李留洋

摘要：橋頭跳車是高等級(jí)公路中最常見(jiàn)的病害之一，將土工格柵用于橋頭路堤加固，是橋頭跳車得以解決的重要方法。經(jīng)大量工程實(shí)踐表明，土工格柵處理橋頭跳車效果顯著。本文結(jié)合實(shí)際案例，在充分了解橋頭跳車成因的基礎(chǔ)上，對(duì)具體施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了探討。

Abstract： Bridgehead jumping is one of the most common diseases in high-grade highways. The use of geogrids for bridgehead embankment reinforcement is an important method to be resolve it. A large number of engineering practices have shown that the effect of the geogrid in handling bumping at bridgehead is significant. Based on the actual cases， this article discusses the concrete construction application standards on the basis of fully understanding the cause of the bumping at bridgehead.

關(guān)鍵詞：土工格柵;橋頭跳車;施工標(biāo)準(zhǔn)

Key words： geogrid;bumping at bridgehead;construction standard

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）13-0160-02

0 引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)規(guī)模也隨之逐步擴(kuò)大。在修建高等級(jí)公路時(shí)路橋過(guò)渡段差異沉降所產(chǎn)生的橋頭跳車問(wèn)題也引起了人們的普遍關(guān)注。橋臺(tái)、臺(tái)背填土路堤之間的差異沉降是產(chǎn)生橋頭跳車的主要因素。為處理橋頭跳車問(wèn)題，必須重視過(guò)渡段差異沉降。同時(shí)合理選擇加固方法，規(guī)范施工工藝，做好施工質(zhì)量工作，只有這樣才能滿足路橋過(guò)渡段加固的目的。將土工格柵合理布設(shè)到施工段，可有效解決橋頭跳車問(wèn)題，加固橋頭路堤，為工程實(shí)踐提供科學(xué)、有效的依據(jù)。

1 橋頭跳車的成因

1.1 路堤填筑材料壓縮 橋臺(tái)臺(tái)背路堤填筑過(guò)程中，如填筑材料透水性較差，則將大大增加其空隙率，且含水量過(guò)高，這種情況下，填料顆粒間的空隙消除難度將大大增加。即便選取壓實(shí)機(jī)械施工，但其工作面有限，無(wú)法全部靠在構(gòu)造物上，待完成回填作業(yè)后，無(wú)法充分壓實(shí)靠在構(gòu)造物上的填土，導(dǎo)致局部填土仍具有較大孔隙度。隨著時(shí)間的不斷增加，加之各種因素的影響，回填路堤沉降問(wèn)題愈加嚴(yán)重。

1.2 路堤下天然地基沉降 一般都會(huì)在天然地基上修筑路堤，因其自身重力因素，土體沉量量與施工標(biāo)準(zhǔn)已符合，如將路堤修筑其上，則因路堤填土重力天然地基將產(chǎn)生附加應(yīng)力，局部土體在垂直荷載作用下，極易產(chǎn)生沉降。

1.3 路面排水設(shè)施不到位 因路面排水設(shè)施不到位，將出現(xiàn)路面積水問(wèn)題，順著路面裂縫、路橋連接位置雨水向路基內(nèi)不斷滲入，進(jìn)而出現(xiàn)沖刷路基填土的現(xiàn)象。除此之外，因雨水影響，填料將大量流失，進(jìn)而出現(xiàn)路基內(nèi)部填土不足問(wèn)題，在車輛長(zhǎng)期荷載作用下，路基沉降在所難免，最終導(dǎo)致橋頭跳車問(wèn)題產(chǎn)生。

1.4 橋臺(tái)和臺(tái)背填土連接位置剛度差異 通常都會(huì)選取混凝土澆筑橋梁及其輔助構(gòu)造物，其剛度較大。但臺(tái)背路基屬于半剛性結(jié)構(gòu)。連接上述兩種構(gòu)造物，則其剛?cè)嵝再|(zhì)、抗變形能力差異過(guò)大。待通車運(yùn)行一段時(shí)間后，臺(tái)背路基固結(jié)變形逐步加大，但橋臺(tái)沉降變形卻相反，在逐步減小。這種情況下，路橋連接位置沉降差也隨之增大，進(jìn)而產(chǎn)生橋頭跳車問(wèn)題。

2 工程概況

某橋梁工程總長(zhǎng)度為383m，屬于17孔鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁板橋，3孔連續(xù)梁為其主跨，20m簡(jiǎn)支梁為邊孔，總跨為8×20+28+35+28×2+5×20m。本施工段具有良好地質(zhì)情況，16到16.5m為基巖埋深范圍，砂礫、粗砂等為覆蓋層類型，2.1到4.4m為粉質(zhì)粘土厚度范圍。本工程屬于重力式橋臺(tái)，擴(kuò)大式淺基礎(chǔ)，選取砂礫回填臺(tái)后路堤。因施工工期緊張，及路堤自重影響，嚴(yán)重制約了地基沉降、路堤自重壓實(shí)變形完成時(shí)間，為此，必須做好橋頭跳車預(yù)防工作。

本工程將土工合成材料設(shè)置到橋頭路段路堤內(nèi)，以此對(duì)臺(tái)后路堤、錐坡整體性進(jìn)行有效提升，避免因地基不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車問(wèn)題。本工程選取剛?cè)徇^(guò)渡設(shè)計(jì)法，盡可能減少工后沉降。同時(shí)通過(guò)該處理方法的應(yīng)用，可及時(shí)消除橋頭搭板后二次跳車現(xiàn)象。

3 土工格柵作用機(jī)理

作為一種土工合成材料，土工格柵相比其他材料，具有較高強(qiáng)度及韌性。通過(guò)土工格柵的力學(xué)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)土體應(yīng)力擴(kuò)散的目的，并能進(jìn)一步提高土體剛度、抗拉強(qiáng)度，和土體形成復(fù)合土工結(jié)構(gòu)。從物理特性角度分析，作為一種聚合物，土工格柵利用聚合物擠壓作用，及將孔打在聚合物上，通過(guò)拉伸機(jī)單、雙向拉伸聚合物，以此重新排列聚合物分子，促使其產(chǎn)生較大矩形孔眼，形成平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)物。土工格柵的承載結(jié)構(gòu)主要包含4部分：縱肋、橫肋、結(jié)點(diǎn)與網(wǎng)格孔，以上四者作用各不相同。土工格柵具有較大網(wǎng)格孔徑，與網(wǎng)筋厚度相比，結(jié)點(diǎn)厚度較大。則相比其他土工織物，其具有更高強(qiáng)度，且使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)到良好隔離效果。

由加固作用方面分析，因土工格柵具有較粗網(wǎng)筋，則其強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)，進(jìn)而具有良好抵抗力。于土體而言，格柵網(wǎng)孔嵌鎖能力強(qiáng)，格柵和土體間產(chǎn)生的剪切阻力較大，能夠有效結(jié)合土工格柵和土體，提升抗剪強(qiáng)度。

與單向土工格柵相比，縱橫雙向受力為雙向土工格柵的受力特點(diǎn)。雙向土工格柵肋條較為剛硬，且具有較高結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度及良好平面抗扭剛度。一般以正方形作為格柵網(wǎng)孔形狀，且有厚邊肋條附著到孔周圍，進(jìn)而充分結(jié)合雙向土工格柵和土體，對(duì)土體顆粒移動(dòng)問(wèn)題加以有效制約。

4 土工格柵在橋頭跳車處理中的應(yīng)用

作為橋梁工程施工的核心內(nèi)容，橋頭跳車問(wèn)題研究極為重要。如過(guò)渡段差異沉降過(guò)大，將嚴(yán)重影響行車舒適性及安全性，導(dǎo)致大量人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失，進(jìn)而帶來(lái)巨大社會(huì)負(fù)面影響。為此，必須對(duì)橋頭跳車處理技術(shù)的選用加以重視。選取土工格柵處理橋頭跳車，不僅能夠增強(qiáng)地基強(qiáng)度，還能提升橋梁整體性及穩(wěn)定性，進(jìn)而促使路橋工程施工質(zhì)量的提升。

4.1 方案設(shè)計(jì)

U型重力式橋臺(tái)為本工程橋臺(tái)形式，兩側(cè)翼墻對(duì)臺(tái)后填土影響較大，壓實(shí)空間較小，無(wú)法充分發(fā)揮重力式壓實(shí)機(jī)械的作用。同時(shí)因地基基礎(chǔ)沉降等因素，選取雙向土工格柵結(jié)合橋頭搭板的處理措施，可有效避免橋頭跳車問(wèn)題產(chǎn)生。通常情況下，可在橋臺(tái)背墻或橋臺(tái)后路堤內(nèi)固定雙向土工格柵，盡可能降低路堤自重對(duì)地基的影響，減少附加應(yīng)力。

根據(jù)工程施工具體情況，要求將雙向土工格柵，共7層，合理設(shè)置到橋頭搭板下相應(yīng)范圍內(nèi)，聯(lián)結(jié)固定土工格柵一端和橋臺(tái)后預(yù)埋件，向路堤內(nèi)伸入另一端，降低路堤沉降量。延長(zhǎng)搭板后土工格柵6，將二次跳車影響消除。除此之外，還應(yīng)將雜填土質(zhì)粉質(zhì)粘土頂面清理干凈，路堤、橋頭錐坡則選取砂礫回填，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，合理確定回填工藝。

4.2 土工格柵施工

將一排間距為20cm的鋼筋勾埋設(shè)到臺(tái)背，待整平、壓實(shí)路基后，折回格柵3個(gè)網(wǎng)格以上，將一個(gè)鋼筋包裹起來(lái)，且在鋼筋勾內(nèi)掛好鋼筋，隨格柵選取鋁絲綁扎，且固定好格柵和臺(tái)背。如長(zhǎng)度較短，則應(yīng)做好搭接工作，且在2個(gè)網(wǎng)格以上控制搭接長(zhǎng)度。鋪平、拉緊格柵后，即可實(shí)施填土作業(yè)，一般選取無(wú)棱角的砂礫土作為填土，施工時(shí)應(yīng)選取裝載機(jī)按照“邊緣—臺(tái)背”的順序進(jìn)行施工，嚴(yán)禁直接對(duì)格柵進(jìn)行碾壓。30cm為填土厚度，完成整平作業(yè)后，即可進(jìn)行碾壓施工。

4.3 埋設(shè)土壓力盒

待填料碾壓施工結(jié)束后，應(yīng)保證其壓實(shí)度滿足壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，隨后進(jìn)行20cm預(yù)埋坑底挖設(shè)，要求將坑內(nèi)雜物，如塊石等清理干凈。隨后選取細(xì)砂進(jìn)行平整施工。完成上述作業(yè)后，即可將土壓力盒放入坑內(nèi)，并進(jìn)行淺槽開(kāi)挖，向邊坡外引出數(shù)據(jù)線，最后坑、槽填筑細(xì)砂，確保其平整后，即可進(jìn)行壓實(shí)施工。

4.4 分層沉降管安裝

完成路堤填筑作業(yè)后，即可進(jìn)行鉆孔施工，一般選取沖擊鉆即可，鉆深應(yīng)在地基50cm以下，146mm為孔徑。施工時(shí)應(yīng)依照土層分層實(shí)際情況，提前確定磁環(huán)間距，按照由下到上的順序進(jìn)行磁環(huán)安裝，并固定好其上端。隨后選取接管將沉降管與管之間做好連接，并通過(guò)螺絲錨固。鉆孔成孔（成孔允許偏差如表1）后，向孔內(nèi)緩緩放入沉降管，并將管蓋蓋上，隨后將護(hù)筒拔出，并將中砂灌滿孔、管間空隙，隨后向內(nèi)注水，保證其逐步下沉，當(dāng)其穩(wěn)定后，即可進(jìn)行測(cè)量，隨后固定管蓋。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，安全問(wèn)題是交通運(yùn)輸永恒的主題。在道路安全性能提升方面，施工技術(shù)的選擇極為關(guān)鍵。橋頭跳車是最常見(jiàn)的路橋病害問(wèn)題，如何降低損害，提高施工質(zhì)量意義重大。土工格柵作為橋頭跳車施工處理的主要方法，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)路橋施工質(zhì)量影響巨大。為此，必須全面了解橋頭跳車成因，規(guī)范施工工藝，提高施工質(zhì)量，推動(dòng)路橋工程持續(xù)、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李輝，梁建鋪，徐立興.橋頭跳車成因分析與防治新技術(shù)研究[J].華東公路，2015（04）.

[2]趙東，趙弘，呂世斌，姜利.填筑輕質(zhì)材料防治橋頭跳車施工技術(shù)初探[J].北方交通，2011（03）.

[3]侯天順，黃雄，李永鴻.高速公路橋頭跳車的機(jī)理與防治研究[J].路基工程，2007（02）.

[4]曠開(kāi)萃，黃宏偉.高等級(jí)公路橋頭跳車的綜合分析和防治[J].華東公路，2011（05）.

[5]馬強(qiáng)，肖衡林，李麗華，陶高梁.三向格柵加筋橋頭路堤的試驗(yàn)和數(shù)值模擬分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2013（S1）.

[6]孫偉.墊鄰高速公路橋涵臺(tái)背回填材料工程特性及回填質(zhì)量檢測(cè)研究[D].成都理工大學(xué)，2009.