劉英春

（中國(guó)水利水電第十三工程局有限公司，山東 德州 253015）

1 橋頭跳車(chē)原因分析

橋頭跳車(chē)是由于橋臺(tái)與其后路基沉降不均勻造成了橋臺(tái)和路基頂面的沉降差而產(chǎn)生的。當(dāng)沉降差超過(guò)2cm以上時(shí)，將使此處的路面斷裂，從而使行車(chē)產(chǎn)生明顯的顛簸和不適。分析形成沉降斷裂的原因，主要是由于高等級(jí)公路橋臺(tái)基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)，樁尖落到持力層，其沉降量甚小，設(shè)計(jì)控制工后的沉降量一般為 2cm～3cm，而其后的臺(tái)背回填因地基沉降和臺(tái)后填料本身的壓縮變形，從而使橋臺(tái)和路基產(chǎn)生不均勻沉降，造成路面和橋臺(tái)的高程突變，形成橋頭跳車(chē)。而路基沉降的原因主要有以下幾個(gè)方面：

1.1 橋(涵)臺(tái)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不滿(mǎn)足要求

從公路工程建設(shè)可知,幾乎所有的橋(涵)梁、通道和明涵都要求臺(tái)背填土處治,而臺(tái)后填土壓實(shí)度由施工用料、機(jī)械設(shè)備、施工順序、施工經(jīng)驗(yàn)、施工作業(yè)面等工程管理因素的影響。施工過(guò)程涉及各個(gè)方面,從公路施工調(diào)查結(jié)果可知,臺(tái)背填土普遍存在壓實(shí)不足的問(wèn)題,這是造成路橋(涵)過(guò)渡段不均勻沉降的基本原因之一,另外,在公路營(yíng)運(yùn)過(guò)程中,路基在車(chē)輛荷載以及自然因素作用下,會(huì)形成土基塑性變形的積累導(dǎo)致路橋(涵)之間的差異沉降,從而影響公路路面的平順程度。

1.2 橋(涵)頭路堤邊坡防護(hù)措施不妥

從公路橋(涵)頭路堤的施工可知,臺(tái)背路堤填土常采用砂類(lèi)、滲水性土作為填料,不考慮防水和排水設(shè)施,通常,對(duì)橋(涵)臺(tái)處于長(zhǎng)期浸水路段,采用漿砌片石護(hù)坡,而其他橋(涵)臺(tái)路段,只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護(hù)坡。臺(tái)背設(shè)置防格網(wǎng)草護(hù)坡或草皮護(hù)坡,但是,從公路改建、水毀和收尾工程偵查過(guò)程發(fā)現(xiàn),許多橋(涵)頭路堤沉降較嚴(yán)重的地方,長(zhǎng)伴隨錐坡和護(hù)坡水毀,分其原因,雨水對(duì)路堤的沖刷和侵蝕防格網(wǎng)草防護(hù)等路堤邊坡防護(hù)措施未能起到保護(hù)路基免受雨水侵害的作用,所以橋(涵)頭路堤邊坡防護(hù)措施及臺(tái)背防水和排水設(shè)施的不適當(dāng),促使臺(tái)背填土流失,路基強(qiáng)度降低,在行駛車(chē)輛長(zhǎng)期作用下,過(guò)渡段填土塑性變形,誘發(fā)橋(涵)頭路堤不均勻沉降,出現(xiàn)橋(涵)頭跳車(chē)現(xiàn)象。

1.3 橋(涵)頭搭板設(shè)計(jì)欠妥

在公路工廠(chǎng)建設(shè)中,橋(涵)頭過(guò)渡段多采用搭板結(jié)構(gòu),而設(shè)置搭板后的橋(涵)頭跳車(chē)現(xiàn)象依然存在,分析其原因有兩方面:第一,根據(jù)橋(涵)梁的長(zhǎng)度,橋(涵)頭設(shè)置搭板長(zhǎng)度分為:大中橋(涵)搭板長(zhǎng)度為8m,小橋(涵)及涵洞搭板長(zhǎng)度為5m。而在施工中橋(涵)頭路堤處于高填方,路橋(涵)間相對(duì)沉降量大,而搭板長(zhǎng)度不足以起到順接作用,車(chē)輛行駛時(shí)往往出現(xiàn)橋(涵)頭跳車(chē)現(xiàn)象;第二,搭板強(qiáng)度不夠,產(chǎn)生斷板引起橋(涵)頭線(xiàn)形突變,出現(xiàn)橋(涵)頭跳車(chē)。

2 加強(qiáng)路橋(涵)過(guò)渡段的施工組織設(shè)計(jì)

2.1 如果施工方案和施工組織設(shè)計(jì)的質(zhì)量不高,就難以保證在預(yù)定的成本范圍內(nèi),按期交工和確保工程質(zhì)量。因此,對(duì)于施工方案和施工組織設(shè)計(jì)必須達(dá)到以下要求:(1)要講究科學(xué)的編制程序和方法;(2)編制時(shí)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較,做到設(shè)計(jì)優(yōu)化,除了在施工方案和施工組織設(shè)計(jì)的質(zhì)量保證,還要做好檢查施工準(zhǔn)備工作的質(zhì)量,做好施工人員的技術(shù)交底工作,材料的質(zhì)量控制和機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量保證。過(guò)渡段的施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于減少路橋(涵)間的沉降差,在橋(涵)臺(tái)結(jié)構(gòu)完成后盡快安排過(guò)渡段陸地與一般填土路堤的施工,使用同樣壓實(shí)能量的壓實(shí)機(jī)械把過(guò)渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進(jìn)行填筑碾壓,分層填筑時(shí),每層松鋪厚度必須控制在15cm內(nèi),并在臺(tái)背墻上劃上記號(hào),以保證厚度的均勻性,方便施工人員檢查。在路堤和橋(涵)臺(tái)連接部位,路堤與錐坡預(yù)壓填土應(yīng)同步填筑碾壓,使用大型機(jī)械碾壓困難時(shí)可改用小型振動(dòng)機(jī)充分壓實(shí)。

2.2 實(shí)施臺(tái)背路堤填筑之前,要有目的地選擇施工路段的填料,對(duì)要采用的各種土壤做對(duì)比試驗(yàn),其試驗(yàn)項(xiàng)目包括:(1)土壤的液限和塑限聯(lián)合測(cè)定,實(shí)施篩分和擊實(shí)試驗(yàn);(2)不同土壤在相同壓實(shí)機(jī)具下達(dá)到同等壓實(shí)度時(shí)的壓實(shí)變數(shù)和松鋪厚度的關(guān)系,從試驗(yàn)結(jié)果比較各種土壤的技術(shù)指標(biāo),選出最適宜的土壤作為填料;(3)從經(jīng)濟(jì)角度考慮,以就地取材為主,就地取材不僅經(jīng)濟(jì)而且取材方面不誤工,材料的選擇原則上應(yīng)選用較大的砂類(lèi)土或滲水性好的材料,這樣的材料強(qiáng)度高,容易壓實(shí),當(dāng)采用非滲水性材料時(shí),應(yīng)在土中摻加外加劑,如石灰、水泥等,嚴(yán)禁使用淤泥以及含草皮、樹(shù)根和其他雜物的土作為填料。

3 減少橋頭跳車(chē)的措施

3.1 地基預(yù)壓處理

預(yù)壓處理就是在擬建橋臺(tái)處，先填土預(yù)壓，待地基強(qiáng)度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結(jié)構(gòu)物。有時(shí)為了加速地基固結(jié)下沉，在填筑路堤時(shí)，還可預(yù)先把土填得比設(shè)計(jì)高度高一些，或加寬土寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超填部分。這種預(yù)壓或超載預(yù)壓的方法，可以說(shuō)是處理軟弱地基最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車(chē)問(wèn)題，而且可以解決臺(tái)后填土的不均勻沉降問(wèn)題。

3.2 地基加固處理

地基加固處理是最有效的防治橋臺(tái)跳車(chē)的方法之一，尤其是軟弱地基。由于地基加固的費(fèi)用占總投資的比重很大（約三分之一以上），所以，要認(rèn)真選取經(jīng)濟(jì)、有效的加固方案。

根據(jù)筆者多年監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)正常壓實(shí)的軟粘土而言，首先應(yīng)考慮采用排水固結(jié)措施，如插塑料排水板等方法，通過(guò)設(shè)置來(lái)改善地基的排水條件，縮短排水途徑，使地基承受附加荷載后，排水固結(jié)過(guò)程大大加快，進(jìn)而使地基強(qiáng)度得以提高。這種方法既經(jīng)濟(jì)又有效。如果屬于軟弱地基，除了常規(guī)的排水固結(jié)措施外，更多的是采用攪拌樁、擠密樁等深層復(fù)合地基法來(lái)提高土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，使橋頭路基盡量連續(xù)平穩(wěn)過(guò)渡。

3.3 合理使用填筑材料

由于土的內(nèi)摩擦角較小，加之壓實(shí)質(zhì)量的影響，所填路基的壓縮沉降-般較大。因此，橋臺(tái)后的回填應(yīng)選用摩擦角大、強(qiáng)度高、透水性好的填料，如砂礫、礫石、連續(xù)級(jí)配碎、石灰穩(wěn)定土等，并且壓實(shí)速度快，加載后能在短期內(nèi)完成變形。在筆者所參與的高等級(jí)公路工程的監(jiān)理過(guò)程中，后臺(tái)填土多采用輕質(zhì)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(duì)地基的壓力，從而達(dá)到減少地表以下土層排水固結(jié)產(chǎn)生的沉降。

3.4 提高填筑材料的壓實(shí)度

影響路基壓實(shí)效果的主要因素有含水量、碾壓層的厚度、壓實(shí)機(jī)械的類(lèi)型和功能、碾壓遍數(shù)以及地基的強(qiáng)度等。

首先要調(diào)整填筑材料的含水量，由擊實(shí)試驗(yàn)所得的擊實(shí)曲線(xiàn)圖有一峰值，此處的干容重為最大，稱(chēng)為最干容重，與之對(duì)應(yīng)的含水量則稱(chēng)為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實(shí)效果最好。同時(shí)其壓實(shí)的土水穩(wěn)定性最好。所以對(duì)含水量過(guò)大的土，可采用翻松晾曬或均勻摻入石灰來(lái)降低含水量；對(duì)含水量過(guò)小的土，則灑水濕潤(rùn)后再進(jìn)行壓實(shí)。其次，壓實(shí)機(jī)械對(duì)一定含水量填筑材料的壓實(shí)狀態(tài)有很大影響。填土分層的壓實(shí)厚度、壓實(shí)遍數(shù)和壓實(shí)機(jī)械類(lèi)型、土的種類(lèi)和壓實(shí)度要求有關(guān)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。一般20-30t的中型振動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)碾壓3～4遍，每層壓實(shí)厚度不超過(guò)20cm。此外，壓路機(jī)行駛速度也大有講究，既不過(guò)慢也不過(guò)快，各種壓路機(jī)械的最大速度不宜超過(guò)4km/h。碾壓開(kāi)始宜且慢速，隨著土層的逐步密實(shí)，速度逐步提高。壓實(shí)時(shí)的單位壓力不應(yīng)超過(guò)土的強(qiáng)度級(jí)限，否則土體將會(huì)遭到破壞。開(kāi)始時(shí)土體較疏松，強(qiáng)度低，故宜先輕壓，隨著土體密實(shí)度的增加，再逐步提高壓強(qiáng)。另外，路堤施工時(shí)邊緣往往壓實(shí)不到，仍處于松散狀態(tài)，雨后容易滑坍，故兩側(cè)可采取多填適當(dāng)寬度，壓實(shí)工作完成后按設(shè)計(jì)寬度和坡度予以刷齊整平。

3.5 正確設(shè)置土工合成材料

由于土工格柵具有抗拉強(qiáng)度的特點(diǎn)，而無(wú)紡針刺類(lèi)土工布具有排水效果較好的特點(diǎn)。因此，在滬蘆10標(biāo)工程范圍內(nèi)，每座橋接坡都普遍使用了土工布和土工格柵。合理設(shè)置土工合成材料，既可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基承載能力，同時(shí)也不影響排水。所以監(jiān)理主要采取了以下一些控制措施：

土工布的質(zhì)量控制。規(guī)范要求土工布的單位面積質(zhì)量為300g/m～500g/m，強(qiáng)度按用途分類(lèi)為3個(gè)等級(jí)。考慮到土工布的不同材料和工藝，其力學(xué)性能存在差異較大的情況，要求土工布單位面積質(zhì)量不小于400g/m2，其縱向抗拉強(qiáng)度不小于20km/m，滿(mǎn)足握持強(qiáng)度≥1100N，撕裂強(qiáng)度 ≥400N，刺破強(qiáng)度≥400N，CBR頂破強(qiáng)度≥2750N的土工布，要求采用聚脂長(zhǎng)絲針刺型。只有這樣，土工布才能起到明顯的隔離層作用。

考慮到土工布的排水效果與土工布的厚度有密切關(guān)系，選用的土工布太薄，透水能力就低。為此，要求選用克數(shù)較大的土工布，最好為400g/m～500g/m。

4 結(jié)束語(yǔ)

在路橋(涵)過(guò)渡段,由于橋(涵)臺(tái)和路堤之間存在強(qiáng)度漸變段產(chǎn)生不均勻沉降,出現(xiàn)橋(涵)臺(tái)跳車(chē)現(xiàn)象,是公路工程中的一個(gè)突出現(xiàn)象,必須根據(jù)工程實(shí)際,進(jìn)行全過(guò)程的系統(tǒng)的科學(xué)管理,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),加強(qiáng)控制施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)工序的工程質(zhì)量,從思想上認(rèn)識(shí)質(zhì)量的重要性,從技術(shù)上加強(qiáng)管理,從客觀(guān)上制定一套科學(xué)的管理程序,就能減少過(guò)渡段的不均勻沉降,從而減輕橋(涵)頭跳車(chē)現(xiàn)象,提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

[1]蔣中華，侯鵬.水泥攪拌樁與鋼板樁配合帷幕施工技術(shù)探討，科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008-09.

[2]鄭連群，姬同庚.碎石樁、水泥攪拌樁質(zhì)量檢測(cè)與控制[J].科學(xué)之友(學(xué)術(shù)版)，2005-05-10.