應用“剛柔過渡”原理治理橋頭跳車質量通病

摘要：本文根據(jù)參加多條公路建設的實踐，對橋頭質量通病進行了定義；闡述了橋頭跳車的表現(xiàn)形式和危害；出了橋頭跳車“剛柔過渡”的自治觀點。

關鍵詞：橋頭跳車 剛柔過渡

1 橋頭跳車質量通病定義

橋頭跳車是指由于橋梁或通涵（特別是通道和蓋板涵）等構造物兩側與路堤土銜接處產(chǎn)生較大的差異沉降和差異剛度，使得路面出現(xiàn)顯著的縱坡變化和剛度變化，從面導致高速行駛車輛在該處產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象。橋頭跳車是目前公路建設中難以根治的質量通病之一。

2 橋頭跳車主要表現(xiàn)

橋梁或通涵構造物兩側的臺背回填土，由于壓實不夠、回填材料強度不高、壓縮性大、剛度小等方面的原因，造成臺背回填的沉降量，比結構物的沉降量要大，高速行駛的車輛通過這個沉降段時會引起部擊振動，產(chǎn)生振動的突變，使司乘人員明顯感覺到不適。在我國公路建設實踐中，由于多方面的原因，橋頭跳車問題并未得到很好的解決。由于橋頭跳車導致的維護費用也很高，而且妨礙了正常高速行車，降低了行車舒適性，甚至引起交通事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。

3 提出橋頭跳車“剛柔過渡”的處治觀點

“剛柔過渡”處治橋頭臺背的整體思路是：構造物是剛性體，路堤是柔性體（相對構造物而言），顯然，構造物與路堤之間存在著較大的剛度差，這個剛度差的存在必然引起構造物與路堤之間產(chǎn)生較大的差異沉降和較大的剛度突變。從理論上講，實現(xiàn)臺背回填的“剛柔過渡”有兩種方法，第一種方法是：在臺背回填范圍內使用能從路基土剛度漸變到結構物臺增剛度的變剛性材料，實際上這種可能性不大。第二種方法是：使用剛度介于路基土與構造物材料剛度之間的某種半剛性材料，但自長度方向變化其厚度，使得臺背回填靠近構造物處厚，靠近路堤處薄，這樣可使臺背回填整體剛度從構造物向路堤方向逐漸變小，其差異沉降也從構造物向路堤方向逐漸過渡，從而實現(xiàn)臺背回填處治的“剛柔過渡”。

4 半剛性材料“剛柔過渡”治理措施

4.1 臺背填土的設計 根據(jù)橋頭跳車“剛柔過渡”處治觀點，臺背填土的設計主要考慮三個方面的問題：①臺背回填材料。在工程實踐中，也有用天然砂礫土作臺背回填，這無疑要比粘性土摻碎（卵）石或純粘土要好，但其剛度小，二次固結變形大，難以達到臺背回填對剛度和變形的要求。當采用砂礫回填時，臺背填土的剛度小，孔隙大，難以密實，且變形大，其透水性對路基和臺背填土基底強度和變形的影響較大，因此，天然砂礫土和砂礫并非理想的回填材料。而純粘土、粉性土由于其剛度小、水穩(wěn)定性差、不易壓實、變形大、二次固結大，不能直接用于臺背填土。根據(jù)數(shù)據(jù)及各類材料的工程性質和實際應用，筆者認為：水泥穩(wěn)定土、水泥石灰綜合穩(wěn)定土、二灰穩(wěn)定土、低標號貧混凝土均為半剛性的不透水材料，是良好的臺背回填材料。既經(jīng)濟又適用的臺背回填材料為石灰土、水泥土石灰水泥綜合土或石灰（水泥）穩(wěn)定天然砂礫土，在技術上能有效地實現(xiàn)“剛柔過渡”，在經(jīng)濟上要比水泥砂礫（碎石）、二灰砂礫（碎石）、貧混凝土成本低很多。②臺背填土范圍。臺背回填的范圍直接影響著臺背土剛度和變形的平穩(wěn)過渡，范圍太長，成本增加；范圍太短，達不到“剛柔過渡”的要求。如何在滿足“剛柔過渡”區(qū)的技術要求下力爭縮短臺背回填范圍，節(jié)約成本，筆者認為臺背回填土范圍要考慮如下三個要素：第一，要有足夠的長度實現(xiàn)“剛柔過渡”的技術要求；第二，要考慮施工作業(yè)的方便，考慮壓路機的壓實寬度；第三，要考慮臺背填土與已填路堤的良好結合所需長度。由于臺背回填的總體厚度是由厚逐漸變薄（遠近相對橋臺而言），回填區(qū)的整體剛度也由大逐漸變小，整體變形也由小逐漸變大，實現(xiàn)了從橋臺到路堤的剛度和變形的平穩(wěn)過渡，根治了橋頭跳車。③技術和質量標準。筆者認為搞好臺背填土與設計與施工，必須要有可依據(jù)的技術和質量標準，根據(jù)實際摸索，結合理論研究，提出如下僅供參考的技術和質量標準。臺背回填區(qū)地基的承載力是影響地基沉降的關鍵因素。工程實際中，一些臺背填土的較大沉降，也與地基的強度有關，有些地基的強度很低，造成較大的地基固結沉降。因此，要避免或盡量減少這部分沉降，則必須確保地基有足夠的強度和密實度。

4.2 臺背回填施工綱要

4.2.1 要作好施工前充分的準備工作：①臺背回填材料通過一系列試驗已經(jīng)選擇且通過審批；②構造物達到了規(guī)定的齡期和強度；③構造物蓋板或梁已安裝完畢；④必須準備充足的小型壓實機具和壓路機；⑤臺背填土處地基承載力已檢測并符合要求；⑥開工報告已經(jīng)審批。

4.2.2 要作好填前的準備工作：①開溝排水，清理基坑，用砂礫分層回填基坑、夯實并通過驗收；②按設計規(guī)定開挖臺階，若臺階的壓實度達不到規(guī)定要求，則須繼續(xù)向路堤方向開挖，直至臺階土的壓實度滿足要求為止；③在臺背上用紅油漆做好填筑層次的標記；④建立臺背填土的施工和質量檔案卡，檔案卡記載的內容包括卡號、回填材料名稱與質量、回填樁號、回填起始日期、天氣情況、每層的質量檢驗數(shù)據(jù)、責任人等；⑤臺階尺寸、臺階壓實度和基底壓實度已通過驗收。

4.2.3 要作好回填時施工控制：①嚴格松鋪厚度，根據(jù)試驗確定；②控制無機結合料的劑量；③半剛性材料拌和要均勻；④混合料的含水量應嚴格控制在規(guī)定范圍內；⑤對水泥穩(wěn)定土而言，從摻水泥至碾壓完畢的時間必須控制在4小時之內，且不超過水泥的延遲時間；⑥要用大噸位的壓路機碾壓，但振動力不宜過大，以免破壞構造物，壓不到的地方用小型壓實機具壓實；⑦控制壓實遍數(shù)（由試驗確定）；⑧及時檢測壓實度；⑨臺背填筑應按構造物質兩側對稱填筑；⑩臺背填土與路堤填筑盡量同步進行，也可滯后于路堤填筑，但不能超前路堤填筑。

5 臺背回填施工監(jiān)理

臺背回施工應制訂施工監(jiān)理實施細則，做到臺背填土施工處于全過程、全方位的受控狀態(tài)，作為監(jiān)理人員應作好如下幾項關鍵工作：①嚴把臺背填土原材料質量關，不但要督促施工單位進行水泥、石灰、土等原材料的一系列試驗，而且監(jiān)理要做獨立平等、行試驗，沒有經(jīng)過批準的原材料不能進入工地現(xiàn)場。②嚴把混合料質量關，水泥（石灰）與土的配比必須通過試驗確定，其配比必須經(jīng)嚴格審批，水泥（石灰）與土拌和必須有專門的拌和機械設備，并對混合料的水泥（石灰）劑量進行檢驗，合格后方能用于臺背回填。③嚴把臺背回填臺階尺寸、臺階壓實度、基底壓實度和基底承載力驗收關，此工序的驗收能確保臺背填土范圍和臺背填土地基的承載能力，不致于因地基強度和原路堤壓實度不夠而下沉。④填筑時，嚴格控制填筑厚度、壓實設備、壓實工藝、壓實遍數(shù)。⑤每層必須嚴格驗收，監(jiān)理自己要單獨試驗和檢驗，不能漏檢。⑥要有強有力的管理手段，抓臺背回填質量不能心慈手軟，不合格臺背填土堅決返工，并不予計量支付，對違反操作規(guī)程不按要求施工的，發(fā)現(xiàn)一次嚴懲一次。⑦每個臺背回填應設專人監(jiān)理，建立臺背回填施工質量追究制，加強監(jiān)理人員責任心。

綜上所述，治理橋頭跳車首先要研究其產(chǎn)生的原因，提出適宜的處治原理，否則，錢花了效果不一定好。筆者認為應用“剛柔過渡”觀點，該治理措施在技術上可行，在經(jīng)濟上合算，在施工上方便，無需特殊設備，在應用范圍上適用于所有的臺背填土，便于和推廣應用。本文提供的管理和施工綱要等均具有一定的操作性和適用性，可供參考。不正之處，請專家賜教！