高等級公路橋頭跳車的原因及其防治措施

臧寧

摘 要：本文分析了高等級公路橋頭產生跳車的原因，并提出了防治措施。

關鍵詞：橋梁工程；高等級公路；橋頭跳車；原因；防治

前言

橋頭跳車問題一直是困擾橋梁工程技術人員的難題之一，特別是近幾年來隨著我國高等級公路的迅速發展，橋頭跳車現象較為普遍，它直接影響行車速度、舒適與安全，甚至造成行車事故，同時由于車輛的高速行駛在橋頭產生跳動和沖擊，對路面和橋梁產生附加的沖擊荷載，加速橋臺、橋頭路面及橋梁伸縮裝置的破壞，也加快了車輛本身的損壞，直接影響了公路的使用壽命和社會效益，因此如何解決高等級公路橋頭跳車問題已成為刻不容緩的大事，本文對幾種有代表性的防治措施進行了探討。

一、橋頭跳車產生的原因

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，特別是施工后沉降較大。

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橋臺為剛性，而與之相連的道路，則為柔性，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，出現沉降，導致橋頭跳車。

二、橋頭跳車的防治措施

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：

（1）換填法

將軟弱地層挖深2～3m，然后換填砂礫等材料，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。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）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。

（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。

（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.路基處理

（1）臺背填土處理方式

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4%～6%、標號32.5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。臺背填土順路線方向，頂部為距翼墻尾端不小于臺高加2m，底部距基礎內緣不小于2m，填土高度視路堤高度而定。橋頭填土處理的另一方式是在路床以下0～80cm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∶3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）臺背填土處的壓實

由于臺背填土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，故要求臺背填土每層松鋪厚度不得大于20cm，壓實度必須達到96%以上，填土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。

（3）采用“填筑路堤預壓”法施工

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。這種方法一般在沿海軟基地區使用。

3.路面處理

（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。搭板的近臺端一般用拴桿固定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）。

參考文獻

[1]《公路工程質量檢驗評定標準》JTG F80/1-2004，人民交通出版社。

（作者單位：遼寧省路橋建設集團有限公司）