大興安嶺林區公路橋頭跳車成因分析及防治技術

喬保平

摘 要：根據近年來對大興安嶺林區公路橋頭跳車現象調查分析，查明了造成跳車的主要原因，經過改進設計方案，解決林區公路使用中的跳車現象，排除因跳車造成的人身、機械事故，為加快林區旅游和經濟建設提供公路保障。

關鍵詞：錯臺；橋頭跳車；防治技術

一、造成錯臺的成因分析

據大興安嶺地區現有公路橋梁與涵洞不完全統計，幾乎每條公路上凡是有橋梁、涵洞之處，在橋涵與公路連接處，因路基的不均勻沉降產生的路面不同程度低于橋涵面現象--錯臺，造成車輛在橋涵處跳車現象。根據對大興安嶺地區現有公路橋涵過渡段的調查，對不同不均勻沉降表現形式進行了歸類。在此基礎上，對不均勻沉降成因進行簡要分析。

1、多年凍土融沉造成的錯臺

大興安嶺地區公路建設多經過島狀或大片連續多年凍土帶，地層多屬于多冰、富冰及冰夾層凍土，具有融沉性、強融沉性及融陷性。橋涵等構造物出于安全和正常營運考慮，在設計和施工中對于其下地基的沉降和穩定性控制很嚴格，基礎一般埋置在比較穩定的基巖層或弱融沉、不融沉的地基上，凍融后變形及沉降量都很小；與橋涵兩端銜接的公路，多直接建設在未經處理的多年凍土上，路基分層夯實，但是由于路基的厚度不夠，使多年凍土逐漸融化，造成橋涵構筑物兩端的路基土發生不均勻下沉，而橋涵面不下沉，形成50～100mm不等高度的錯臺。

2、路基填土自身沉降造成的錯臺

按施工程序，臺背回填一般都是在橋涵構造物完成后進行的，這樣就在橋頭形成一個填土較高、施工面狹窄、工期緊迫的作業段。這樣的作業段給土方壓實工作帶來很大的困難，致使臺背回填部位局部密實程度很難達到質量要求。從而在一定期限內產生路堤填土的沉降，產生錯臺。

3、 排水不暢及填土的流失造成的錯臺

在橋涵與路堤的連接部位，由于存在縫隙，雨水會沿縫隙滲入，對路面結構層和路堤產生沖刷和侵蝕，增加路面各結構層和路堤的含水量，甚至造成各種細粒土的流失，隨著路堤和各結構層的破壞，在外部車輛荷載沖擊作用下，必然造成橋頭路堤沉陷，產生跳車現象。

二、橋頭跳車綜合防治技術研究

根據造成橋頭跳車的原因，結合現有防治技術，從凍土地基處治技術、臺背路堤處治技術以及過渡段路面處治技術等提出綜合防治技術，以期較好解決橋頭跳車這一課題。

（一）地基處治技術研究

為減少或消除路橋過渡段的不均勻沉降、有效控制橋頭跳車，對臺背地基進行加固處理是非常有必要的，尤其是特殊地基如多年凍土地基、軟土地基、等更需要進行特殊處理。

（1）縱向上保證橋臺沉降與路堤地基沉降的平衡過渡；

（2）橫向上維持路堤中央變形和坡腳路肩處變形的協調穩定。

1、對多冰、富冰多年凍土路基的處理：根據大興安嶺地區多年設計施工經驗，在融沉、強融沉地基區，采取方法一是保持原有自然地面植被；二是路基設計高度≥4米，三是路基底層平鋪一層塊石，大小在20～30cm，厚度50cm左右，如果石塊直徑大于50cm ，采用人工平鋪法，然后回填一層10～15cm厚的中粒砂；四是在鋪有中粒砂的結構層上鋪一層防滲土工布，然后按設計填筑路基土。

2、對臺背其它軟弱地基處理：目前國內已有換土法、強夯法、堆（超）載預壓法、減少附加應力法、豎向排水體預壓法、深層攪拌法和高壓噴射漿法、振動碎石樁法和淺層處治法等措施，這些都是行之有效的常用方法。具體工程應用中，應綜合考慮土質、經濟、安全等實際情況，選擇合適的處理方法，以有效地減少地基的沉降。

3、當臺背地基經充分碾壓后承載力仍無法滿足要求，但臺背填土高度又不大時，臺背基底可做淺層換填處理：可采用石灰或水泥做淺層加固處理。換填材料要高出地表一定高度以對地基進行超壓。采用換填法時要求填料符合工程要求，要切實保證換填土性質的均勻性（特別在橋基礎處），嚴格按照規范有關要求碾壓夯實。

（二）路堤處治技術研究

臺背路堤的沉降是引起橋頭跳車的原因之一，為了減少臺背路堤的沉降，可從以下幾方面入手：

1、施工工序的合理安排

為使臺背填土可以盡早開始，在立柱？樁基礎施工中應先安排橋臺，再做其他橋墩。為保證橋臺蓋梁下填土的壓實質量，要求必須先將臺背填土至蓋梁地面標高，再澆注橋臺蓋梁。為避免橋梁、伸縮縫、路堤三者標高不一致形成錯臺，要求鋪筑路面時，先將伸縮縫預留槽臨時用瀝青填筑，待路面鋪筑完畢，再對預留槽進行切縫安裝伸縮縫。

2、強夯法處理臺背路堤

強夯法在國內外被廣泛用于地基加固處理工程之中，對于路堤采用強夯處理，道路工程界尚在探索中。強夯法補強臺背路堤，是一種在路基填筑完成后，路面鋪筑之前發現路基存在壓實質量問題時采用的預防性補救措施。通過強夯法處理可以成倍地提高路基承載能力，大大改善路基的均勻性，從而減少臺背路堤的沉降。

3、回填材料合理選用

粉煤灰顆粒相對比較均勻單一，均勻的顆粒級配決定其孔隙率較大、結構組織疏松，加之粉煤灰顆粒本身是一些空心的微粒組成的混合體，因此，粉煤灰的干密度較小。用粉煤灰回填臺背可大大降低路堤下地基的附加荷載，有利于減少地基沉降及路堤對橋臺的側壓力。但是，由于透水性大、穩定性差以及無粘結性等特點，粉煤灰不宜直接用于臺背回填，故提出采用石灰粉煤灰為臺背路堤填料，經壓實后形成輕質整體性路堤。

（三） 路面處治技術研究

1、設置橋頭搭板

橋頭搭板是目前我國高等級公路建設中常用的方法，通過搭板把集中的不均勻沉降量分散在搭板長度范圍內，使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，起勻順縱坡的目的，使車輛通過時跳躍現象大為減少。合理設置橋頭搭板可有效解決局部沉陷和錯臺或橫坡變化的狀況。

為了改善搭板末端的受力狀態，在搭板末端宜設置枕梁，為防止搭板斷裂減少板底部彎拉應力，可采取在板底設置1層或2層水泥穩定碎石層作為搭板的基礎，以改善板底的局部沉降，使搭板的受力更加均勻一致；同時，水泥穩定碎石層也改善了枕梁處應力集中的現象，進一步避免搭板和路堤銜接處出現局部沉陷，從而消除設置搭板而引起的二次跳車。

2、采用過渡性路面

根據橋涵的長度和路基的容許工后沉降值等，在橋頭一定長度范圍內鋪設過渡性路面，待路堤沉降基本完成（一般為3～5年）后，再改鋪原設計永久性路面。過渡性路面可采用預制水泥混凝土六棱塊、條石鋪砌、半剛性過渡層或瀝青表處過渡層等類型。值得推廣的簡便有效方法是瀝青表處過渡層類型，其優點是當出現較大沉降時，及時補充鋪設一層瀝青混凝土或瀝青砂，便能確保行車暢順，有效避免跳車現象。

3、排水措施的改進技術研究

在橋涵與路堤的連接部位，由于存在縫隙，雨水會沿縫隙滲入，從而對路面結構層和土基產生沖刷和侵蝕，增加路面各結構層和路基土的含水量，降低路面強度和路基整體穩定性。隨著路基和各結構層的破壞，在外部車輛荷載沖擊作用下，必然造成橋頭路堤沉陷，產生跳車現象。因此，路橋過渡段應該設置完善的排水系統，盡可能減少不均勻沉降。

三、 結論

橋頭跳車嚴重影響了公路高速、安全、舒適和經濟的運營，造成了巨大經濟損失和不良的社會影響。所以施工前要進行實地調查，對周邊的環境和土層做好充分的研究。并作出合理的設計與施工，盡量降低由錯臺造成的跳車現象。