林海峰 王修山

(1.中交三公局第二工程有限公司，北京 100022； 2.浙江理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

橋頭跳車成因及綜合處治研究

林海峰1王修山2

(1.中交三公局第二工程有限公司，北京 100022； 2.浙江理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

分析了橋頭跳車產(chǎn)生的原因，從地基處治、臺(tái)背路堤處治、路面處治和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)四個(gè)方面提出相應(yīng)的處治措施，以有效降低橋頭跳車的產(chǎn)生，提高車輛行駛的安全系數(shù)。

橋頭跳車，地基沉降，結(jié)構(gòu)，路堤

0 引言

公路沿線橋梁與道路連接處往往存在橋頭跳車現(xiàn)象。橋頭跳車是指橋梁自身及其臺(tái)背在行車荷載和自重的作用下產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致臺(tái)背與橋梁連接處的路面出現(xiàn)臺(tái)階，使得通過(guò)此處的車輛產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象[1,2]。橋頭跳車是目前公路建設(shè)中最為常見(jiàn)的病害之一，降低了車輛行駛速度和行車安全系數(shù)，同時(shí)也大大增加了車輛運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)成本，損害了高等級(jí)公路建設(shè)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何采取有效措施解決橋頭跳車問(wèn)題，具有非常重要的意義。

1 橋頭跳車成因

引起橋頭跳車的原因主要有地基沉降、填筑材料的壓縮引起路基沉降、橋臺(tái)與臺(tái)背填土連接處的剛度差異、施工質(zhì)量不符合要求及路面排水不暢和填土流失等[3,4]。

1.1 地基沉降

地基沉降主要指軟土地基沉降。天然軟土地基一般在自重作用下固結(jié)已完成，當(dāng)在橋頭處的地基上填筑路堤后，受路堤填土重力的作用，軟土地基基底應(yīng)力增加，超過(guò)其最大承載力后地基出現(xiàn)失穩(wěn)，產(chǎn)生較大沉降，而橋梁常采用樁基礎(chǔ)，沉降量很小，這樣使得在路面與橋面之間就出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致橋頭跳車。

1.2 填筑材料壓縮引起路基沉降

通常臺(tái)背填料選用空隙率較大的滲透性材料，含有一定的水分，在施工工程中無(wú)論采取何種措施都很難將填料顆粒之間的孔隙完全清除，再加上靠近臺(tái)背處的工作面較小，道路壓實(shí)不充分，在車輛荷載和自重的作用下，填料孔隙率下降，壓縮變形，使路基產(chǎn)生沉降，引起橋頭跳車現(xiàn)象。

1.3 結(jié)構(gòu)剛度差異

橋臺(tái)與臺(tái)背填土的剛度不同，橋梁構(gòu)造物一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有較大的剛度，而與之相連的臺(tái)背填料和路面為柔性結(jié)構(gòu)，兩者之間具有明顯的剛度差別，使得在車輛荷載的作用下容易產(chǎn)生不均勻沉降和剛度突變，加劇橋頭跳車的形成。

1.4 施工質(zhì)量不符合要求

施工質(zhì)量引起橋頭跳車的原因主要分兩個(gè)方面：

1)勘察設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)情況勘察不到位，對(duì)公路路基及橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案不合理。

2)施工過(guò)程中，臺(tái)背填料選擇不當(dāng)，施工方案設(shè)計(jì)不合理，施工單位只追求施工速度在進(jìn)行臺(tái)背填土?xí)r未按要求進(jìn)行分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè)的“三分法”施工，沒(méi)有嚴(yán)格控制松鋪厚度，此外橋頭臺(tái)背排水系統(tǒng)未達(dá)到規(guī)定要求，對(duì)機(jī)械無(wú)法碾壓的部分道路沒(méi)有進(jìn)行人工補(bǔ)壓，使得壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)定要求，在車輛荷載作用下，產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象。

1.5 路面排水不暢和填土流失

橋梁與路堤連接處存在裂縫，在多雨季節(jié)，如果連接處排水不暢，雨水將沿著連接處裂縫浸入路基，使得路基土中的細(xì)粒土被雨水沖刷流失，土基的壓實(shí)度下降，在外部荷載和環(huán)境因素影響下，路堤產(chǎn)生沉降，引起橋頭跳車出現(xiàn)。

大型綜合建筑機(jī)電安裝工程施工的過(guò)程中，管線布置是極為關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題。綜合管線平衡技術(shù)對(duì)于機(jī)電工程施工質(zhì)量的保證、建筑功能的有效發(fā)揮具有重要的意義，加之BIM技術(shù)的應(yīng)用，綜合管線平衡技術(shù)必將在建筑工程的建設(shè)、使用、管理中獲得更廣泛的應(yīng)用，取得更深層次的發(fā)展。

2 綜合處治技術(shù)

為了道路的良好運(yùn)營(yíng)及行車的舒適、安全，針對(duì)橋頭跳車產(chǎn)生原因從地基處治、臺(tái)背路堤處治、路面處治及排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行綜合處治措施研究[5,6]。

2.1 地基處治

對(duì)于不良地質(zhì)段，過(guò)渡段路基不均勻沉降主要因地基承載力不足引起，因此對(duì)地基進(jìn)行處治是工程防治最為常見(jiàn)的一種措施。通常采取地基加固處治的方法減少由于地基不均勻沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象，地基加固處治主要是為了改善地基的土體性質(zhì)和提高地基承載能力等，常用加固方法有換填法、超載預(yù)壓法、排水固結(jié)法和壓力注漿法等。

1)換填法一般在臺(tái)背地基軟弱層厚度較小工程量不大的情況下采用，施工過(guò)程中需選擇粒徑較大的易于排水的換填料，還需特別控制各填筑層換填材料的壓實(shí)度，并用換填地基的表面回彈彎沉控制地基承載力。

2)超載預(yù)壓法是通過(guò)在地基頂面加載達(dá)到快速沉降的目的，加載沉降時(shí)間較長(zhǎng)，不利于施工進(jìn)度臺(tái)背軟弱地基。

3)排水固結(jié)法是加快軟基固結(jié)沉降的常用處理措施，通常結(jié)合預(yù)壓法綜合使用，應(yīng)以單位時(shí)間排水量或沉降量作為臺(tái)背地基施工沉降質(zhì)量的控制指標(biāo)，或采用臺(tái)背地基空隙率予以控制。

無(wú)論采用何種地基處治方法，均是為了提高地基的承載能力，增加地基施工期內(nèi)總沉降量，降低臺(tái)背地基的工后沉降量。

2.2 臺(tái)背路堤處治

臺(tái)背路堤的不均勻沉降是引起橋頭跳車的一個(gè)主要原因，因此在施工設(shè)計(jì)過(guò)程中采取有效措施對(duì)臺(tái)背路堤進(jìn)行處理對(duì)預(yù)防橋頭跳車的出現(xiàn)具有重要的意義。

1)臺(tái)背填筑材料選擇。應(yīng)選用壓縮性小，孔隙率大，密度小的材料進(jìn)行臺(tái)背填筑，減小臺(tái)背路堤自重引起的沉降。

2)臺(tái)背路堤施工控制。一方面，應(yīng)進(jìn)行合理的施工組織工作，加強(qiáng)施工管理，盡早的完成路橋過(guò)渡段的施工，使其有足夠的時(shí)間完成沉降，有效降低臺(tái)背路堤工后沉降量；另一方面，提高臺(tái)背路堤的壓實(shí)度，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的壓實(shí)度進(jìn)行，減少施工后臺(tái)背自重及行車荷載引起的壓縮沉降。

2.3 路面處治

路面處治主要分為橋頭處設(shè)置搭板和鋪設(shè)過(guò)渡性路面兩種。

1)橋頭設(shè)置搭板。針對(duì)路橋過(guò)渡段由不均勻沉降引起的橋頭跳車問(wèn)題，目前被采用最廣泛的一種方法是在橋頭處設(shè)置搭板。橋頭搭板是指在道路與橋梁過(guò)渡處搭設(shè)混凝土板，搭板的一端支撐在橋臺(tái)上，另一端與路基相連，使得路橋過(guò)渡段的不均勻沉降被均勻的分散到搭板長(zhǎng)度范圍內(nèi)，減少路堤與橋臺(tái)間的沉降突變，降低橋梁跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2)鋪設(shè)過(guò)渡性路面。路橋工程施工設(shè)計(jì)過(guò)程中，有時(shí)需根據(jù)橋梁長(zhǎng)度及路基容許工后沉降量等，在路橋連接處鋪設(shè)一定長(zhǎng)度的過(guò)渡性路面，通常在3年～5年后過(guò)渡性路面沉降會(huì)基本完成，此時(shí)可鋪設(shè)永久性路面。過(guò)渡性路面常見(jiàn)形式是預(yù)制水泥混凝土六棱塊和瀝青表處，前者主要適用于水泥混凝土路面，翻修速度快，但鋪設(shè)后行車效果較差，且對(duì)路基會(huì)產(chǎn)生一定的損害。而瀝青表處過(guò)渡性路面適用范圍廣，即使工后出現(xiàn)較大沉降，只要加鋪瀝青層就能保證正常通車，有效降低出現(xiàn)橋頭跳車。

2.4 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1)臺(tái)背填筑前，應(yīng)在地基土上合理布設(shè)泄水管或盲溝，泄水管應(yīng)伸出路基外，并用透水性好、粒徑較大的礫石材料填筑四周，然后進(jìn)行分層填筑臺(tái)后透水性材料至路基頂面，路基外邊溝排水應(yīng)保證暢通，不能出現(xiàn)積水現(xiàn)象。

2)在路堤與臺(tái)背結(jié)合處要設(shè)置上下貫通的排水系統(tǒng)，選擇透水性好的材料進(jìn)行鋪設(shè)，使得橋頭上的滲水能夠及時(shí)排出，減少滲水對(duì)路基的損害。

3 結(jié)語(yǔ)

橋頭跳車嚴(yán)重影響了高等級(jí)公路的運(yùn)營(yíng)能力，是一種較難解決的工程病害。本文在對(duì)引起橋頭跳車成因分析的基礎(chǔ)上，從地基處治、路堤處治、路面處治和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)四個(gè)方面提出相應(yīng)的措施降低橋頭跳車對(duì)道路使用性能的影響，具有十分重要的意義。

[1] 吳秋福.公路橋梁橋頭跳車的分析與防治[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(9):196.

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[3] 顏 波,張 帆.橋頭跳車的成因及處治方法研究[J].華東公路,2013(2):43-44.

[4] 王桃源,魏 偉,于 淼.橋頭跳車病害原因分析及處治措施[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2013(3):65-66.

[5] 楊 波,周 鑫.高等級(jí)公路橋頭跳車施工過(guò)程防治措施[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2014(11):112-114.

[6] 趙樹青.橋頭跳車病害防治技術(shù)研究[D].濟(jì)南:山東大學(xué),2009.

Research on bridge-head bump causes and synthetical disposal measures

Lin Haifeng1Wang Xiushan2

(1.SecondEngineeringCompanyLtd.ofCCCCTHEC,Beijing100022,China; 2.ArchitecturalEngineeringInstituteofZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou310018,China)

The paper analyzes bridge-head bump causes, put forward bridge-head bump synthetical disposal measures from four aspects of basement, sub-grade, pavement and drainage system, effectively reduce the generation of bridge-head bump. It improves the vehicles driving safety coefficient.

bridge-head bump, foundation settlement, structure, embankment terrace

1009-6825(2015)16-0198-03

2015-03-25

林海峰(1983- )，男，助理工程師； 王修山(1974- )，男，副教授

U445.71

A