土工格柵在橋頭跳車防治中的應用研究

王騰 河南通安高速公路養護工程有限責任公司

隨著我國國民經濟的快速發展，公路建設規模也隨之逐步擴大。在修建高等級公路時路橋過渡段差異沉降所產生的橋頭跳車問題也引起了人們的普遍關注。橋臺、臺背填土路堤之間的差異沉降是產生橋頭跳車的主要因素。為處理橋頭跳車問題，必須重視過渡段差異沉降。在嚴格遵循施工應用標準的基礎上，應合理選擇加固方法，規范施工工藝，做好施工質量工作，只有這樣才能滿足路橋過渡段加固的目的。將土工格柵合理布設到施工段，可有效解決橋頭跳車問題，加固橋頭路堤，為工程實踐提供科學、有效的依據。

一、橋頭跳車的成因

橋頭跳車，是由于公路橋頭及伸縮縫（橋頭引道）處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現臺階引起車輛通過時產生跳躍的現象。路面在臺背回填處出現不同程度的沉降斷裂（沉降值一般為 10～30cm，有的甚至超過60cm），使車輛通過時產生跳躍和沖擊，從而對橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機和乘客感到顛簸不適，甚至造成車輛大幅度減速，嚴重的可導致交通事故（特別是車輛機械事故）。因此，橋頭跳車問題已成為高等級公路的工程質量和造價的重要影響因素。橋頭跳車問題一直是困擾公路工程技術人員的難題之一。解決橋頭跳車的問題，是公路管理部門的重要任務。

1.路堤填筑材料壓縮。橋臺臺背路堤填筑過程中，如填筑材料透水性較差，則將大大增加其空隙率，且含水量過高，這種情況下，填料顆粒間的空隙消除難度將大大增加。即便選取壓實機械施工，但其工作面有限，無法全部靠在構造物上，待完成回填作業后，無法充分壓實靠在構造物上的填土，導致局部填土仍具有較大孔隙度。隨著時間的不斷增加，加之各種因素的影響，回填路堤沉降問題愈加嚴重。

2.路堤下天然地基沉降。一般都會在天然地基上修筑路堤，因其自身重力因素，土體沉量量與施工標準已符合，如將路堤修筑其上，則因路堤填土重力天然地基將產生附加應力，局部土體在垂直荷載作用下，極易產生沉降。

3.路面排水設施不到位。因路面排水設施不到位，將出現路面積水問題，順著路面裂縫、路橋連接位置雨水向路基內不斷滲入，進而出現沖刷路基填土的現象。除此之外，因雨水影響，填料將大量流失，進而出現路基內部填土不足問題，在車輛長期荷載作用下，路基沉降在所難免，最終導致橋頭跳車問題產生。

4.橋臺和臺背填土連接位置剛度差異。通常都會選取混凝土澆筑橋梁及其輔助構造物，其剛度較大。但臺背路基屬于半剛性結構。連接上述兩種構造物，則其剛柔性質、抗變形能力差異過大。待通車運行一段時間后，臺背路基固結變形逐步加大，但橋臺沉降變形卻相反，在逐步減小。這種情況下，路橋連接位置沉降差也隨之增大，進而產生橋頭跳車問題。

二、工程概況

某橋梁工程，全長383.2m，為17 孔鋼筋混凝土預應力梁板橋，主跨為3 孔連續梁，20m 簡支梁為邊孔，總跨為8×20+28+35+28+5×20m。據實地勘察結果顯示，橋梁所處地質條件良好，地面線以下土質類型為雜填土（1.5m）、碎石土（2m）、砂礫土（3.5m）、風化巖石，其中18KN/m3為雜填土容重，20 KN/m3為碎石土及砂礫容重。根據設計要求，重力式橋臺為0 號橋臺類型，7.12m 為臺后引道路堤填高，并采用砂礫回填臺后路堤。由地質情況來講，在橋頭引道處產生差異沉降的概率不大，但是因為施工工期緊張，在路堤自重作用下，受時間限制仍會出現地基沉降等情況，為此，仍需做好橋頭跳車預防措施。如采用“雙向土工格柵+橋頭搭板”的方式進行0 號橋臺處理。

三、土工格柵臺背加筋機理

土工格柵是一種高密度聚乙烯等材料加工而成的聚合物板材，主要以網狀結構呈現，網孔尺寸相對較大，其特點為拉伸強度高、伸長率小、結點處厚度大等，于土料顆粒而言，土工格柵具有側向阻力作用，具有較強沖擊性，可優化應力場，減小差異沉降，提高土體強度及整體性。其加筋機理主要包括3 點，如表1 所示。

四、土工格柵加筋處理措施

改革開放40 年來，我國公路里程越來越長，道路等級不斷提升。橋梁工程是公路建設的重點，由于早期缺乏相關技術經驗，長期以來我國橋梁工程一直存有諸多問題，其中最常見的為路橋過渡段橋頭跳車。在臺背處理中土工格柵具有施工便捷、綠色環保、經濟效益好等優勢，將其設于臺背回填土體之內，可有效提升填料的整體性，并對回填土體的變形問題進行有效約束，是解決橋頭跳車的重要措施之一。因此，在具體工程案例中，要根據實際情況，合理選擇處治措施，提高施工效果。

（一）臺背路基回填

根據施工要求，可臺背路基可采用砂礫土回填處理，其物理力學指標如表2 所示。按照規定，需回填至底層土工格柵位置，由于厚度較大，可分層回填、壓實，若大型壓路機存有碾壓死角，需及時采用小型壓路設備對邊角部位進行夯實。

（二）土工格柵攤鋪

按照等距離20cm 間隔，在臺背處埋設鋼筋勾，待壓實、整平路基之后，可折回格柵，并將一個直徑14mm 的鋼筋包裹起來，將鋼筋掛著鋼筋勾內，并通過鐵絲將折疊的格柵綁扎好，保證格柵和臺背緊密固定。若長度不足，可進行搭接處理，一般需在2 個網格以上控制搭接長度。隨后沿路線縱向攤鋪土工格柵，若長度過長，需根據設計要求，切斷處理。根據要求，土工格柵需鋪設七層，上三層鋪設方案為搭板末端向外延伸6m；下四層鋪設方案為搭板末端向外延伸5m，嚴格按照不小于最小縱向鋪設長度的規定設置鋪設長度。

表1 土工格柵臺背加筋機理

表2 臺背填料物理力學指標

（三）土工格柵張拉

鋪設完各層土工格柵之后，需采用人工或機械的方式張拉好土工格柵，保證伸長率控制在2%～4%之間，待滿足要求后，便可采用U 型釘進行土工格柵定位。

（四）土工格柵搭接

本工程需鋪設七層土工格柵，針對各層土工格柵，相鄰的兩幅需做好搭接處理，一般可在20cm 以上控制搭接寬度，隨后按照“之”字型采用尼龍繩進行綁扎，保證其整體性。層面不同，則其連接部位綁扎時需相互錯開，從而提升其整體效果。

（五）填料施工

根據施工要求，可采用砂礫土作為填土材料，要求由格柵邊緣通過裝載機逐步回填至臺背處，嚴禁車輪碾壓到格柵，填土厚度達到30cm 之后，便可進行壓實、整平。大型壓路機很難碾壓到橋臺或翼墻周圍，此時可更換壓實設備，如采用電動打夯機等，進行夯實，保證最終壓實度滿足設計要求。在完成施工后，需及時檢測填料回填質量，主要對填料物理指標、壓實度、平整度等指標進行檢測，保證滿足施工要求。

（六）分層沉降管安裝

當結束路堤填筑施工后，可采用沖擊鉆進行鉆孔施工，鉆孔深度為地基以下50cm，146mm 為孔徑。并做好沉降管連接及安裝磁環等工作。一般情況下，可按照土層分層實際情況，提前確定磁環的間隔距離，以“下—上”的順序進行磁環安裝，并固定上短?？赏ㄟ^接管連接兩個沉降管，并利用螺絲固定，由此進行沉降量檢測。

五、結束語

綜上所述，作為社會關注的熱點問題，安全問題是交通運輸永恒的主題。在道路安全性能提升方面，施工技術的選擇極為關鍵。要求嚴格按照施工應用標準，降低損害，提高施工質量意義重大。土工格柵作為橋頭跳車施工處理的主要方法，其施工質量的優劣對路橋施工質量影響巨大。為此，必須全面了解橋頭跳車成因，規范施工工藝，提高施工質量，推動路橋工程持續、健康發展。