公路橋頭跳車產(chǎn)生的原因及解決對(duì)策分析

胡顯昱　趙　越

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高速公路的建設(shè)在全國各地也迅速展開，隨之而來的則是高速公路使用中不斷出現(xiàn)的各種病害。其中，長(zhǎng)期困撓廣大工程技術(shù)人員的橋頭跳車這一難題也越來越突出。如何有效地控制橋頭跳車，保證高速公路運(yùn)營(yíng)的安全性和舒適性已越來越引起人們的廣泛關(guān)注。本文簡(jiǎn)述橋頭跳車的原因及其對(duì)行車速度的影響，并從理論與施工上論述解決高等級(jí)公路橋頭跳車的措施。

關(guān)鍵詞：公路橋頭跳車地基路基路面處理方法

0引言

目前，已投入使用的高等級(jí)公路(包括高速公路)中，普遍存在一個(gè)問題：路面在臺(tái)背回填處出現(xiàn)不同程度的沉降斷裂，使車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍和沖擊，從而對(duì)橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機(jī)和乘客感到顛簸不適，甚至造成車輛大幅度減速，嚴(yán)重的可導(dǎo)致交通事故(特別是車輛機(jī)械事故)。因此，如何解決高等級(jí)公路橋頭跳車問題，對(duì)于我們養(yǎng)護(hù)部門具有較現(xiàn)實(shí)意義

1橋頭跳車產(chǎn)生的原因

1.1地基土質(zhì)不良造成的沉降橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多屬軟土。由于軟土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性強(qiáng)和抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，在軟土上填筑路基，便極易產(chǎn)生沉降(包括瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降)。同時(shí)，橋頭路基填筑高度較其它地段大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對(duì)較大，更易引起地基沉降，特別是工后沉降較大。

1.2臺(tái)背填料壓縮引起路基的沉降臺(tái)背填料因含水份，存在孔隙，施工中采取任何措施也難將填料顆粒聞的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動(dòng)荷載作用下，孔隙率逐漸降低，填料逐漸壓縮，密實(shí)度逐漸增大，便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。因此，壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)、施工條件及臺(tái)前臺(tái)背的防護(hù)排水工程的設(shè)置等情況。根據(jù)有關(guān)資料調(diào)查研究：當(dāng)土堤壓實(shí)度為95％時(shí)，每米填土工后的沉降約為lcm。

1.3剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏噭偠炔煌穆访嬖谔囂幩a(chǎn)生的振動(dòng)效果不同，柔性材料對(duì)能量的吸收要比剛性材料大。由于結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)一般采用剛性很大的堅(jiān)石砌筑或鋼筋混凝土澆注而成，具有較大的整體剛度，屬剛性體；而與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)相連的道路，具有剛性較小柔性較大的特性，屬彈塑性體。顯然，道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間存在著較大的剛度差，這個(gè)剛度差的存在必然引起道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間產(chǎn)生較大的塑性變形相對(duì)差和較大的剛度突變，勢(shì)必增強(qiáng)橋頭跳車的振動(dòng)效果。

2解決橋頭跳車的措施

2.1地基處理處理好橋頭軟弱地基，是控制跳車的關(guān)鍵。目前對(duì)橋頭軟弱地基處理，國內(nèi)已有加固土樁法、料粒樁法、豎向排水體預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法和淺層處治法等措施，下面介紹幾種行之有效的常用方法。

2.1.1采用深層攪拌法加固橋頭軟基該法屬加固土樁類型，主要適應(yīng)于軟弱粘性土。深層攪拌法是借助于壓縮空氣，采用專門深層攪拌機(jī)械設(shè)備，從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土中噴出漿體或粉體固化劑(如水泥等)，經(jīng)葉片攪拌，并吸收周圍水份，在加固的深層軟土中進(jìn)行一系列物理——化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基，從而提高橋頭軟土地基承載力，減少沉降量(特別是工后沉降)，縮短固結(jié)期，提高邊坡穩(wěn)定性。其主要施工工藝程序：整平原地面→鉆機(jī)定位→鉆桿下沉鉆進(jìn)→上提噴粉(或噴漿)、強(qiáng)制攪拌→復(fù)拌→提桿出孔→鉆機(jī)移位。

2.1.2采用砂樁加固橋頭軟基該法屬料粒樁類型，適用于松砂地基、雜填土或軟土，對(duì)地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用，在本世紀(jì)30年代起源于歐洲。主要施工工藝程序：整平原地面→機(jī)具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機(jī)具移位。為加速地基固結(jié)，減少后期沉降，一般根據(jù)實(shí)際情況，配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基強(qiáng)度顯著提高，同時(shí)改善地基的整體穩(wěn)定性。

2.1.3塑料排水板堆載預(yù)壓法該法屬豎向排水體預(yù)壓類型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。塑料排水板是由芯體和濾套組成的復(fù)合體，或是由單一材料制成的多孔管道板帶，自1983年在天津塘沽新港施工試驗(yàn)成功以來，在全國各地高速公路軟基處理都得以廣泛推廣應(yīng)用，其主要施工工藝程序：整平原地面一攤鋪下層砂墊層→機(jī)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(jī)具移位→攤鋪上層砂墊層。為加速排水固結(jié)，減少后期沉降，一般都配合堆載預(yù)壓或超壓施工，使地基土的有效應(yīng)力增大、抗剪強(qiáng)度和承載力及穩(wěn)定性都得以提高。其特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便快捷，造價(jià)較低，但效果比上述兩種類型略差，仍存在少量工后沉降。

2.2路基處理

2.2.1采用超輕質(zhì)材料作路堤鋪設(shè)輕質(zhì)材料可以減輕路堤自重，有效降低地基應(yīng)力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)，常用的輕質(zhì)材料如粉煤灰等。使用泡沫聚苯乙烯塊，可大大減輕路堤體的重量，能成功地遏止橋涵連接路堤的過渡沉陷，從而避免垂直錯(cuò)位：另外還具有施工簡(jiǎn)便，不污染環(huán)境，能縮短工期等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)還可以減少橋臺(tái)等構(gòu)筑物的土壓力及側(cè)向壓力，從而減少構(gòu)筑物的移動(dòng)變位，改善結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。

2.2.2臺(tái)背回填處理方式橋臺(tái)后宜選用摩擦角大、強(qiáng)度高、壓實(shí)快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等。同時(shí)，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實(shí)性能，使路基容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長(zhǎng)度距橋臺(tái)背不小于2m且與路基相接處按不大于1:1設(shè)置斜坡或臺(tái)階，回填高度視路堤高度而定，一般取2～4m。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部(約50cm范圍內(nèi))設(shè)置水泥穩(wěn)定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。

2.2.3臺(tái)背回填處的壓實(shí)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(tái)結(jié)構(gòu)物的相對(duì)沉降盡量小一些，一般可選填筑路堤預(yù)壓，讓路基排水固結(jié)，待路堤沉降基本完成以后再開挖涵洞或橋臺(tái)位置土方，然后再施工橋涵。臺(tái)背填筑前，宜在處理后的基底頂面上設(shè)置橫向泄水管或盲溝。臺(tái)背回填宜在完成臺(tái)前防護(hù)工程及橋涵上部結(jié)構(gòu)吊裝之后進(jìn)行，同時(shí)注意結(jié)構(gòu)物兩端對(duì)稱填筑施工。臺(tái)背回填的壓實(shí)質(zhì)量是影響臺(tái)背回填沉降的一個(gè)主要因素。

2.3路面處理

2.3.1設(shè)置橋臺(tái)搭板搭板設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺(tái)上，使車輛通過時(shí)跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計(jì)算確定，常取3。15m(當(dāng)超Bm時(shí)，宜設(shè)計(jì)成兩段式或三段式搭板)。搭板的近臺(tái)端一般擱置在橋臺(tái)前墻頂面或其牛腿上。當(dāng)橋頭引道為剛性路面時(shí)，搭板的縱坡可采用與路面設(shè)計(jì)縱坡平行方式(稱平置式搭板)。

2.3.2設(shè)置變厚式埋板為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長(zhǎng)度一般取3～5m，對(duì)于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。在搭板、埋板或變厚式板的下層，為保證與橋臺(tái)連接部位的剛?cè)釋哟卧谒胶痛怪狈较蚓軡u次變化，建議采用強(qiáng)度及回彈模量均高于其它路段相對(duì)應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯(cuò)臺(tái)幅度，調(diào)整不均勻沉陷，改善橋頭跳車或二次跳車現(xiàn)象。