過大；

根據要求臺背回填應選用透水性好、摩擦角大的材料或不透水的半剛性材料。該橋填料為黃土，因土顆粒間孔隙較多，即便是施工時按要求壓實度認真控制，隨著時間的增長也會有一定的沉降。如果施工時施工單位趕工期、搶進度，野蠻施工、違規操作，臺背迅速填筑完成。通車后，車輛荷載作用下，土體被二次壓縮，孔隙逐漸減小，臺后路基便會大幅度沉降。

(3)左側填方過高，坡腳處出現滑移。

該橋橋臺處原地面橫坡較陡，左、右側填方高差較大，處理不好本身就容易出現沉降差，加上左側填方坡角伸入水中，卻無任何防護措施，長期受水浸泡。原地面可能也未做反向臺階或是臺階做得不好，未起到作用，導致左側邊坡失穩滑移，路面沿中線附近被撕裂，縱縫產生。

2 產生橋頭跳車的原因：

2.1 地基基底較差，地基沉陷

土質不良容易造成基底沉陷導致橋頭跳車。因為橋涵通常位于溝壑地方或河床一級階地，這些地方地下水位較高，土體天然含水量較大，壓縮性高，抗剪強度低，一旦受到擾動，天然結構容易受到破壞，強度便顯著降低，形成軟弱層。橋頭路基填筑后，路基填料自重較大，產生的基底應力也相對較大，加上車輛荷載作用，特別容易引起地基沉陷。這類地質就需要根據具體情況對基底進行處理，提高其承載能力再進行填料。另外還可以采取填筑一些自重較輕的填料如專用泡沫板等材料來予以解決。

2.2 臺背填料壓縮造成沉降

臺后填料存在著很多孔隙，加上施工時受施工作業方面影響，壓實機具不能靠近臺背，不能將填料充分碾壓密實，在公路自重及車輛的垂直荷載與振動荷載作用下，孔隙率逐漸降低，填料逐漸壓縮，密實度逐漸增大，便在一定期限內產生路基沉降。實踐證明摩擦角大、強度高、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等材料或石灰土等半剛性材料如果施工得當工后沉降較小。同時，透水性填料由于透水性較好，能很快地將侵入其中的水分排出從而減緩雨水的危害，半剛性材料由于不透水可以防止雨水滲入其中，保證路基始終處于干燥穩定狀態。

2.3 施工措施不當造成沉降過大

施工單位盲目追求速度，沒有嚴格按施工規范要求分層填筑、碾壓；用料沒有把好質量關造成含土量過大，壓實度沒有達到要求等人為因素也是造成跳車現象主要原因之一。近些年來，個別公路因受各種客觀原因影響或是施工單位本身素質較差、質量意識淡薄，使得出現了許多本不需要討論分析，原因特別明顯的質量問題。這種因人為因素造成的質量問題應該及早解決杜絕。

2.4 剛柔結構突變造成橋頭跳車

剛度不同的路面在跳車處所產生的振動效果不同，柔性材料對能量的吸收要比剛性材料大。由于結構物橋臺一般采用剛性很大的鋼筋混凝土澆注而成，具有較大的整體剛度，屬剛性體；而與結構物橋臺相連的道路，一般為路基加半剛性基層、底基層體系，具有剛性較小柔性較大的特性，屬彈、塑性體。雖然在二者之上均鋪筑有瀝青混凝土但二者之間仍然存在著較大的剛度差，這個剛度差的存在必然引起道路與結構物橋臺之間產生較大的塑性變形相對差和較大的剛度突變，勢必增強橋頭跳車。車速越快，跳車引起的不適就越為明顯。因次這種原因造成的跳車在高速公路上顯的較為突出。

3 控制措施：

3.1 基底較差的地方根據其特點進行必要處理

對于基底土質較差，土體較為疏松的地方在臺背填筑前可采用YZTK20T拖式振動碾對基底進行反復沖擊碾壓，提高基底土層的密實性，加快基底土體排水固結的速度，提高基底土體抵抗變形的能力。對于基底軟弱，不能用壓路機進行壓實的地方應根據其特點采用降水、碎石樁、灰土樁加鋪碎石墊層或采用土工材料的方法進行處理后再進行臺背填筑。

3.2 嚴格控制臺背回填的質量

選料：選用級配較好的砂礫或破口碎石（0.5-3厘米）摻砂進行臺背回填。

回填范圍：嚴格按照規范確定的回填范圍進行填筑，填方段盡量和路基同步填筑，以充分保證填筑質量。挖方段及路基已填筑完成地段，先用挖掘機按照回填范圍要求將臺背范圍挖出再進行填筑。需要挖臺階的先用挖掘機挖成1：1斜坡，再用人工開挖成50厘米×50厘米的臺階，然后再分層填筑。

回填工藝：將砂礫運至工作面附近，先在結構物背墻上用油漆標出分層厚度及層號（20厘米一層），再用挖掘機將砂礫料攤鋪好，人工配合整平。采用YZ18T振動壓路機進行碾壓。對于緊貼臺背或肋板的地方采用氣壓式沖擊夯進行夯實。碾壓完成采用灰點法進行沉降量觀測，YZ18T振動壓路機往返振動碾壓一遍沉降量不大于1mm視為合格。

3.3 建議將搭板設縱坡或鋪過渡性路面

針對剛柔結構突變造成橋頭跳車，可將搭板設成3%-5%縱坡，施做路面時可將基層和瀝青混凝土下面層延伸至搭板上起到體系過渡作用，減小柔性到剛性的突變造成的沖擊。另外還可以將橋頭段15-30米范圍設成過渡路面，待工后沉降基本完成再鋪筑成永久路面。

[1]淺談高填方路段大面積軟土地基整治施工方案《山西建筑》2008年25期.

[2]高填方路基沉降觀測與分析《山西建筑》2008年27期.