橋頭跳車病害分析與防治措施

近年來，隨著我國交通基礎設施建設的迅猛發展，大量高等級公路陸續投入運營，但其使用過程中一些病害（如高溫車轍、低溫開裂、早期破壞、橋頭跳車等）時有發生，特別是橋臺背路基沉陷問題（俗稱“橋頭跳車”）尤為頻發，不僅大幅度增加了后期維護成本，導致道路通行能力下降，甚至引發了嚴重的交通安全事故。為此，在工程建設期間，結合各工程的實際情況，采取適當的防治措施，從而避免橋頭跳車病害的發生成了工程技術人員尤為關心的問題。

1、橋頭跳車的主要危害

主要危害體現為以下兩個方面，一是降低行車速度，影響路面通行能力；由于車輛通過時產生的沖擊荷載，不僅對橋梁和路面等結構物造成破壞，同時使乘車人員感到顛簸不適，影響道路通行功能，嚴重時甚至造成行車事故，影響了公路的正常運營。二是使橋梁伸縮縫壽命降低，大大提高了養護費用，同時也對車輛機件、輪胎等大量磨損，降低了車輛的使用壽命。

2、橋頭跳車的主要原因

經研究，常見的引發橋頭跳車病害的主要有以下原因：1、路橋過渡段路堤地基為軟弱土層，且未經處理或處理不到位，導致地基承載力不足，而引起沉降；2、基底以上臺背回填區域填料選擇不當，未碾壓到位，導致壓實度不足，而引起沉降；3、過渡段內排水設施不完善，導致雨水侵蝕造成路堤填土流失和路基長期浸泡導致強度降低。

3、橋頭跳車防治措施

通過對橋頭跳車各主要原因的分析，綜合考慮不良地質因素，主要從三方面采取措施。1、地基處理：對于不良地質段，過渡段路基工后沉降主要因地基承載力不足引起，因此地基處理為工程防治措施的最為常見。2、臺背回填：對于良好地質段（或承載力已加強處理段），在嚴格控制路橋過渡段路基施工質量的同時，因對臺背回填進行重點控制，措施主要以控制填料、壓實度、沉降觀測為主。3、錐坡及臺后排水：嚴格控制橋臺錐坡施工質量和確保臺后防排水設施完善，以防止雨水滲入對橋頭填土路基的沖蝕而出現跳車現象。

3.1地基處理方面

（1）地基處理的目的：利用膠結、置換、擠密等工藝對軟弱地基土進行加固處理，通過改善原狀軟弱土層的強度、壓縮性、滲透性等指標，加強地基承載力。

（2）地基處理方法的選用：目前對路橋過渡段的工程防治措施主要有如下幾類：超載預壓、土工合成材料加筋、強夯法、水泥攪拌樁加固地基法等。其中：

超載預壓法是采用堆載預壓或利用施工期間車輛荷載作為預壓荷載，方便施工，但對于軟弱土層較厚的軟基路段效果不大，剩余沉降量大，且該施工方法工期長。

土工格柵加筋法通常采用碎石、礫石等透水材料作為填料，雖可減輕水害，但因填料自重較大，對地基的附加應力減少作用不大，因此通常作為輔助措施。

強夯法雖在加強路基壓實度方面效果直觀、顯著，但由于實際施工中伴有巨大振動波不可避免對橋梁以及鄰近構造物產生破壞，這使它的應用范圍受到了一定限制，故強夯法主要用于大面積的造地或路基施工，如在橋頭過渡段內使用需先行施工，避免對結構物產生不良影響。

水泥攪拌樁法是采用水泥作為固化劑，利用攪拌樁機將水泥漿或水泥灰噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發生物理化學反應，從而達到軟土固結，提高地基強度，是軟基處理的一種有效形式，適用于處理淤泥、淤泥質土和粉性土質。根據噴射狀態可分為濕法和干法兩種。其中，濕法以水泥漿為主，攪拌均勻，易于復攪，水泥土硬化時間較長；干法以水泥干粉為主，水泥土硬化時間較短，能提高樁間的強度。但攪拌均勻性欠佳，很難全程復攪。

由于各種處理軟基的施工方法，均存在一定的局限性，因此在具體工程采用中，應根據各種軟弱地基特性，結合地基處理方法的加固機理、適用范圍和加固效果綜合運用幾種處理方法，以經濟、安全、確保質量為原則。

3.2臺背回填方面

（1）填料的選擇：臺背回填區域在填料的選用上，應充分考慮填料的摩擦角、壓實性、強度、和透水性能等指標，砂碎、砂包土、碎石土等填料較為常用；一般要求臺背填土處于干燥或中濕狀態，過濕狀態必須經過處理。如采用非滲水性土，應在土中加入石灰、水泥等穩定材料進行處理。

（2）壓實度控制：嚴格按照要求分層碾壓，臺背回填壓實度滿足現行規范的要求，在實際施工情況容許下，應適當增加各填料層壓實度指標1個百分點，并應適當加大檢測的頻率，加強施工質量管理。

（3）施工組織：建議先行組織實施橋頭過渡段的路堤基底處理和填筑，不僅可利用施工期間車輛荷載作為預壓荷載，有利消除工后沉降，同時也為橋梁施工提供便利的工作場地。

（4）嚴格界定路橋過渡段路基段落與臺背回填區域，施工過程中應先行填筑、碾壓路基段落，使其滿足規范、設計要求，并沿道路方向超填至臺背回填區域不少于1米，而后反開挖超填部分進行臺背回填，同時碾壓寬度應比設計路基寬度超寬50cm，后反刷邊坡，確保填筑整體密實度性。

3.3錐坡及臺后排水

實際工程案例中發現，即使臺后地基處理和臺背回填施工質量控制很好的情況下，仍有可能較快出現橋頭跳車病害。經調查表明，該現象通常是由于橋頭過渡段路堤邊坡防護措施不恰當，臺后排水設施不完善，導致雨季臺背填土流失，路基承載力降低，在長期車輛荷載作用下，產生不均勻沉降，引發橋頭跳車。因此，在充分重視橋頭地基處理和臺背回填的同時，應重視臺背路基的防排水措施，以防止雨水滲入對橋頭填土路基的沖蝕而出現跳車現象。一般措施如下：

（1）盡量增強橋面泄水孔排水能力，避免雨季大量的橋面降水排入橋頭范圍，導致橋頭邊坡沖刷及橋頭路基滲水。

（2）橋臺連接處橋頭過渡段10—20米范圍內邊坡防護適當考慮采取塊石鋪砌，防止邊坡沖刷及邊坡滲水，使路基填土塑性變形，承載力下降。

（3）橋臺過渡段常水位以上可設置橫向盲溝，間距不大于100米，橋臺錐坡及過渡段邊坡塊石鋪筑段可梅花狀設置瀉水孔，間距1.5—2米，且不少于2排，伸出砌體坡面，。

綜上所述，實際工程運用中應該根據道路等級和工程特點（如：橋臺類型、路堤填高、地質情況、回填料性質等）按照經濟、安全、易控等原則選用。通常對于等級較高的公路或市政道路，宜采用多種措施進行綜合防治措施，一方面通過地基處理減小地基的沉降變形量，另一方面控制臺背及過渡段回填質量，使路基填土的沉降變形量得到一定程度的緩解和控制，同時完善臺背路基防排水設施，以使各種防治措施能夠取長補短，從而減小或消除橋頭跳車病害。

4、工程應用實例

4.1 工程概況及地質狀況

平潭綜合實驗區環島公路安海澳至壇南灣段，全長5.22km，采用一級公路兼城市一級主干道標準建設，標準路基寬度66.5m，主線雙向六車道，輔道雙向四車道，設計時速60km/h。全線設大橋一座，位于海灣灘涂瀉洪水閘下游（里程樁號K8+214），其中0#橋臺及過渡路基段屬海積平原路段，巖土層主要由耕植土、粉質粘土、淤泥、中砂組成，其中淤泥厚度4-6米，深度2-4米，屬不良地質路段。

4.2 橋頭防跳車措施方案說明

根據該橋臺背地基軟弱且路堤填方較高等特點，設計中充分考慮了橋頭防跳車措施，地基處理方案上采用水泥攪拌樁固化處理、土工合成材料加筋、設置橋頭搭板和埋板等綜合處理措施；臺背填料上選用摩擦角大、強度高、透水性良好的砂碎作為回填料；同時在施工過程中嚴格控制錐坡施工質量，設置完善的排水設施。具體實施方案如下：

（1）水泥攪拌樁施工：在清除路基表層耕植土后，對路橋過渡段50m長路基范圍全斷面采用水泥攪拌樁濕噴法加固處理，樁直徑為50cm，樁中間距150cm，成梅花型布置，水灰比0.50、水泥摻量15%、每米摻灰量57.8kg、減水劑0.5%。本次施工設計樁長為8米，并要求穿透軟弱土層，嵌入持力層0.5米以上，施工樁邊界線為路基坡角線外3米。

（2）土工合成材料加筋：在水泥攪拌樁頂鋪筑50cm厚碎石墊層，墊層上下各鋪設一層雙向土工格柵，土工格柵橫向鋪設，兩側折回，錨固長度2米，要求每延米縱橫向拉伸屈服力不小于50kN/m，極限伸長率不大于3%，單位質量》400g/ m2幅邊搭接時，搭接寬度大于30cm。

（3）路橋過渡段路基：填料采用砂包土，分層碾壓填筑，分層厚度不大于30cm，沿道路方向超填伸入臺背回填區域1米，而后反開挖超填部分進行臺背回填；同時，碾壓寬度應比設計路基寬度超寬30cm，后反刷邊坡，確保確保填筑整體密實度性。

（4）臺背回填：填料采用3：7砂碎，分層碾壓填筑，由于填筑區域呈倒梯形，下部寬度較窄，碾壓設備工作面有限，固填筑進度緊跟路基施工進度，分次分層碾壓填筑，對橋臺周遍大型碾壓設備無法碾壓到位區域采用小型振動進行補充碾壓。

（5）錐坡及排水：考慮到該橋位于地方排洪渠入海口，受排洪沖刷和潮汐影響頻繁，該橋路橋過渡段路堤邊坡采用塊石滿鋪砌筑與橋臺錐坡連接，并在高潮水位線上1m處設置塑料排水管伸出砌體坡面。

（6）施工組織：在施工進度的安排上，先行施工橋頭路堤，利用施工荷載作為預壓荷載，增長預壓時間，并布置沉降觀測點，待工后沉降趨于穩定后方進行橋頭搭板施工，使工后固結沉降量盡可能減小。

4.3 防治措施成效：該橋自2013年初施工完成自今，經多次測量觀測，該橋橋頭未產生明顯沉降，最大沉降量為1.5cm，且已趨于穩定，行車舒適性良好。實踐證明，通過增強路橋過渡段地基承載力、保證臺背壓實度等防治措施在避免橋頭跳車問題上是可行的，并能取得較為顯著的成效。

5、 結論與感想

路橋過渡段軟基處理不當，臺背回填質量控制不良而產生的路堤整體或不均勻沉降,是直接導致橋頭跳車現象頻發的主要因素，為此，在工程建設期間，特別是設計、施工階段，應充分結合考慮工程實際特點和現場地質情況，制定相應的綜合紡織措施，同時加強施工階段過渡段軟基路基各個施工環節的質量控制,通過有效控制地基沉降量、臺背壓實度，改善排水條件等方面，減少和避免道路橋梁過渡段軟基路基路面的不均勻沉降,減輕或避免道路運營過程中因橋頭跳車現象,產生的不良社會影響，為道路的通行安全性與舒適性提供良好保障。