淺析高速公路橋頭跳車的原因及防治

魏敏

一、前言

隨著我國經濟建設的不斷發展，公路建設進一步引起了社會更多的關注，大量的高等級公路逐步投入營運使用。但從實際使用情況來看，普遍存在橋頭回填沉降導致跳車這個問題，有的橋涵剛投入使用就出現嚴重的橋頭跳車現象，同時橋頭接縫及橋頭搭板遭到破壞，尤其在一些軟土地基地方更為嚴重，給行車和公路養護帶來了很大困難，直接影響行車的舒適感及道路的使用壽命。

二、橋頭跳車的質量通病及其危害

橋頭跳車是指由于橋梁或通道等構造物兩側與路基填土銜接處產生較大差異沉降和差異剛度，使得路面出現顯著地縱坡變化和剛度變化，從而導致高速行駛的車輛在該處產生跳躍的現象。橋頭跳車是目前公路建設中的質量通病之一。

三、橋頭跳車的成因分析

跳車的直接原因是剛性結構物橋臺與路堤連接處在行車荷載的反復作用下產生較大的沉降變形差異。因為橋臺結構物剛度大，基礎一般都經過處理，可以認為無沉降發生。而臺背路堤是一種剛度很小的非線形材料，在行車荷載的作用下產生較大的塑性變形，而且視不同的土質需要不同的時間才能趨于穩定。

（一）從技術理論方面分析

剛性橋涵臺在行車荷載作用下，其自身可認為無變形產生，只有一部分因地基固結和壓縮變形引起的整體沉降，而柔性路堤（相對于橋涵臺而言）填土除了地基原因外還存在自身在雨水、溫度變化、荷載等作用下的彈塑性變形，導致了橋頭部位產生的相對沉降值超過了允許的極限，局部沉降差異大，產生跳車現象。

（二）從設計方面分析

1.橋涵設計著重在結構、地基承載力和穩定性方面的計算，對總體沉降只作規定，跨徑小于100m時不進行驗算；而路面設計則是以整體彎沉或彎拉應力作為控制指標；路基設計又是以壓實度和高度來控制豎向變形。從抗變形能力即彈性模量來看，不論是輕型橋臺還是重型橋臺，其彈性模量均是臺后填土彈性模量的千倍左右，因此兩者在沉降方面產生了明顯的差異。所以，在路橋連接處是間斷不連續的，這種先天不足必然要引起受荷后的不一致變形跳車。

2.從產生橋頭跳車的原因來看，主要是構造物兩側的差異沉降引起，如何縮小構造物與臺背回填土的差異沉降是解決橋頭跳車的關鍵，而臺背回填土壓實度只是縮小差異沉降的一個方面。不同的材料在達到同一壓實度的條件下，在同一荷載作用下的塑性變形和次固結沉降不相同，強度低、剛度大、壓縮性大的材料其塑性變形和次固結沉降大。

3.現行規范規定用透水性好的材料作為臺背回填材料，雖然其剛度和壓縮性比粘性土要好，但由于其透水性，致使天然地基和相鄰路基土會受周圍滲透水、毛細水、路面滲水、橋臺沉降縫滲水等的浸濕而軟化，久而久之，造成臺背回填處土基和臨近路基強度低，變形加大，使其不能處于較干燥的狀態下工作。

4.結構突變。橋臺與臺背路面在結構上存在著差異。從路面和橋面系結合處可以看出，橋頭左右兩側是兩個不同性質的路面體系，左側為柔性面層與剛性橋臺組成雙層路面體系，右側為柔性或半剛性多層路面體系。在車輛荷載作用下，墊層、基層密實度迅速增加，結構層壓縮，而橋臺由于基礎處理較好，一般認為沉降已經完成，相對于路基而言，沉降可視為零，而鋪裝層壓縮也不大。這樣，橋頭兩側抗變形能力不同，相對沉降現象就不可避免。

（三）從施工方面分析

1.回填處地基清理不徹底，有雜物、浮土等，沒有將基坑內水抽干、曬干，就開始回填。

2.天然地基承載力低，沒有清除壓實不夠的路堤填筑土。

3.沒有根據臺背回填的施工特點明確具體的施工工藝要求，施工處于無序狀態或不科學、不規范的施工。

4.施工管理難度大。由于臺背回填往往滯后于構造物和路堤填筑施工，且點多、工程量小、比較分散、要求高、填筑層次多，加之工程后期搶進度，客觀上給施工管理帶來一定的難度。

三、臺背回填施工控制要點

（一）臺背回填區天然地基處理

1.徹底清淤，將橋頭所有含量超標準的土壤完全清除，直到符合強度要求為止，消滅填料不合格帶來的隱患。當原地表為含水量較大的淤泥質土層或用鉆孔樁施工時，泥漿排放不合理，淤泥在錐坡及臺后路基位置處沉積，要對其進行徹底清理。如果在這部分土層上填筑土方，隨著淤泥中薄膜水的蒸發或自由水的轉移，液相減少，體積收縮，上層土體必然會沿著軟泥層產生滑移出現沉降，引起橋頭錯臺。因此，清淤這一程序不容忽視，必須完全徹底清淤。

2.在軟弱地基上，橋涵多采用深基礎或地基加固處理，其沉降量相對較小，而橋頭路基往往達不到與橋涵相同的標準，因而沉降相對大一些，因此兩者工后沉降量要求也不相同，為減少工后沉降，消除跳車隱患，必須事先對軟基進行處理。高等級公路的軟基處理，通常采用砂袋砂井法、塑料排水板堆載預壓法、換土法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、振動碎石樁法、強夯法等等。

五、監理措施

針對規范的具體要求，監理工程師在施工監理的過程中必須要采取特殊措施。

（一）要求承包人對本合同段的橋涵構造物的施工和臺背回填制定詳細的、可操作的施工組織計劃方案，并審查其方案的可行性。審查內容包括：承包人所派的質量自檢負責人的業務能力，其他質量自檢人員的素質及配置數量；根據臺背回填施工的特殊性，配備機械和人工夯實機具，并處理好結構物、路基填土、臺背回填三部分施工之間的協調關系。

（二）在正式開工之前，必須做好試驗工作。試驗的內容包括選用的材料最大干密度、粒徑、含水率等；選用的碾壓機類型、噸位、碾壓遍數，合適的松鋪厚度。尤其對“死角”確定選用何種人工夯實機具以及它與壓路機的配合使用，每層碾壓密實后，均應檢測，并填寫檢驗報告；在試驗路段檢查合格后由承包人寫出試驗報告，經監理工程師審核簽字后實施。

（三）施工階段的質量控制是防止和減小路基沉降的關鍵，也是監理工作的重點。其施工工藝由若干道工序組成，監理工程師應把監理工作的重點放在影響施工質量的幾道關鍵工序上，進行“重點監理，現場抽檢，嚴格把關”。必須嚴格執行關鍵工序未經監理工程師抽檢與簽認，不得進行下一工序施工的規定，從而保證臺背回填的質量。具體操作方法是將回填按層厚分為若干回填層，層層檢測。

六、結束語

綜上所述，治理橋頭跳車首先要研究其產生的原因，提出適宜的處治原理。施工階段的臺背回填質量是影響橋頭跳車的主要因素。加強臺背回填的施工質量控制，這個觀點與方法已被工程實踐證明是可行且有效的，但在實際應用過程中，由于各方面的原因，造成臺背沉陷，對橋涵結構物的工作狀態和路面使用品質產生不利的影響，導致公路和橋涵養護費用增加，且增加了行車的風險，降低了通行能力，甚至造成交通事故。因此，除完善設計、嚴格監理等措施外；最主要的是施工單位應加強臺背回填的過程質量控制，嚴格按規范要求施工。力爭將臺背沉陷控制在允許范圍內，避免橋頭跳車現象的出現。

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