高等級公路橋頭跳車的成因及處治對策

張永成

(甘肅路橋建設集團有限公司,甘肅蘭州 730030)

高等級公路橋頭跳車的成因及處治對策

張永成

(甘肅路橋建設集團有限公司,甘肅蘭州 730030)

文章從橋頭跳車的病害入手,分析了路基沉降、設計、施工對跳車的影響因素,進而提出了相應的預防和治理措施。

橋頭跳車 成因 處治

1 概述

公路是國家重要的基礎設施和公共設施，因為它承載著社會經濟發展的重任，伴隨著我國社會經濟的快速發展，客運、貨運運輸量日益增加，載貨汽車也越來越重型化發展，另外，小型企業也逐步走入百姓家庭，成為人們日常生活中不可缺少的交通工具。所以在交通運輸和高等級公路建設突飛猛進的時代中，務必要保證高等級公路的“質”和“量”兩者共同發展。橋頭跳車現象是公路建設中常見的質量缺陷和多年困擾公路橋梁建設的一大難題，當車輛高速駛過橋頭時，由于橋頭跳車引起的顛簸，不但影響駕駛員和乘客的舒適感，嚴重時還會導致車輛失控造成交通事故，并且橋頭跳車現象還對橋梁的使用壽命造成影響，因為跳車導致車輛對橋面的沖擊力，致使橋面及伸縮縫等早期破壞，增加了橋梁的維修與養護費用，因此，橋頭跳車越來越引起公路建設、設計、監理、施工等部門的重視，成為公路建設中急待解決的重要問題之一。

2 橋頭跳車產生的原因

2.1 橋頭路堤發生沉降

橋臺建設一般都會用樁基礎、或擴大基礎方式進行地基加固，以降低沉降量，新建成的橋臺沉降量幾乎為零。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動荷載作用下，路基填料逐漸被壓縮，孔隙率降低，密實度逐漸增大，從而在一定期限內產生路堤填土沉降。臺后路堤的沉降量主要是天然地基沉降和填土沉降兩部分組成。所以，橋頭路堤沉降就是由于橋臺和路堤沉降不一，形成錯臺沉降所致。(1)地基土質不良。地基土質不良是造成橋臺路堤沉降的主要原因。橋涵通常建立于地下水較高的溝壑地段之上，且多屬含水量大，壓縮性高，空隙比大，抗剪強度低的軟土，當橋梁結構物受到行車荷載的影響，產生基底應力，極易產生沉降，引起地基沉陷。(2)臺背填料的影響。臺后填料一般采用多孔隙的滲透性材料，在施工作業的限制條件下，壓實機械不能完全接近臺背壓實，所以不能完全消除填料顆粒間的孔隙，在車輛荷載和自身重力作用下，填料在被壓縮后，導致孔隙率降低，使得短時間內產生壓縮沉降，造成橋頭跳車。在高等級公路施工中，雖然采用重型擊實機械進行臺背回填的壓實，要求壓實度大于95%，但是由于砂類土或透水性材料孔隙率大、水分多的填料特性，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產生壓縮變形，導致臺后沉降和橋頭跳車。

2.2 設計問題

當設計過程中對橋臺臺背回填沉降的長期性、施工過程如何便于碾壓的方式、對軟土等不良地基處理方案的適宜性、對填料的要求、對臺背排水考慮方式不周全或者不適宜，都會造成日后的跳車現象。另外，梁與引道路面接縫設計方案、是否在橋臺前后正確地設置過渡段，橋臺與路面搭接處的脹縫設置，也是設計中應該重點關注的細節。

2.3 施工影響

部分施工單位為了趕工程進度和工期，沒有嚴格按照施工規范進行作業，比如沒有嚴格按照分層填筑、分層碾壓、分層檢測的方法施工，未對臺背回填時的松鋪厚度進行控制，回填速度過快，達不到規定的壓實遍數等，都可能因為壓實度不夠而導致臺背沉降。另外，由于機械的操作限制，對緊靠臺后的填土碾壓不到位，導致漏壓、壓不實等現象，也會造成橋臺與臺后填料不均勻沉降。

3 橋頭跳車的處治對策

3.1 地基預壓處治

預壓法指的是為提高軟弱地基的承載力和減少構造物建成后的沉降量，預先在擬建構造物的地基上施加一定靜荷載，使地基土壓密后再將荷載卸除的壓實方法。有時為了加速地基固結下沉，在填筑路堤時，還可預先把土填得比設計高度高一些，或加寬土寬度，待沉降穩定后再挖除超填部分。這種預壓或超載預壓的方法，可以說是處理軟弱地基最有效、最經濟的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車問題，而且可以解決臺后填土的不均勻沉降問題。為確保工程質量，地基預壓處理時要注意以下幾點：加壓時需要根據地面沉降速率進行施工控制，當超過控制標準數值時要立即停止填筑，路堤中心線地面沉降每晝夜應小于1．0cm，坡腳水平位移應小于0．4cm。注意在預壓期內，當路堤中心點沉降大于20cm后，要及時補償填土，除此之外，路堤上不應做任何工程。路堤填土前須清除地表雜草、樹根、農作物等，如果有淤泥和腐植土等，也要挖除。構筑路拱要采用符合規范要求的粘性土，壓實度大于90%。

3.2 地基加固處理

軟土地基上修筑橋梁工程時，尤其要注意對地基進行加固處理，軟土屬于高壓縮、大變形地基，一般我們先采用插塑料板、袋裝砂井、超載預壓等方法進行排水固結，其次根據填方路堤的壓力計算，采用粉噴樁、深層攪拌法、砂樁法等進行加固處理。深層攪拌法處理后的地基沉降小，但是該法造價相對較高。主要是利用水泥，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。砂樁法是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。

3.3 嚴格控制臺背填筑材料的選用與施工

橋臺后的回填應選用摩擦角大、強度高、透水性好的填料，如砂礫、礫石、連續級配碎、石灰穩定土等，并且壓實速度快，加載后能在短期內完成變形。臺背填土多采用輕質填料，常用的材料為粉煤灰，其目的就是減少填方容重，減輕填方土體對地基的壓力，從而達到減少地表以下土層排水固結產生的沉降。粉煤灰的選用要注意級配和含水量。如果細粒過多，材料的摩擦角會減少，影響壓實度；反之細粒過少，粗顆粒易壓碎，壓實成型困難。粉煤灰的粒徑含量宜大于45%，粉煤灰的燒失量宜小于12%。運至工地的粉煤灰一定要求在場地上堆高瀝水，以降低含水量，然后再上路攤鋪壓實。

3.4 對接頭路面進行處理

如何使得路基到橋臺的兩個體系能夠平順過度？主要通過在路面連接橋臺處，增設增變厚式水泥混凝土埋板，最好是設置鋼筋混凝土搭板。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，搭板的近臺端一般放置在橋臺前墻頂面或其牛腿上。搭板內部鋼筋應套住牛腿預埋鋼筋，確保搭板與橋臺連接成整體。并加設防滑錨固鋼筋和在搭板上預留灌漿孔，如斜交橋，尚應設置鋼筋混凝土漸變板。在實際應用中，搭板一般長度為8m左右，厚約30cm。搭板連接了橋臺和路堤難以壓實的部分，越過了非壓密區，對橋臺背后填料難以壓實造成的問題起到了一定有效的作用。

[1]曾宇.公路橋頭跳車的綜合分析及防治措施[J].科技信息,2011年16期.

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