關(guān)于橋頭跳車的預(yù)防和處治措施

孫保海

(亳州市重點(diǎn)工程建設(shè)管理局，安徽 亳州 236000)

1 橋頭跳車及其危害

橋頭跳車是由于在橋頭、新老路交接處及道路交口處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺階引起車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象。

在車輛快速通行時(shí)，橋頭跳車使車輛產(chǎn)生跳躍和沖擊，車內(nèi)司機(jī)和乘客會感到劇烈顛簸，對行車舒適性產(chǎn)生較大影響。跳車的同時(shí)車輛抓地力減少，司機(jī)對車輛操控減弱，嚴(yán)重危及行車安全。同時(shí)由于行車的不斷沖擊，造成跳車處損壞，大大縮短了橋梁伸縮縫、新老路交接處及道路交口處的使用壽命，增加了市政工程的養(yǎng)護(hù)成本。在亳州大建設(shè)過程中，市政公用工程也有時(shí)出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，可以說橋頭跳車已成為道橋工程技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題及通病。但是，不同建設(shè)公司采取的處理措施不同，跳車現(xiàn)象的發(fā)生及程度有很大的差異。

2 橋頭跳車的原因

引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。就城市道路路況而言，主要原因有以下幾種。

1)橋頭搭接處橋梁側(cè)和道路側(cè)沉降差異大，橋梁使用的樁基加承臺沉降很小，道路側(cè)的處理不容易和臺背回填采用同一種材料，由于橋背和路基回填施工的差異引起人工填土后期的沉降較大。

2)柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處組成材料、剛度、強(qiáng)度、脹縮性等存在差異，在行車時(shí)產(chǎn)生的壓縮量不同。在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下，橋梁與道路同時(shí)發(fā)生沉降，但兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量，導(dǎo)致行車時(shí)發(fā)生橋頭跳車。

3)充氣的輪胎和道路實(shí)體剛度系數(shù)差異大，在行車過程中應(yīng)力集中引起跳車。

4)靠近河道道路路床下存在軟土層，在鋪筑道路結(jié)構(gòu)層時(shí)底層處理不到位，在河水沖刷及邊坡水土流失后，導(dǎo)致橋頭搭板下脫空，進(jìn)而出現(xiàn)橋頭跳車問題。

5)在處理路床及路基時(shí)回填壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，在回填壓實(shí)時(shí)對于回填土要控制含水量達(dá)到最佳含水量的±2%，以期達(dá)到最大壓實(shí)度。使用的土料不合格，壓實(shí)機(jī)械不達(dá)標(biāo)都會導(dǎo)致最終的結(jié)果不理想，過大車及長時(shí)間后出現(xiàn)沉降。

3 橋頭跳車的預(yù)防措施

1)合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物，充分考慮臺背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等問題，選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢谩⒖鐝郊皹蚺_后部防護(hù)工程 ，盡量避免大河面小跨徑橋涵。

2)加固處理臺背填筑前的地基。在施工中臺背回填的處理是影響后期沉降的主要因素。對軟弱土層的處理國內(nèi)已有不少處理方法，如增設(shè)土工格柵、分層回填法、振動(dòng)碎石樁法等，都是行之有效的方法。可以根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用，以改善地基和回填土壓實(shí)性能，提高地基承載力，減少沉降，縮小橋臺與路堤的沉降差，從而抑制橋頭跳車現(xiàn)象 。

3)嚴(yán)格控制填料質(zhì)量。橋臺后宜填筑內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，便于控制壓實(shí)質(zhì)量，減小路基壓縮沉降；同時(shí)，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外。

4)使用高速液壓夯實(shí)機(jī)。在臺背回填時(shí)使用高速液壓夯實(shí)機(jī)能有效增加壓實(shí)度，減少后期人工填土的沉降。

5)橋頭路面作特殊結(jié)構(gòu)處理。考慮橋臺與臺背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)帷⒚浛s等方面存在的差異，為了在其縱、橫向都能平順過渡，可采取設(shè)置枕梁和搭板和設(shè)置變厚式埋板的措施。

6)在回填路基時(shí)要控制壓實(shí)度，對于回填土要做壓實(shí)實(shí)驗(yàn)，控制好土料的含水量、壓實(shí)機(jī)械、壓實(shí)遍數(shù)、每層的回填厚度，加灰量等。

7)如果靠近河道有軟土，要采用半剛性材料回填，如果處理效果仍然不好可以考慮使用旋噴樁處理臺背下地基，對于樁徑、樁長、樁距、排距、注漿深度不同時(shí)處理效果不盡相同，而且存在最優(yōu)值。所以，對于軟土路基的處理旋噴樁也可以作為備選項(xiàng)。

4 橋頭跳車的處治措施

由于橋頭跳車的成因復(fù)雜，即便采取相關(guān)措施，仍不能保證橋頭跳車不發(fā)生。經(jīng)過多年的摸索，筆者已經(jīng)有了一些處理方法，同時(shí)基于計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展及新材料的應(yīng)用，行之有效的方法還在不斷出現(xiàn)。在處理橋頭跳車時(shí)可以采用以下方法。

4.1 設(shè)置橋頭搭板

橋頭設(shè)置搭板在橋臺或懸臂梁板端部和填土之間，其作用是可以有效降低不均勻沉降帶來的跳車現(xiàn)象，搭板在行車時(shí)擴(kuò)散應(yīng)力，下軟層所受到的壓強(qiáng)減小，滿足軟土的承載力，降低不均勻沉降。同時(shí)在行車時(shí)可以起到緩沖作用，在下部脫空不大的情況下仍能保證道路平順。現(xiàn)在的橋頭搭板在材質(zhì)、設(shè)置形式上有較大選擇空間。橋頭搭板在使用時(shí)間長及過車載重過大時(shí)可能出現(xiàn)斷裂、塌陷，屆時(shí)將要進(jìn)行處理。

4.2 返挖處理

對于交通量不大、周邊居民較少、周邊環(huán)境易控制等地段，可以使用返挖重新處理的措施。①封閉交通，設(shè)置圍擋，為施工創(chuàng)造條件，同時(shí)滿足安全文明施工的需要。②破除搭板，返挖到下路床，如果下面土質(zhì)較軟，需要繼續(xù)向下挖除土方，采用換填或者加灰分層回填壓實(shí)。對于難以處理的軟土，可以采用復(fù)合地基進(jìn)行處理，采用碎石樁、砂樁等粒料樁或者粉噴樁、CFG加固樁，優(yōu)點(diǎn)是處理效果好，缺點(diǎn)是成本增加。③鋪筑道路結(jié)構(gòu)層，在施工到水泥穩(wěn)定碎石時(shí)可以加土工格柵防止開裂。④施工橋頭搭板，恢復(fù)交通。值得一提的是采用返挖處理，后期使用時(shí)很容易重現(xiàn)跳車現(xiàn)象，因?yàn)樵谔幚頃r(shí)路床、路基及面層搭板都不是一個(gè)整體，雖然在施工時(shí)利用錯(cuò)臺搭接、植鋼筋等措施，還是難以達(dá)到良好的效果，對此施工方法是以前常用的處治措施。在施工過程中只能盡量控制施工質(zhì)量，延緩跳車的出現(xiàn)。此方法施工簡單，技術(shù)要求不高，因而在我國工程建設(shè)過程中也在一個(gè)時(shí)期內(nèi)經(jīng)常用到。

4.3 實(shí)施微表處理技術(shù)

瀝青中加入SBR乳膠、改性劑、穩(wěn)定劑提高抗車轍能力。在實(shí)施微表處理的時(shí)候主要有以下幾點(diǎn)：礦料的配合比設(shè)計(jì)、拌合與粘聚力實(shí)驗(yàn)、混合料的試拌合和確定最佳改性瀝青。在實(shí)施具體施工前要做好測量工作，在路面損壞嚴(yán)重的地方要加密測量。同時(shí)，在微表處理施工前，應(yīng)對橋頭跳車的病害進(jìn)行調(diào)查，如果發(fā)現(xiàn)不規(guī)則沉降、袈縫和網(wǎng)裂等，須對病害進(jìn)行加固或灌漿處理。在攤鋪前，需要對原路面表層的雜物、灰塵、泥土等廢物進(jìn)行徹底清理，并對光滑的路橋進(jìn)行拉毛處理。當(dāng)處理沉降大于15 mm橋頭時(shí)，應(yīng)采取分層攤鋪的方式；當(dāng)遇到小于15 mm的橋頭時(shí)，應(yīng)采用單層攤鋪的處理方式；當(dāng)橋頭沉降嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)采用統(tǒng)刨回鋪的處理方式，或采用微表處理進(jìn)行多層攤鋪。

4.4 采用注漿加固技術(shù)

在道路使用過程中，會出現(xiàn)橋頭搭板破裂、唧泥、塌陷、板底脫空現(xiàn)象。對于交通量不是很大的情況，可以在脫空處實(shí)施注漿加固措施。實(shí)施注漿之前應(yīng)查閱同類型道路注漿所使用的注漿管數(shù)目、壓力、注漿時(shí)間、終止注漿條件等。具體實(shí)施大致分為：①用鋼釬清理脫空部位，去除軟土。②在道路兩側(cè)提前實(shí)施混凝土或者培土進(jìn)行封堵，以防在灌注混凝土?xí)r大量跑漿。③實(shí)施注漿，分6次注入漿液，每次灌注時(shí)間以漿液難以灌入且延續(xù)1 min后停止注漿。灌漿結(jié)束時(shí)，道路兩側(cè)應(yīng)能看到漿液冒出。④對于道路有裂縫，裂縫寬度小于15 mm的可以采用輕縫隙，統(tǒng)一灌注找平，大于15 mm要利用瀝青麻絮提前封堵，鋪筑土工格柵進(jìn)行微表處理。⑤實(shí)施養(yǎng)護(hù)后開放交通。

4.5 橋頭跳車的綜合處理

在實(shí)際的工程中關(guān)于橋頭跳車的處理，單一方法達(dá)到的效果并不是很好，假設(shè)橋梁側(cè)的沉降工況為A，則不發(fā)生橋頭跳車的道路側(cè)沉降工況也須為A，所以要用方法B、C、D……去擬合橋梁側(cè)的沉降工況，使B+C+D+……≈A則可以徹底解決橋頭跳車問題。綜合處理是結(jié)合實(shí)際情況使用幾種方法的復(fù)合處理。

案例分析：渦河特大橋先于道路施工完成，然后再修建三清大道和渦河特大橋順接，這樣就需要考慮老橋和新路的搭接問題。工程所在段渦河兩側(cè)巖土情況為粉質(zhì)黏土為主，其次為砂土。

實(shí)際采用的方法有：①由于橋面較路床標(biāo)高較高，所以在橋梁兩頭的道路高填方路基兩側(cè)實(shí)施懸臂式與扶壁式擋土墻，防止路基向兩側(cè)變形。②橋梁臺背回填材料采用碎石，碎石粒徑滿足規(guī)范與級配要求，粒徑控制在2～10 cm，含泥量不大于1%，不均勻系數(shù)15～20，曲率系數(shù)1～3，且強(qiáng)度不應(yīng)低于30 MPa。③橋臺過渡段路基填料填筑時(shí)應(yīng)在其填筑高度內(nèi)達(dá)到路床壓實(shí)度不小于96%，且孔隙率不大于22%。④橋梁臺背過渡段按2倍的橋頭填土高度確定，與一般路基的結(jié)合部位按照1:2的坡率開挖臺階，臺階寬20 m，臺階高1.0 m。⑤邊角處大型壓路機(jī)達(dá)不到的地方，可采用高速液壓打機(jī)進(jìn)行夯實(shí)。⑥距離橋臺15 m處的地基分層處理，每層鋪土工格柵。⑦加強(qiáng)橋面的防水，使用較高強(qiáng)度的防水混凝土，鋪裝層內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)，防止開裂，鋪裝上層設(shè)置Eliminator甲基丙烯酸甲酯樹脂防水層。

圖1 渦河大橋橋臺臺背過渡段設(shè)計(jì)圖

5 結(jié)語

橋梁施工時(shí)解決橋梁和道路搭接時(shí)的跳車問題，處理方法和措施有很多，但是效果不同。在使用復(fù)合地基加橋頭搭板時(shí)，可以有效控制地基沉降，從根源上解決了跳車問題。但是，使用單一方法，如橋頭搭板、微表處、返挖處理，并不能從根源上解決問題，只能臨時(shí)解決裂縫跳車問題。所以，在實(shí)際施工過程中還要結(jié)合工程具體情況進(jìn)行橋頭跳車的復(fù)合處理，但是相比以前的施工技術(shù)，現(xiàn)在的處理方式方法有很多，本文拋磚引玉，希望為相關(guān)工作提供一定的借鑒。