土工格柵在橋頭跳車處理中的應用標準

李留洋

摘要：橋頭跳車是高等級公路中最常見的病害之一，將土工格柵用于橋頭路堤加固，是橋頭跳車得以解決的重要方法。經大量工程實踐表明，土工格柵處理橋頭跳車效果顯著。本文結合實際案例，在充分了解橋頭跳車成因的基礎上，對具體施工應用標準進行了探討。

Abstract： Bridgehead jumping is one of the most common diseases in high-grade highways. The use of geogrids for bridgehead embankment reinforcement is an important method to be resolve it. A large number of engineering practices have shown that the effect of the geogrid in handling bumping at bridgehead is significant. Based on the actual cases， this article discusses the concrete construction application standards on the basis of fully understanding the cause of the bumping at bridgehead.

關鍵詞：土工格柵;橋頭跳車;施工標準

Key words： geogrid;bumping at bridgehead;construction standard

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）13-0160-02

0 引言

隨著我國國民經濟的快速發展，公路建設規模也隨之逐步擴大。在修建高等級公路時路橋過渡段差異沉降所產生的橋頭跳車問題也引起了人們的普遍關注。橋臺、臺背填土路堤之間的差異沉降是產生橋頭跳車的主要因素。為處理橋頭跳車問題，必須重視過渡段差異沉降。同時合理選擇加固方法，規范施工工藝，做好施工質量工作，只有這樣才能滿足路橋過渡段加固的目的。將土工格柵合理布設到施工段，可有效解決橋頭跳車問題，加固橋頭路堤，為工程實踐提供科學、有效的依據。

1 橋頭跳車的成因

1.1 路堤填筑材料壓縮 橋臺臺背路堤填筑過程中，如填筑材料透水性較差，則將大大增加其空隙率，且含水量過高，這種情況下，填料顆粒間的空隙消除難度將大大增加。即便選取壓實機械施工，但其工作面有限，無法全部靠在構造物上，待完成回填作業后，無法充分壓實靠在構造物上的填土，導致局部填土仍具有較大孔隙度。隨著時間的不斷增加，加之各種因素的影響，回填路堤沉降問題愈加嚴重。

1.2 路堤下天然地基沉降 一般都會在天然地基上修筑路堤，因其自身重力因素，土體沉量量與施工標準已符合，如將路堤修筑其上，則因路堤填土重力天然地基將產生附加應力，局部土體在垂直荷載作用下，極易產生沉降。

1.3 路面排水設施不到位 因路面排水設施不到位，將出現路面積水問題，順著路面裂縫、路橋連接位置雨水向路基內不斷滲入，進而出現沖刷路基填土的現象。除此之外，因雨水影響，填料將大量流失，進而出現路基內部填土不足問題，在車輛長期荷載作用下，路基沉降在所難免，最終導致橋頭跳車問題產生。

1.4 橋臺和臺背填土連接位置剛度差異 通常都會選取混凝土澆筑橋梁及其輔助構造物，其剛度較大。但臺背路基屬于半剛性結構。連接上述兩種構造物，則其剛柔性質、抗變形能力差異過大。待通車運行一段時間后，臺背路基固結變形逐步加大，但橋臺沉降變形卻相反，在逐步減小。這種情況下，路橋連接位置沉降差也隨之增大，進而產生橋頭跳車問題。

2 工程概況

某橋梁工程總長度為383m，屬于17孔鋼筋混凝土預應力梁板橋，3孔連續梁為其主跨，20m簡支梁為邊孔，總跨為8×20+28+35+28×2+5×20m。本施工段具有良好地質情況，16到16.5m為基巖埋深范圍，砂礫、粗砂等為覆蓋層類型，2.1到4.4m為粉質粘土厚度范圍。本工程屬于重力式橋臺，擴大式淺基礎，選取砂礫回填臺后路堤。因施工工期緊張，及路堤自重影響，嚴重制約了地基沉降、路堤自重壓實變形完成時間，為此，必須做好橋頭跳車預防工作。

本工程將土工合成材料設置到橋頭路段路堤內，以此對臺后路堤、錐坡整體性進行有效提升，避免因地基不均勻沉降，出現橋頭跳車問題。本工程選取剛柔過渡設計法，盡可能減少工后沉降。同時通過該處理方法的應用，可及時消除橋頭搭板后二次跳車現象。

3 土工格柵作用機理

作為一種土工合成材料，土工格柵相比其他材料，具有較高強度及韌性。通過土工格柵的力學性能，能夠實現土體應力擴散的目的，并能進一步提高土體剛度、抗拉強度，和土體形成復合土工結構。從物理特性角度分析，作為一種聚合物，土工格柵利用聚合物擠壓作用，及將孔打在聚合物上，通過拉伸機單、雙向拉伸聚合物，以此重新排列聚合物分子，促使其產生較大矩形孔眼，形成平面網格狀結構物。土工格柵的承載結構主要包含4部分：縱肋、橫肋、結點與網格孔，以上四者作用各不相同。土工格柵具有較大網格孔徑，與網筋厚度相比，結點厚度較大。則相比其他土工織物，其具有更高強度，且使用壽命長，可達到良好隔離效果。

由加固作用方面分析，因土工格柵具有較粗網筋，則其強度也隨之增強，進而具有良好抵抗力。于土體而言，格柵網孔嵌鎖能力強，格柵和土體間產生的剪切阻力較大，能夠有效結合土工格柵和土體，提升抗剪強度。

與單向土工格柵相比，縱橫雙向受力為雙向土工格柵的受力特點。雙向土工格柵肋條較為剛硬，且具有較高結點強度及良好平面抗扭剛度。一般以正方形作為格柵網孔形狀，且有厚邊肋條附著到孔周圍，進而充分結合雙向土工格柵和土體，對土體顆粒移動問題加以有效制約。

4 土工格柵在橋頭跳車處理中的應用

作為橋梁工程施工的核心內容，橋頭跳車問題研究極為重要。如過渡段差異沉降過大，將嚴重影響行車舒適性及安全性，導致大量人員傷亡或財產損失，進而帶來巨大社會負面影響。為此，必須對橋頭跳車處理技術的選用加以重視。選取土工格柵處理橋頭跳車，不僅能夠增強地基強度，還能提升橋梁整體性及穩定性，進而促使路橋工程施工質量的提升。

4.1 方案設計

U型重力式橋臺為本工程橋臺形式，兩側翼墻對臺后填土影響較大，壓實空間較小，無法充分發揮重力式壓實機械的作用。同時因地基基礎沉降等因素，選取雙向土工格柵結合橋頭搭板的處理措施，可有效避免橋頭跳車問題產生。通常情況下，可在橋臺背墻或橋臺后路堤內固定雙向土工格柵，盡可能降低路堤自重對地基的影響，減少附加應力。

根據工程施工具體情況，要求將雙向土工格柵，共7層，合理設置到橋頭搭板下相應范圍內，聯結固定土工格柵一端和橋臺后預埋件，向路堤內伸入另一端，降低路堤沉降量。延長搭板后土工格柵6，將二次跳車影響消除。除此之外，還應將雜填土質粉質粘土頂面清理干凈，路堤、橋頭錐坡則選取砂礫回填，嚴格按照設計要求，合理確定回填工藝。

4.2 土工格柵施工

將一排間距為20cm的鋼筋勾埋設到臺背，待整平、壓實路基后，折回格柵3個網格以上，將一個鋼筋包裹起來，且在鋼筋勾內掛好鋼筋，隨格柵選取鋁絲綁扎，且固定好格柵和臺背。如長度較短，則應做好搭接工作，且在2個網格以上控制搭接長度。鋪平、拉緊格柵后，即可實施填土作業，一般選取無棱角的砂礫土作為填土，施工時應選取裝載機按照“邊緣—臺背”的順序進行施工，嚴禁直接對格柵進行碾壓。30cm為填土厚度，完成整平作業后，即可進行碾壓施工。

4.3 埋設土壓力盒

待填料碾壓施工結束后，應保證其壓實度滿足壓實標準，隨后進行20cm預埋坑底挖設，要求將坑內雜物，如塊石等清理干凈。隨后選取細砂進行平整施工。完成上述作業后，即可將土壓力盒放入坑內，并進行淺槽開挖，向邊坡外引出數據線，最后坑、槽填筑細砂，確保其平整后，即可進行壓實施工。

4.4 分層沉降管安裝

完成路堤填筑作業后，即可進行鉆孔施工，一般選取沖擊鉆即可，鉆深應在地基50cm以下，146mm為孔徑。施工時應依照土層分層實際情況，提前確定磁環間距，按照由下到上的順序進行磁環安裝，并固定好其上端。隨后選取接管將沉降管與管之間做好連接，并通過螺絲錨固。鉆孔成孔（成孔允許偏差如表1）后，向孔內緩緩放入沉降管，并將管蓋蓋上，隨后將護筒拔出，并將中砂灌滿孔、管間空隙，隨后向內注水，保證其逐步下沉，當其穩定后，即可進行測量，隨后固定管蓋。

5 結束語

綜上所述，作為社會關注的熱點問題，安全問題是交通運輸永恒的主題。在道路安全性能提升方面，施工技術的選擇極為關鍵。橋頭跳車是最常見的路橋病害問題，如何降低損害，提高施工質量意義重大。土工格柵作為橋頭跳車施工處理的主要方法，其施工質量的優劣對路橋施工質量影響巨大。為此，必須全面了解橋頭跳車成因，規范施工工藝，提高施工質量，推動路橋工程持續、健康發展。

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