橋頭跳車的成因分析及有效的防控措施

敖建輝 皇甫全顯

摘要：本文主要通過對橋頭跳車造成的交通、經濟、社會等危害的分析，得出治理橋頭跳車的重要性；接著對橋頭跳車產生的原因進行了分析，總結出導致橋頭跳車最重要的因素是路面與橋涵構造物之間發生的不均勻沉降；最后介紹了國內外常用的對路堤基礎，路堤以及路面的處理技術來控制不均勻沉降的發生，從而降低橋頭跳車現象的發生。

關鍵詞：橋頭跳車；路基工程；形成原因；地基處理

1.橋頭跳車的危害

伴隨著我國高速公路的不斷發展，越來越多的地方需要修建橋涵構造物，特別是山脈過多的四川、貴州一帶，橋隧比甚至達到了70%以上。如此多的橋梁，在與公路連接過程中勢必會發生公路與橋梁過渡段的不均勻沉降問題造成橋頭跳車，這不但影響了汽車的行駛安全，降低乘車的舒適性，還加快了橋梁及路面結構的損壞，降低了公路的使用壽命，為路橋維護制造障礙。其具體表現如下：（1）降低了駕駛人員通過此種道路的舒適性體驗，甚至會產生安全問題。由于路面與橋面高度差的存在，司機行駛至此極易造成顛簸，若車速過快，還易造成行駛方向的改變，引起重大交通事故。（2）對通過此路段的車輛也造成嚴重汽車的磨損，特別是輪胎、底盤等。因跳車的影響，車輛不得不在此路段減速，從而避免顛簸，這就使得汽車的機件和輪胎收到不同程度的磨耗；同時，由于汽車速度的不穩定，又提高了車輛的燃油費用，加大了汽車運行時間，造成了不必要的運營成本。（3）降低了高速公路的使用壽命，由于橋頭處有錯臺的影響，公路養護部門會加大養護費用，造成不必要的經濟損失。公路與橋梁之間存在的差異性沉降，當車輛快速通過時，勢必會對橋梁構造物產生較為嚴重的附加的沖擊力，這就使得橋梁的零部件發生損耗（例如橋梁伸縮縫等），與此同時公路的養護費用也隨著臺階的存在而提高，也降低了公路的通行效率。

2.成因分析

產生此種公路病害的直接原因是由于公路與橋臺之間的不均勻沉降，而在實際工程中，想要消除這種不均勻沉降幾乎是不可能的。

2.1路基的不均勻沉降

2.1.1橋臺基礎的沉降。在修建橋涵構造物時，我國大部分地區一般采用鋼筋混凝土修建，眾所周知，鋼筋混凝土的剛度一般比路基大，路基一般采用半剛性或者柔性路面，其剛度也大大小于鋼筋混凝土。如此大的剛度一般使其沉降在修筑完成后就已經完成，故橋臺基礎的沉降可以忽略不計。

2.1.2路堤天然地基的沉降。產生公路沉降的主要因素是大部分是由于天然地基的沉降造成。橋梁一般修筑在溝壑地段，土質大部分是松軟的砂性土，且天然含水率較高，在這種土質上修筑路堤沉降極易發生。天然地基除了承受構造物本身的重力外，由于有車輛荷載的作用導致該類型土變成了欠固結土，而這種類型的土質在受到車輛荷載以及路堤作用后就會出現十分明顯的沉降，特別是在道路的運營階段，沉降持續時間更長。該類型沉降主要受填土性質以及填土高度影響。

2.1.3路堤填土的沉降。在施工階段，施工單位一般是在橋涵構造物架設完成后，再對路堤進行下一步的填充。但由于橋涵構造物以及修筑完成，所留的對路堤填充的施工空間極為狹小，壓實度很難得到保證。并且在土質自重應力以及車輛垂直荷載作用下，路堤填料逐漸被壓縮，孔隙水被擠壓出來整個路基的壓實度增加，路基沉降產生。

2.2排水不暢以及填土的流失。排水不暢以及填土的流失造成“橋頭跳車”主要是指在橋梁構造物以及路堤的連接部位，在雨季的影響下且路面和路基的排水不暢，雨水會通過接縫流入路基。持續不斷的雨水的流入，勢必會對地基的土壤造成沖刷磨損，造成土壤的流失。地基土一旦被沖刷的太多，地基的承載力就大大下降，再加上車輛的作用，路基極易發生塌陷現象。

2.3施工已經監理對工程質量把控不嚴

修筑好橋梁構造物以后，施工單位在進行回填時，沒有按規范規定的工序施工，對填土厚度把控不到位，填土的質量要求不嚴格，再加上路面的防排水措施不完善。局部段落受到作業面的影響無法采用機械碾壓夯實，但也沒有采取人工夯實措施，造成了壓實度達不到要求，在車輛荷載以及自重應力的持續作用下，引起“橋頭跳車”。

3.“橋頭跳車”的常見處理措施

根據“橋頭跳車”常用的處置措施，以路基沉降為基礎，提出解決“橋頭跳車”的綜合解決方案。

3.1對基礎的處理

為降低路橋連接處的不均勻沉降、有效控制“橋頭跳車”，需要對路基進行加固處理，對路基的排水以及沉降控制。在對路基進行處理時，要綜合考慮路堤的與橋梁的銜接部分，保證路橋過渡段銜接的統一。通過實地考察計算以及專家論證后，考慮選用防控手段要重視以下兩點：（1）在路堤處理中，施工單位要注意路基基礎的平衡，包括縱向和橫向的平衡，縱向的平衡是要保證路面與橋面的平穩順暢。（2）而對于路基的橫向平衡，要保證路肩與路面之間的高度差不宜過大。

對路堤基礎的軟弱地基處理，目前國內較為常用的有：換填法、強夯法、減少附加應力法、豎向排水體預壓法、深層攪拌法和高壓噴射漿法、振動碎石樁法和淺層處治法等措施，經過施工以及運營階段的檢測證明，這些方法在一定范圍內能有效降低路堤地基的沉降[6]。

3.1.1換填法。如果在施工過程中采用大型機械設備對路基進行碾壓后檢測其孔隙率仍然不能滿足要求，施工單位便可以考慮對路堤基底做淺層的換填處理，采用換填法時需要注意：（1）保證換填土的一致性。（2）當遇到滲水情況，還要設置相應的排水設施，以保證水能順利排出。

3.1.2排水固結法。當路堤基礎填土過高，而且柔性土層較厚，路堤地基沉降大時，換填法不能滿足工程要求，需要繼續對其進行深層次結構的處理，排水固結法就適用于此種情況。排水固結法是處理天然地基較為普遍的方法，其步驟是先在地基中設置豎向排水設施，然后根據路堤本身重量進行加載；或者在臺背回填土之前在其上先進行加載預壓，使天然路基中的孔隙水排出，逐漸固結，地基沉降在填土鋪設之前完成，同時荷載逐步加大。在運用排水固結法處理路堤基礎時，其大致過程是首先在路堤填土回填之前，在基礎表面采用垂直的方式打入排水通道，然后鋪設一層砂性土來作為墊層，接著在墊層之上再進行填土，在填土的高度超過路堤的設計標高的時候，可以通過填土的自重應力來對地基土進行壓實，讓地基提前產生沉降，在路堤地基的承載力以及沉降都達到要求之后，再繼續開展橋梁構造物的施工。通過排水固結法能夠消除或者是降低路堤地基和橋梁構造物地基之間的不均勻沉降，從而避免“橋頭跳車”現象的發生。

3.2對路堤的綜合處理

路堤與橋梁的不均勻沉降是引起“橋頭跳車”的重要原因之一，為了減少路堤的沉降，可以通過以下幾點對路堤進行處理：（1）安排好施工工序，只有盡快對路堤地基以及路基填土進行沉降處理，才能保證地基有足夠長的時間發生并完成沉降。（2）提高路堤回填路段的壓實度，以降低由于路堤填土的自重應力以及車輛荷載的垂直作用下導致的路段壓實度增加而產生的沉降。（3）合理選擇填土的性質（包括其密實度，承載能力和排水固結能力），以降低填土的自重作用，避免路基由于上部自重應力過大而對下部地基產生過大的壓縮沉降。（4）增加路堤自身的承載能力，減少路橋過渡段不均勻沉降。

3.2.1合理安排施工工序。（1）為了保證填土早日進行以期盡早完成填土的沉降壓縮，在施工中應先進行橋臺的施工，待橋臺施工完成后，再開始橋墩的施工。（2）為保證橋臺填土的夯實效果，施工中要先使路堤得填土高度達到橋臺的標高，再進行下一步工序。

3.2.2強夯法處理臺背路堤。強夯法處理基礎在國內外得到廣泛應用，但是將此種方法用于路堤基礎的處理尚待討論其可行性。強夯法夯實路堤基礎是在路基回填完成后，但發現路基存在嚴重的壓實不足的問題時所采取的補救措施。強夯法處理地基基礎可以在短時間內提高地基的壓實度，保證地基的密實度，從而極大提高土體的均勻性，降低路橋過渡段的不均勻沉降。

由于存在橋梁構造物，使用強夯法必須對橋梁構造物的承載能力（特別是其抗震強度）進行檢驗。運用強夯法處理路堤基礎，不但要研究在重型夯錘作用下對土體的夯實效果，還要研究對于橋梁構造物在沖擊力作用下會不會對構造物產生不利的影響。

運用強夯法處理路堤基礎需要注意的是必須要確保橋臺變形在較小范圍內，且不影響結構的穩定性。其優點在于強夯法處理地基基礎較為經濟，并且強夯使用的設備較為簡單，可以大大縮短工期，強夯結束設備退場后，即可進行下一道工序。

3.2.3合理選用回填土。由于此種公路病害在一方面是受路堤自重以及車輛荷載的共同作用的影響，故采用輕質填料不但可以降低對地基的壓力作用，而且輕質填料也相較于其他填料更易被壓實，沉降的發生極易出現。

3.3對路面的綜合處理

3.3.1橋頭搭板的設置。設置橋頭搭板可以使得不均勻沉降量分散在搭板上從而減少橋面受荷載作用壓力，路堤會生成較大的沉降量，這種沉降量逐漸過渡到剛性橋臺上，以達到順縱坡的目的，這種方法可以使得汽車在通過時產生的跳躍現象（橋頭跳車）減低。橋頭搭板的合理設置可有效解決路橋過渡段發生沉陷以及錯臺的問題，但是設置橋頭搭板并不能解決縱向不平衡的問題，其原因是橋臺以及路堤之間出現了不均勻沉降之后，搭板的兩端會分別伴隨道路以及橋梁出現下沉，此時橋頭搭板會繞著簡支端轉動，故縱向不平衡問題仍然存在。

3.3.2過渡性路面的鋪設。過渡性路面就是鋪設在公路發生沉降之前的路面，等到路面沉降完成后在鋪設設計路面。過渡性路面使用的材料可以是預制水泥混凝土塊、條石鋪砌或瀝青表處過渡層，這些材料不但價格便宜，而且自重應力大，對地基沉降起到一定幫助。目前，過渡性路面使用的最廣泛的處理方法就是先鋪設水泥混凝土路面，該類型材料密度大，自重應力高，能有效壓實地基土，加速地基土孔隙水的排出。

4.結束語

通過對“橋頭跳車”相關學術論文的研究，我們可以清楚的發現“橋頭跳車”對于行車舒適性、安全性造成了巨大影響，對道路維修道路養護造成巨大困難，而造成“橋頭跳車”的原因很多，但大部分還是由于路面與橋涵構造物之間產生的不均勻沉降。了解此種類型的公路病害，明確解決方法，盡可能消除橋頭跳車現象。

【參考文獻】

[1]蔣功雪.高等級公路臺背回填設計與施工的探討[J].中國公路學報，1995，8（2）.46.

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[3]馮忠居，方貽立，龔堅城，等.高等級公路橋頭跳車的危害及其機理的分析[J].西安公路交通大學學報，1999，19（4）：33- 35.