公路橋頭跳車的原因和監(jiān)理防治措施

夏　勇　朱衷良

摘要：隨著高速公路的迅速發(fā)展，在公路建設(shè)中，橋頭出現(xiàn)的跳車現(xiàn)象，已成為高速公路的多發(fā)常見病害，嚴(yán)重影響行車的平穩(wěn)性和安全性，是目前軟土地區(qū)修筑高速公路的難題之一，也是公路修筑的一個(gè)急待解決的重要課題。橋頭產(chǎn)生跳車的主要原因是橋頭與路基的沉降差所致，它與地基條件、填筑材料、施工機(jī)械設(shè)備以及施工工藝等諸多因素有關(guān)。

關(guān)鍵詞：公路；橋頭跳車

1 公路橋頭跳車的起因分析

1.1 地基沉降

由于橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多屬于軟弱基礎(chǔ)，在路基營運(yùn)荷載的作用下，使地基產(chǎn)生壓縮變形，形成地基沉陷。特別是由于軟弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、滲透系數(shù)小的特點(diǎn)，地基沉降更為嚴(yán)重，并且需要相當(dāng)長的時(shí)間才能趨于穩(wěn)定。同時(shí)，由于高等級公路多為全封閉、全立交，為了滿足被交公路、航道等凈空的要求，橋臺后的路基高度一般都較高。因此，產(chǎn)生的地基應(yīng)力相對較大，更容易引起地基沉降，從而導(dǎo)致橋臺后的路基隨地基在一定時(shí)間內(nèi)逐漸下沉。

1.2 臺后填料的壓實(shí)問題

高等級公路臺背回填的壓實(shí)，雖然采用了重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)度要求在95％以上，但是有些工程的臺后填料采用的是砂類土或透水性材料，這些材料孔隙率大，所含的水分多，尤其在自重及車輛荷載的作用下，孔隙率逐漸降低，臺后填料在一定期限內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形，根據(jù)試驗(yàn)及相關(guān)研究資料表明，路基填料本身的壓縮變形為路基填筑高度的1％。大家知道，高等級公路臺后回填高度一般都較高，因而臺后填料的壓縮變形也就相應(yīng)較大。更何況在臺后回填施工時(shí)，由于一些施工單位的質(zhì)量意識淡薄，往往達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)遍數(shù)，這樣壓實(shí)度就很難保證在95％以上，從而為以后的壓實(shí)變形留下了很大的空間，這也是工后填料壓實(shí)變形很大而導(dǎo)致臺后沉降的主要原因。

加上受工期、動拆遷等一些客觀因素的影響，有些工程中的臺后回填要等到橋臺施工完成后，才能進(jìn)行填筑。因此，壓路機(jī)要受到橋臺的限制，碾壓困難，對緊靠臺后的填土難以碾壓到位，尤其是對于肋式橋臺、U型橋臺等受尺寸的限制，有的壓實(shí)機(jī)械根本進(jìn)不去，導(dǎo)致漏壓、壓不實(shí)等現(xiàn)象，使臺后填土的壓實(shí)度嚴(yán)重不足，盡管使用小型夯實(shí)設(shè)備補(bǔ)夯，也難以達(dá)到規(guī)定要求，因而增加了臺后填料的壓縮變形。

2 減少橋頭跳車的措施

2.1 地基加固處理

地基加固處理是最有效的防治橋臺跳車的方法之一，尤其是軟弱地基。由于地基加固的費(fèi)用占總投資的比重很大（約三分之一以上），所以，要認(rèn)真選取經(jīng)濟(jì)、有效的加固方案。

根據(jù)筆者多年監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，對正常壓實(shí)的軟粘土而言，首先應(yīng)考慮采用排水固結(jié)措施，如插塑料排水板等方法，通過設(shè)置來改善地基的排水條件，縮短排水途徑，使地基承受附加荷載后，排水固結(jié)過程大大加快，進(jìn)而使地基強(qiáng)度得以提高。這種方法既經(jīng)濟(jì)又有效。如果屬于軟弱地基，除了常規(guī)的排水固結(jié)措施外，更多的是采用攪拌樁、擠密樁等深層復(fù)合地基法來提高土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，使橋頭路基盡量連續(xù)平穩(wěn)過渡。

現(xiàn)對塑料排水板法地基加固的監(jiān)理控制作一下介紹。

對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。要求塑料排水板須符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品須有資質(zhì)的廠家提供，并有出廠檢查合格證，運(yùn)至工地后，須按規(guī)定頻率抽取樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用。設(shè)計(jì)要求型號為SPB-1B，厚度不小于4.0mm。

施工工藝需按以下程序進(jìn)行：整平原地面——構(gòu)筑土拱層——機(jī)具就位——塑料排水板穿靴——攢入套管——拔出套管——割斷塑料排水板——機(jī)具移位——攤鋪砂墊層。路基拱層采用級配碎石構(gòu)筑時(shí)，應(yīng)在拱層構(gòu)筑前先打設(shè)排水板。

為防止排水通道堵塞，要求塑料排水板濾管材料具有一定隔離土顆料和滲透功能，應(yīng)等效于0.025mm孔隙，滲透系數(shù)應(yīng)不小于5X0.1cm/s。施工現(xiàn)場堆放的塑料排水板盤帶應(yīng)適當(dāng)覆蓋，以防暴露在空氣中老化。施工中要防止泥土等雜物進(jìn)入套管內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)須及時(shí)清除。

為防止塑料排水板固定不牢，要求其穿靴時(shí)，須將其端部穿過預(yù)制靴頭固定架，對折帶子長約10cm，固定聯(lián)結(jié)牢固。塑料排水板搭接應(yīng)采用濾管內(nèi)平接的方法，芯板對扣，凹凸對齊，搭接長度不少于20cm，濾管包裹，用可靠措施固定。靴頭制作時(shí)，不論是鐵質(zhì)的還是混凝土的，其固定架一定要埋設(shè)牢固，發(fā)現(xiàn)固定架自身不牢時(shí)，不得使用。

為防止塑料排水板埋入砂墊層長度不足，要求套管拔出地面后，精心丈量板體留出孔口長度，保證不小于50cm，再予以切割。如果留出孔口長度不足，可采用芯體平接的方法，芯板對口，凹凸對齊，搭接長度不小于20cm。

2.2 提高填筑材料的壓實(shí)度

影響路基壓實(shí)效果的主要因素有含水量、碾壓層的厚度、壓實(shí)機(jī)械的類型和功能、碾壓遍數(shù)以及地基的強(qiáng)度等。

首先要調(diào)整填筑材料的含水量，由擊實(shí)試驗(yàn)所得的擊實(shí)曲線圖有一峰值，此處的干容重為最大，稱為最干容重，與之對應(yīng)的含水量則稱為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實(shí)效果最好。同時(shí)其壓實(shí)的土水穩(wěn)定性最好。所以對含水量過大的土，可采用翻松晾曬或均勻摻入石灰來降低含水量；對含水量過小的土，則灑水濕潤后再進(jìn)行壓實(shí)。

其次，壓實(shí)機(jī)械對一定含水量填筑材料的壓實(shí)狀態(tài)有很大影響。填土分層的壓實(shí)厚度、壓實(shí)遍數(shù)和壓實(shí)機(jī)械類型、土的種類和壓實(shí)度要求有關(guān)，應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。一般20-30t的中型振動壓路機(jī)應(yīng)碾壓3～4遍，每層壓實(shí)厚度不超過20cm。

此外，壓路機(jī)行駛速度也大有講究，既不過慢也不過快，各種壓路機(jī)械的最大速度不宜超過4km／h.碾壓開始宜且慢速，隨著土層的逐步密實(shí)，速度逐步提高。壓實(shí)時(shí)的單位壓力不應(yīng)超過土的強(qiáng)度級限，否則土體將會遭到破壞。開始時(shí)土體較疏松，強(qiáng)度低，故宜先輕壓，隨著土體密實(shí)度的增加，再逐步提高壓強(qiáng)。

另外，路堤施工時(shí)邊緣往往壓實(shí)不到，仍處于松散狀態(tài)，雨后容易滑坍，故兩側(cè)可采取多填適當(dāng)寬度，壓實(shí)工作完成后再按設(shè)計(jì)寬度和坡度予以刷齊整平。

2.3 正確設(shè)置土工合成材料

由于土工格柵具有抗拉強(qiáng)度的特點(diǎn)，而無紡針刺類土工布具有排水效果較好的特點(diǎn)。因此，在滬蘆10標(biāo)工程范圍內(nèi)，每座橋接坡都普遍使用了土工布和土工格柵。合理設(shè)置土工合成材料，既可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基承載能力，同時(shí)也不影響排水。所以監(jiān)理主要采取了以下一些控制措施：

土工布的質(zhì)量控制。規(guī)范要求土工布的單位面積質(zhì)量為300g/m～500g/m，強(qiáng)度按用途分類為3個(gè)等級。考慮到土工布的不同材料和工藝，其力學(xué)性能存在差異較大的情況，要求土工布單位面積質(zhì)量不小于400g/m2，其縱向抗拉強(qiáng)度不小于20km/m，滿足握持強(qiáng)度≥1100N，撕裂強(qiáng)度 ≥400N，刺破強(qiáng)度≥400N，CBR頂破強(qiáng)度≥2750N的土工布，要求采用聚脂長絲針刺型。只有這樣，土工布才能起到明顯的隔離層作用。

考慮到土工布的排水效果與土工布的厚度有密切關(guān)系，選用的土工布太薄，透水能力就低。為此，要求選用克數(shù)較大的土工布，最好為400g／m～500g／m。

土工格柵主要起加筋作用，如果格柵強(qiáng)度不足，起不到調(diào)整應(yīng)力分布作用；若設(shè)計(jì)荷載較大，單靠一二層土工格柵不足以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度；土工格柵要與填料緊密咬合在一起才有顯著效果，若壓實(shí)不足，則加筋作用不明顯；如果格柵錨固長度不足，產(chǎn)生滑動也會出現(xiàn)強(qiáng)度降低現(xiàn)象。針對上述可能出現(xiàn)的問題，監(jiān)理要求施工單位采取了針對性的措施：①選擇抗拉強(qiáng)度大的格柵材料；②增加格柵層數(shù)，至少鋪設(shè)三層；③提高格柵之間填料的壓實(shí)度，確保土工格柵與填料緊密咬合；④采用反包法以增大錨固力。

3 幾點(diǎn)體會

通過多年公路工程的監(jiān)理工作實(shí)踐，筆者認(rèn)為，臺后回填與路基同步填筑時(shí)，壓實(shí)效果最為理想。為保證路基工后沉降穩(wěn)定，務(wù)必先進(jìn)行路基填土施工，在保證堆載預(yù)壓一定時(shí)間沉降穩(wěn)定后，再開挖實(shí)施橋臺結(jié)構(gòu)。

嚴(yán)格控制后臺填料的質(zhì)量，要求必須符合設(shè)計(jì)要求，并經(jīng)檢驗(yàn)確定為合格的產(chǎn)品，若發(fā)現(xiàn)其它材料或材料中含石塊、雜物和腐植土的用料，一律不得使用。

不同的填實(shí)和場地條件要選擇不同的壓實(shí)機(jī)械。一般來說，橋臺接坡處對路基壓實(shí)質(zhì)量要求較高，故宜選用壓實(shí)效果較高的碾壓機(jī)械，如重型輪胎壓路機(jī)和振動壓路機(jī)。

為了保證臺后回填質(zhì)量，監(jiān)理應(yīng)委派專人負(fù)責(zé)，從材料進(jìn)場到攤鋪碾壓、工序檢驗(yàn)等進(jìn)行全過程旁站監(jiān)督，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，把一切隱患消滅在萌芽狀態(tài)。