婁金安

(黑龍江省路達(dá)公路工程監(jiān)理有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

1 存在的主要問(wèn)題

隨著高等級(jí)公路的大量建設(shè)，雖然管理單位和工程設(shè)計(jì)人員對(duì)橋頭跳車(chē)的危害己經(jīng)有了比較清晰的認(rèn)識(shí)和足夠的重視，在具體的工程設(shè)計(jì)中也采取了不少處治措施，取得了一些成功的實(shí)例。但從實(shí)際情況看，橋頭跳車(chē)現(xiàn)象不僅在舊的橋頭路堤存在，在許多新建的高等級(jí)公路上也較普遍。究其原因，主要有：對(duì)橋頭路堤缺乏比較詳盡的地質(zhì)和水文調(diào)查，沒(méi)有針對(duì)引起橋頭跳車(chē)的主要原因而對(duì)癥下藥；只注重于橋頭跳車(chē)處治方法的工程實(shí)踐，較少進(jìn)行系統(tǒng)的研究；路橋過(guò)渡段作為一個(gè)復(fù)雜體系，橋頭跳車(chē)的處治應(yīng)突出“綜合處治”的思想。

2 路橋過(guò)渡段處治措施研究

2.1 設(shè)置橋頭搭板

采用橋頭搭板來(lái)防止橋頭跳車(chē)現(xiàn)象是目前一種比較常見(jiàn)的處治方法。為了達(dá)到消除沉降差的目的，避免產(chǎn)生行車(chē)的不舒適感，一般認(rèn)為，最有效的橋臺(tái)搭板長(zhǎng)度為足以保持其坡度在3‰～6‰以下且能承受全部行車(chē)荷載的搭板。因此，若假設(shè)工后沉降為10cm，坡度按5‰計(jì)，則板的長(zhǎng)度需要20m以上，這對(duì)于高速公路中的大部分中小橋來(lái)說(shuō)，是很不經(jīng)濟(jì)的。由于實(shí)際施工中搭板長(zhǎng)度都較短（≤10m），因此，設(shè)置橋頭搭板對(duì)于較大的差異沉降仍舊無(wú)能為力。另外，從已建高速公路的大量調(diào)查資料顯示，橋頭搭板對(duì)于過(guò)渡較小的沉降差效果明顯，但較多的情況又增加了一些新的病害：

盡管在路堤橋臺(tái)銜接處無(wú)明顯跳車(chē)，但沉降差從橋臺(tái)處轉(zhuǎn)移到路基與搭板之間或在枕梁處發(fā)生局部下沉而引起“二次跳車(chē)”現(xiàn)象。

重交通荷載作用下的搭板由于脫空而發(fā)生折斷，不僅未消除跳車(chē)現(xiàn)象，而且導(dǎo)致路面開(kāi)裂雨水下滲使土基受到破壞。

搭板在與橋臺(tái)的銜接端拱起也會(huì)使路面破壞。

2.2 土工格網(wǎng)加筋

利用土工加筋處治橋頭跳車(chē)，國(guó)外從20世紀(jì)80年代開(kāi)始研究，已進(jìn)行了大量室內(nèi)和室外試驗(yàn)，取得了良好效果。

研究表明，土工網(wǎng)鋪網(wǎng)長(zhǎng)度由下而上按1：1的坡率增加，最上一層不宜小于9m，鋪面層間距以50cm左右為宜，土工網(wǎng)格應(yīng)張拉錨固于橋臺(tái)背，填土的壓實(shí)度以85%～90%比較有效。填料以礫石土、碎石土為宜；同時(shí)，土工隔網(wǎng)必須具有較高的抗拉剛度。

近幾年，通過(guò)上工合成材料加筋來(lái)處理橋頭跳車(chē)的方法正越來(lái)越多地受到人們的重視，并不乏成功的范例。但土工格網(wǎng)作為一種平面結(jié)構(gòu)，其對(duì)路基剛度的提高有限，但對(duì)填料的要求卻比較高，更重要的是由于土工網(wǎng)的錨固作用只能阻止橋頭較短距離內(nèi)路堤填土的沉降，而對(duì)橋頭路堤其它區(qū)域只能減小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)橋頭跳車(chē)中起著主要作用。因此，土工網(wǎng)對(duì)于減小由于橋頭壓實(shí)度偏低造成的附加變形較為有效，其適用于地基條件較好情況下的橋頭跳車(chē)處理。目前，設(shè)計(jì)部門(mén)較多采用的是將搭板與土工格柵加筋結(jié)合的方式處治橋頭跳車(chē)。

2.3 軟弱地基處理

橋頭軟弱地基在路堤填上荷載作用下產(chǎn)生的較大工后沉降是導(dǎo)致橋臺(tái)與路堤沉降差的主要因素。通過(guò)多年的工程實(shí)踐和總結(jié)，現(xiàn)在高速公路的軟墓處理中常用的有兩類(lèi)：一是排水固結(jié)法，二是復(fù)合地基法。排水固結(jié)法包括袋裝砂井、塑料排水板、超載預(yù)壓，真空堆載預(yù)壓等，復(fù)合地基法包括水泥攪拌樁、粉噴樁、鋼渣樁等，兩類(lèi)方法各其適應(yīng)性和特點(diǎn)，排水固結(jié)法工程造價(jià)較低，但預(yù)壓工期較長(zhǎng)，工后沉降較大，而攪拌樁復(fù)合地基可以大大減小地基總沉降量，并能使之在較短時(shí)間內(nèi)趨于穩(wěn)定，但其工程造價(jià)較高，且施工質(zhì)量不能完全保證。

實(shí)踐證明，軟土地基沉降引起的橋頭跳車(chē)在大多數(shù)高速公路上并沒(méi)有很好地得到解決。究其原因，一是由于工程造價(jià)和施工工藝的原因，橋頭地基處治，沒(méi)有打穿軟土層，從而導(dǎo)致軟弱下臥層產(chǎn)生較大的工后沉降；二是軟土地基路基堆載時(shí)間不充分。我國(guó)的高速公路建設(shè)，一般工期在三年以?xún)?nèi)，往往一旦開(kāi)工就要求提前竣工，軟土地基孔隙水壓力沒(méi)有得到充分消散，固結(jié)過(guò)程沒(méi)有完成，從而導(dǎo)致過(guò)大的工后固結(jié)變形和次固結(jié)變形。因此，對(duì)于橋頭軟基處治而言，保證合理的工期，讓軟土地基在加載（超載）預(yù)壓情況下有更長(zhǎng)的時(shí)間固結(jié)沉降至關(guān)重要。

2.4 臺(tái)背換填

根據(jù)“剛?cè)徇^(guò)渡”原理選用半剛性材料（灰土和水泥改良土）進(jìn)行臺(tái)背回填，回填尺寸為：底長(zhǎng)最短為2米，對(duì)于臺(tái)背填土與路基原狀土采用1∶1坡度相接，對(duì)于路基土為回填土部分采用1∶1.5相接，并從設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等方面給出了經(jīng)驗(yàn)參考。

臺(tái)背一定范圍內(nèi)采用模量比較大，容易壓實(shí)、排水性能好的材料進(jìn)行換填，例如級(jí)配碎石、砂粒等是一種應(yīng)用廣泛的臺(tái)背填筑方法，從作用機(jī)理看，它也屬于剛?cè)徇^(guò)渡原理的一種。這些填料經(jīng)過(guò)壓路機(jī)壓實(shí)后，壓縮模量大，水穩(wěn)定好，可以大為減小路基的壓縮變形，但很多地區(qū)尤其是西部地區(qū)，換填材料比較缺乏，從而導(dǎo)致造價(jià)偏高而不便應(yīng)用。

由于路堤的沉降由路基沉降和地基沉降構(gòu)成，通過(guò)臺(tái)背回填可以減小路基自身的變形，但其不能消化地基所產(chǎn)生的沉降，因此臺(tái)背回填方法需結(jié)合其它處治方法才能較好地過(guò)渡橋臺(tái)與路堤的沉降差。

2.5 采用輕質(zhì)填料

采用泡沫聚苯乙烯EPS材料。EPS用于填筑路堤可顯著減小地基的附加應(yīng)力，從而減小地基的沉降量，且其具有足夠的承載力，能滿(mǎn)足上部路面結(jié)構(gòu)層和行車(chē)荷載作用的強(qiáng)度要求，并且符合剛度要求。

采用粉煤灰。粉煤灰和一般細(xì)粒上相比，具有自重輕、強(qiáng)度高、壓縮性小，透水性能良好等特點(diǎn)。在一定的工藝條件下，可形成具有一定強(qiáng)度的整體性材料。用其填筑路堤，可有效減小橋頭路堤的總沉降。

2.6 擠密樁復(fù)合地基

采用擠密復(fù)合地基的方法來(lái)處理路基填土，是利用在填筑完畢的路基上成孔，通過(guò)擠密作用，使路基土密實(shí)度提高，然后在孔內(nèi)填入材料并振動(dòng)壓實(shí)成樁。隨著路基向橋臺(tái)的靠近，可通過(guò)樁變長(zhǎng)或減小樁間距的方式，使路橋過(guò)渡段剛?cè)岬玫竭^(guò)渡。由于樁的擠密和置換作用，路堤填土的密實(shí)度提高，應(yīng)力減小，路堤整體剛度增大，從而減小了路堤的壓縮變形。常用的擠密樁有砂樁、土和灰土樁及二灰土樁等。雖然土樁的材料較為低廉，但其需要一整套打入樁施工設(shè)備，故在經(jīng)濟(jì)上代價(jià)較高。

2.7 設(shè)置柔性橋臺(tái)

從作用機(jī)理看，柔性橋臺(tái)基本等同于加筋土擋墻。采用柔性橋臺(tái)結(jié)構(gòu)來(lái)降低橋臺(tái)的剛度，縮小橋臺(tái)和路堤的剛度差，使其銜接處的行車(chē)荷載壓縮變形和填土固結(jié)沉降均勻過(guò)渡，達(dá)到消除路面縱坡突變防止橋頭跳車(chē)的產(chǎn)生。國(guó)外也有這種柔性橋臺(tái)的報(bào)道，甚至有多跨的橋墩也用加筋土做成柔性橋墩，但柔性橋臺(tái)一般適用于個(gè)別簡(jiǎn)單橋梁結(jié)構(gòu)形式，而且施工難度大。對(duì)路面進(jìn)行拋高處理等來(lái)減小橋頭的縱坡突變?cè)诖蠖鄶?shù)高等級(jí)公路中只能是作為其它處理方法的輔助措施。

3 結(jié)論

總之，要減少或消除路橋過(guò)渡段病害--“橋頭跳車(chē)”，必須根據(jù)實(shí)際情況，充分調(diào)查橋頭路堤的地質(zhì)和水文，及路堤所處環(huán)境，考慮路堤填筑高度、公路等級(jí)，結(jié)合公路經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，積極采取以上一種或多種措施，對(duì)路橋過(guò)渡段進(jìn)行綜合處治，才能達(dá)到公路工程施工技術(shù)質(zhì)量要求，從而提高道路行車(chē)舒適性及公路建設(shè)質(zhì)量。

[1]張洪亮，等。路橋過(guò)渡段橋頭搭板容許坡差確定的參數(shù)影響[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)，2003

[2]王明懷。高等級(jí)公路橋頭跳車(chē)病害的成因與防治措施研究[J].華東公路，1996，（2）