湯立志

0 引言

橋頭跳車是指由于橋涵構(gòu)造物與橋涵臺后的路堤之間的沉降差超過某一限定值造成汽車經(jīng)過該路段時車輪產(chǎn)生上下振動的現(xiàn)象。一般認為當這種沉降差達到1.5 cm以后就會給司機帶來明顯的不舒適感。橋頭跳車問題一直是困擾橋梁工程技術(shù)人員的難題之一，特別是近年來隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，帶來的橋頭跳車已成為較普遍的現(xiàn)象。橋頭跳車會影響行車安全、降低行車速度、影響車輛運營費用和加速橋梁及路面的病害，同時由于跳車，使得橋臺臺背、橋頭伸縮縫遭受破壞。因此如何解決橋梁橋頭跳車問題已成為刻不容緩的大事，本文對幾種有代表性的防治措施進行了探討。

1 橋頭跳車產(chǎn)生的原因

跳車的基本原因是由于橋臺和路基沉降不一，產(chǎn)生相對豎向位移，引起橋臺背后路基的下沉，形成臺階。其原因眾多，但主要有以下幾點。

1.1 剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏?/h3>

一般而言，橋臺屬于剛性結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)置在較好的持力層上，采用擴大基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，沉降幾乎為零。而路堤填土因其固有的壓縮徐變性質(zhì)，即使經(jīng)充分壓實也難以避免因土基固結(jié)等因素造成的沉降，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，不但會產(chǎn)生彈性變形，而且會產(chǎn)生較大的不可恢復(fù)的塑性變形。此種塑性變形隨著時間的不斷積累，往往會大大超過橋臺的沉降而產(chǎn)生二者的差異沉降，導(dǎo)致橋頭跳車。

1.2 地基沉降

由于地基土質(zhì)不良而造成的地基沉陷是橋頭跳車的主要原因。一般情況下，橋涵通常位于溝壑地方，地下水位較高，且多屬軟土，此類土天然含水量大，孔隙比大，含有機質(zhì)，壓縮性高，抗剪強度低等特點，一旦受到荷載影響，則極易產(chǎn)生沉降，再加上橋頭路基填筑高度一般較大，產(chǎn)生的基底應(yīng)力也相對較大。在路堤自重和車輛荷載作用下更容易引起地基沉陷，特別是工后沉降較大。

1.3 路堤本身的壓縮沉降

臺背填料一般為滲透性材料，孔隙率大，施工中很難將填料顆粒間的孔隙完全消除。此外，臺背填土時，由于結(jié)構(gòu)物的存在導(dǎo)致施工作業(yè)面狹小，靠近橋面部分的填土平面形狀不規(guī)則，使得大型壓實機具難以啟用，而小型設(shè)備又很難達到較好的壓實效果，這就不可避免地造成此段壓實度不足，甚至存在壓實盲區(qū)，不能將填料顆粒間孔隙完全消除;即使有壓實機械，由于受地形、便道、作業(yè)面及機械等的限制，橋頭填土壓實密度亦很難達到要求。在車輛荷載和自身重力作用下，填料迅速壓縮，孔隙率降低，密實度逐漸增大，便在短時間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降，造成跳車。在工程實踐中，就是施工時工序符合要求，壓實度達到要求，但臺后填土較高，隨著時間推移，也會不可避免的產(chǎn)生沉降。

1.4 施工質(zhì)量控制不嚴

一些施工單位未意識到橋臺背后施工的特殊性，只求進度而忽視質(zhì)量，沒有嚴格按施工規(guī)范作業(yè)，在進行臺背填土時松鋪厚度控制不嚴，填土速度過快，沒有嚴格按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工，壓實度未達到要求，填料把關(guān)不嚴，用人工壓實強度不夠，因為施工工藝質(zhì)量低劣、壓實度質(zhì)量不合格等因素都將造成橋頭跳車。

1.5 路堤邊坡防護措施不當

對路面銜接處排水措施沒有做好，橋臺防護工程處理不當，在路面徑流水沖刷和交通荷載作用下，錐坡土體受到長期沖刷，逐漸在臺背形成空穴，以及橋頭路堤填料的流失，在外部車輛荷載沖擊作用下，使路堤土產(chǎn)生側(cè)移而導(dǎo)致沉陷。

2 橋頭跳車的防治措施

2.1 設(shè)置過渡段法

對于不設(shè)置橋頭搭板的路堤，必須設(shè)置過渡段路面。為了防止二次跳車，在搭板尾端與路堤之間也有設(shè)置過渡段路面的作法。待路堤沉降穩(wěn)定以后，再改鋪原設(shè)計路面。這種處理方法的優(yōu)點是翻修速度快，但不易鋪砌平整，行車仍有抖動感覺，砌縫易滲入雨水，有損路基。

2.2 以樁代柱施工

在路基填筑的同時，連同橋頭范圍一并填筑，形成一體。然后直接在路基頂層上進行樁基放樣、施工，并且取消立柱，直接用樁基替代立柱。因為路基填筑代替了臺背填筑，克服了臺背單獨回填時因施工場地(臺背預(yù)留的范圍)窄小無法用大型機械碾壓、邊角無法壓實的弊病。路基填筑與臺背填筑同時進行，可以保證臺背回填范圍內(nèi)所有點的壓實度真正達到設(shè)計、規(guī)范的要求，且其大大的延長了臺背填土對原地面的預(yù)壓時間。

2.3 加強臺背所在位置的地基處理

處理好臺背軟弱地基是控制跳車的關(guān)鍵。通常采用換填法、砂袋砂井法、塑料排水板堆載預(yù)壓法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等等，可以根據(jù)實際情況應(yīng)用，以改善地基性能，提高地基承載力，減少沉降，縮小橋臺與路堤的沉降差，避免錯臺。地基處理的方法是有效的，但其不能根本消除軟基沉降現(xiàn)象，其工后沉降值一般情況下都遠遠大于樁基橋臺的沉降量。

2.4 臺背填筑材料的選擇與施工

臺背處填筑內(nèi)摩擦角較小的材料，加之壓實質(zhì)量影響，路的壓縮沉降量一般較大，為保證臺背處路堤的穩(wěn)定，其填土應(yīng)選用內(nèi)摩擦角大、強度高、可壓縮性小、壓實快、透水性好的填料，例如石灰土、級配碎石、砂粒等，便于控制壓實質(zhì)量，減小路基壓縮沉降;也可采用輕質(zhì)路基填料如氣泡混合輕質(zhì)土、泡沫聚苯乙烯、粉煤灰等，以減輕路基自重，降低路基沉降。此外，要嚴格控制橋頭路堤的壓實度，對于壓路機無法到達的區(qū)域，應(yīng)采用小型振動式壓路機、強夯機等分層碾壓。同時要減薄碾壓層厚度，提高壓實標準，確保壓實度、減少沉降。

2.5 設(shè)置橋頭搭板

采用橋臺搭板來防止橋頭跳車是一種較為常見的處治方法。其基本思路是將橋臺與路堤銜接處因較大差異沉降引起路面縱坡突變，通過設(shè)置橋頭搭板進行緩和過渡，使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi)，從而達到消除橋頭跳車的目的。需要注意的是搭板的長度要盡可能的長，填土高度越大，次固結(jié)引起沉降越大，要求搭板長度就越長。由于實際施工中搭板長度都較短，設(shè)置橋頭搭板對于較大的差異沉降仍就無能為力，且易在枕梁處發(fā)生局部下沉造成二次跳車，重交通荷載作用下搭板有可能折斷。因此，僅僅靠橋頭搭板解決橋頭跳車也是不現(xiàn)實的。

2.6 采用土工合成材料處治

通過土工格柵加筋來處理橋頭跳車的方法正越來越多地受到人們的重視，其做法是在臺后路基中分層埋設(shè)加筋材料。通過加筋與土體之間的摩擦作用約束土體的側(cè)面變形，從而達到提高土體承載力和抗剪強度，使之趨近于彈性范圍內(nèi)工作。同時，使土體上的作用荷載比較均勻地分散到整個加筋層上，單位土體面積的受力減小。實踐證明:加筋可以明顯提高土體的承載能力。其不但能將臺后路基與橋臺交界處的臺階式沉降變?yōu)檫B續(xù)的斜坡式沉降，還能減小路堤下沉。但是，土工格柵作為一種平面結(jié)構(gòu)，對路基剛度的提高作用不大，對土體側(cè)向變形的限制也很有限，但對填料的要求卻比較高，更重要的是土工格柵消化的只是部分的路基壓縮變形，不能消化由于地基沉降所產(chǎn)生的變形量，而地基沉降在大多數(shù)的橋頭跳車的情況中起著主要作用。因此，用土工格柵來處理橋頭跳車在地基條件較好的情況下是有利的，但不能從根本上解決橋頭跳車現(xiàn)象。

3 結(jié)語

處理橋頭跳車的方法多種多樣，但每種方法都有其優(yōu)缺點，施工時應(yīng)根據(jù)實際情況選用適宜的處治方法，在施工和設(shè)計過程中通過合理設(shè)計、提高施工質(zhì)量進行有效的預(yù)防，可最大限度的減少路基的工后沉降量，有效地減少橋頭跳車。

[1] 楊文淵，徐 年.橋梁工程師手冊[M].北京:人民交通出版社，2005.

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