鄭州自來(lái)水工程公司 盧 瑩 馮 剛

橋頭跳車的原因及防治

鄭州自來(lái)水工程公司 盧 瑩 馮 剛

引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變、行車速度及車輛本身的抗震性能等。就目前我國(guó)高速公路和城市道路路況而言，主要是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)所致。橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強(qiáng)度、脹縮性等存在差異，且橋頭連接處受力時(shí)易形成集中應(yīng)力。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，形成錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致行車時(shí)發(fā)生橋頭跳車。本文，筆者對(duì)造成橋頭跳車的主要原因進(jìn)行了分析，并且探討了橋頭跳車病害的防治及質(zhì)量控制。

一、橋頭跳車的原因

1.橋臺(tái)與路堤間的沉降差。橋臺(tái)基礎(chǔ)一般都作了加固處理（如采用擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等），沉降量很小，建成后的橋臺(tái)沉降可視為零。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(shí)也難以避免因土基固結(jié)等因素造成的沉降，需待通車后歷經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間才能趨于穩(wěn)定。臺(tái)后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降兩部分組成。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動(dòng)荷載作用下，路基填料逐漸被壓縮，孔隙率降低，密實(shí)度逐漸增大，從而在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路堤填土沉降。

2.排水不暢及填土流失。在橋涵與路堤的連接部位，由于存在縫隙，雨水會(huì)沿縫隙滲透，下滲水對(duì)橋臺(tái)一般不產(chǎn)生破壞作用，但對(duì)臺(tái)后填料易產(chǎn)生浸蝕和軟化，特別是臺(tái)后填土壓實(shí)不夠時(shí)，很容易受到侵蝕和軟化，造成臺(tái)后填土強(qiáng)度降低、土體變形。加上外部車輛荷載的沖擊作用，必然造成橋頭路基沉陷。

3.對(duì)橋頭高填土及軟基的處理措施是否有效。如路基穿越軟土地基或采用高路堤方案，勢(shì)必存在較大工后沉降；橋涵構(gòu)造物選用樁基或擴(kuò)大基礎(chǔ)等不同形式，其工后沉降差異很大；對(duì)軟土地基路段采用不同的處理方法、對(duì)路堤填筑速率和填筑材料的控制不同，其效果也大不一樣；在考慮橋臺(tái)結(jié)構(gòu)時(shí)，往往忽略橋臺(tái)與路堤的恰當(dāng)銜接（施工和控制中往往存在“橋歸橋，路歸路”現(xiàn)象），在連接部位有的設(shè)計(jì)接縫，有的設(shè)計(jì)連續(xù)鋪裝，由于路基不均勻沉降的存在，在使用過(guò)程中必然形成裂縫。

4.施工質(zhì)量控制不嚴(yán)。施工工序不符合要求，若臺(tái)背填筑速度過(guò)快，沉降也較快，對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物的擠壓相對(duì)較大。如果臺(tái)前護(hù)坡或擋墻砌筑不及時(shí)，則可能引起土體滑移，影響壓實(shí)機(jī)械作業(yè)效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危害橋基。臺(tái)背填土?xí)r，作業(yè)面窄而工期要求又較緊，靠近橋面部分的填土平面形狀不規(guī)則，如果缺乏適當(dāng)?shù)膲簩?shí)機(jī)具，采用人工夯實(shí)，則密實(shí)度難達(dá)要求；即使有壓實(shí)機(jī)械，由于受地形、便道、作業(yè)面及機(jī)械等的限制，橋頭填土壓實(shí)密度亦很難達(dá)到要求，特別是臺(tái)墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)填土，達(dá)到壓實(shí)密度要求難度更大。另外，沒(méi)有嚴(yán)格按“三分法”（分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)）施工，沒(méi)有嚴(yán)把填料質(zhì)量關(guān)等也會(huì)引起橋頭跳車。

二、橋頭跳車的防治及質(zhì)量控制

1.合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物。設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)充分考慮臺(tái)背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長(zhǎng)度、填料來(lái)源及路堤沉降等因素，選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢谩⒖鐝郊皹蚺_(tái)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(tái)背填筑前的地基。處理好臺(tái)背軟弱地基，是控制橋頭跳車的重要措施。對(duì)軟基處理目前國(guó)內(nèi)已有不少處理方法，如排水固結(jié)法、換土法、振動(dòng)碎石樁法等，都是行之有效的方法?？梢愿鶕?jù)實(shí)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(tái)與路堤的沉降差，避免錯(cuò)臺(tái)。

3.對(duì)于特殊地質(zhì)的填方措施。對(duì)于地下水位較高，路基填土含水量較高的地區(qū)，可有針對(duì)性地采取石灰土處理來(lái)控制路基含水量，保證填筑質(zhì)量。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)差、水位高、施工質(zhì)量難控制的橋頭部分，亦可考慮在橋頭10～15m范圍內(nèi)，采用直徑0.5m的水泥攪拌樁（梅花形布置）進(jìn)行橋頭接坡處理，同時(shí)填方材料可用道砟間隔土進(jìn)行“三分”回填。

4.嚴(yán)格控制填料質(zhì)量及填料材料選用。橋臺(tái)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(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外。

5.橋頭路面作特殊結(jié)構(gòu)處理?？紤]橋臺(tái)與臺(tái)背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)?、脹縮等方面存在的差異，為了在其縱、橫向都能平順逐漸過(guò)渡，可采取設(shè)置枕梁、搭板和變厚式埋板的措施。

6.橋接坡施工新工藝的應(yīng)用。橋臺(tái)背填土的質(zhì)量控制尤為重要，填土控制不好，常會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車這一現(xiàn)象，為控制這一病害，可采用如下新工藝進(jìn)行控制。

（1）設(shè)置橫向泄水管或盲溝。臺(tái)背路基填筑前，在原地基土拱上設(shè)置泄水管或盲溝。在基底上，先對(duì)基底作必要的處理，然后填筑橫坡為3%～4%的夯實(shí)黏土拱，再在土拱上挖一條成雙向坡的地溝，然后在臺(tái)背后全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料（可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈）。在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管（管徑一般不小于10cm），塑料泄水管的出口應(yīng)伸到路基外，然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料，再分層填筑臺(tái)后透水性材料，直到路基頂面。

（2）臺(tái)背填筑材料的選擇與施工。橋頭跳車產(chǎn)生的原因，主要是路基壓縮沉降和地基沉降引起的，臺(tái)背處填筑內(nèi)摩擦角較小的材料，加之壓實(shí)質(zhì)量影響，路基的壓縮沉降量一般較大，為保證臺(tái)背處路堤的穩(wěn)定，其填土應(yīng)選用內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，如碎石等就能較好地減少路基的壓縮沉降，另外也有利于臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排出路堤外。