劉建偉

(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二師公路養(yǎng)護(hù)管理所，新疆 鐵門關(guān) 820000)

1 概 述

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，公路建設(shè)進(jìn)一步引起了社會更多的關(guān)注，大量的高等級公路逐步投入營運(yùn)使用。但從實(shí)際使用情況來看，普遍存在橋頭回填沉降這個(gè)問題，有的橋涵剛投入使用就出現(xiàn)嚴(yán)重的橋頭跳車現(xiàn)象，給行車和公路養(yǎng)護(hù)帶來了很大困難，影響了行車舒適與安全。因此橋頭跳車與臺背回填有著主要原因。

2 橋頭跳車原因淺談

2.1 從技術(shù)理論方面分析

剛性橋涵臺在行車荷載作用下，其自身可認(rèn)為無變形產(chǎn)生，只有一部分因地基固結(jié)和壓縮變形引起的整體沉降，而柔性路基填土除了地基原因還存在自身在雨水，溫度變化，荷載等作用下的彈塑性變形，導(dǎo)致了橋頭部位產(chǎn)生的相對沉降值超過了允許的極限，局部沉降差異大，產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。

2.2 從設(shè)計(jì)方面分析

(1)橋涵設(shè)計(jì)著重在結(jié)構(gòu)，地基承載力和穩(wěn)定性方面計(jì)算，對總體沉降只做規(guī)定，而路面設(shè)計(jì)是以彎沉或彎拉應(yīng)力作為控制指標(biāo)；路基設(shè)計(jì)又是以壓實(shí)度和填土高度來控制豎向變形。從抗變形能力即彈性模量來看，不論是輕型橋臺還是重型橋臺，其彈性模量均是臺后填土彈性模量的千倍左右，因此兩者在沉降方面產(chǎn)生了明顯的差異。所以，在路橋連接處是間斷不連續(xù)的，這種先天不足必然要引起受荷載后的不一致變形---跳車。

(2)從產(chǎn)生橋頭跳車的原因來看，主要是構(gòu)造物兩側(cè)的差異沉降引起，如何縮小構(gòu)造物與臺背回填土的差異沉降是解決橋頭跳車的關(guān)鍵，而臺背回填土壓實(shí)度是縮小差異沉降的一個(gè)方面。不同的材料在達(dá)到同一壓實(shí)度的條件下，在同一荷載作用下的塑性變形和次固結(jié)沉降不相同，強(qiáng)度低，剛度大，壓縮性大的材料其塑性變形大和次固結(jié)沉降大。

(3)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定用透水性好的材料作為臺背回填材料，雖然其剛度和壓縮性比粘性土要好，但由于其透水性，致使天然地基和相鄰路基土?xí)苤車鷿B透水、毛細(xì)水、路面滲水、橋臺沉降縫滲水等的浸濕而軟化，久而久之，造成臺背回填處土基和鄰近路基強(qiáng)度低，變形加大，使其不能處于較干燥的狀態(tài)下承載，造成跳車。

(4)設(shè)計(jì)中對臺背回填天然地基承載力沒有要求。

2.3 從施工方面分析

(1)回填處地基清理不徹底，有雜物、浮土等，沒有將基坑內(nèi)水抽干就開始回填。

(2)天然地基承載力低，沒有清除壓實(shí)度不夠的路堤填筑土。

(3)沒有根據(jù)臺背回填的施工特點(diǎn)明確具體的施工工藝要求，施工處于無序狀態(tài)或不科學(xué)，不規(guī)范的施工。

(4)施工管理難度大。由于臺背回填往往滯后于結(jié)構(gòu)物和路堤填筑施工，且點(diǎn)多、工程量小、比較分散、要求高填筑層次多，加之工程后期搶進(jìn)度，客觀上給施工管理帶來一定難度。

(5)質(zhì)量控制難度大。首先，由于臺背回填施工具有結(jié)構(gòu)層次多的特點(diǎn)，層層檢查，其工作量確實(shí)很大，是實(shí)際存在很多漏檢的現(xiàn)象，有些僅流于形式；其次，臺背回填壓實(shí)度檢測方法滯后，加之填料不均勻，或變化較大，其最大干密度難以控制，造成壓實(shí)度數(shù)據(jù)失真現(xiàn)象嚴(yán)重；第三，對臺背回填材料的技術(shù)指標(biāo)沒有明確規(guī)定，導(dǎo)致對材料的質(zhì)量控制無明確標(biāo)準(zhǔn)可以參照。

2.4 從受自然條件和外界因素分析

(1)臺體部分基本不受自然條件的影響而產(chǎn)生明顯變形，而臺背路基在自然條件—溫度和濕度的影響下有明顯變形。隨著路面路基材料中水分增加，土粒膠體的接觸點(diǎn)減小，液相膜增厚，從而降低土體路基的強(qiáng)度和顆粒間的結(jié)合力，在外界荷載的作用下，變形比較明顯，導(dǎo)致跳車。

(2)臺背填料一般為滲透性材料，存在著多孔隙，加上施工時(shí)受施工方面的影響，壓實(shí)機(jī)具不能過分靠近臺背，無法將填料顆粒間空隙完全消除。在車輛荷載和自身重力作用下，填料迅速壓縮，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降，路基土最終壓縮累積的變形反映到路面上就有一個(gè)凹槽，形成跳車。因此路基土在臺背處應(yīng)有較高的壓縮性。

(3)由于涵身相鄰的路基土縫隙的存在，加之涵身與相鄰路基土的豎向彈性及壓縮摸量的突變，在豎向移動車荷載的作用下，路基土在此出現(xiàn)了振動壓縮性，使得路基土與涵身的縫隙進(jìn)一步發(fā)展，這種情況對明涵更為明顯，由此可見臺背回填土的受力狀態(tài)決定了其必須具有較高的抗壓縮性，才可緩解或消除臺背跳車現(xiàn)象的發(fā)生。

3 橋頭跳車“剛?cè)徇^渡”的處治淺談

(1)采用半剛性穩(wěn)定土實(shí)現(xiàn)臺背回填剛?cè)徇^渡。根據(jù)橋頭臺背填土剛?cè)徇^渡的原理，在臺背回填范圍內(nèi)使用剛度介于路基土與構(gòu)造物材料剛度之間的某種半剛性材料 (如水泥穩(wěn)定土、 石灰穩(wěn)定土等)，自長度方向變化其厚度，使得臺背回填靠近構(gòu)造物厚，靠近路堤處薄。這樣可使臺背回填整體剛度從構(gòu)造物向路堤方向逐漸變小，其差異沉降也從構(gòu)造物向路堤方向逐漸過度，從而實(shí)現(xiàn)臺背回填處治的“剛?cè)徇^度”。

(2)根據(jù)橋頭臺背填土剛?cè)徇^渡的原理，在臺背地基處治，臺背填土完成，完善橋頭搭板設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提出在搭板枕梁下設(shè)置半剛性擠密樁來實(shí)現(xiàn)橋臺與填土的剛?cè)徇^度。半剛性擠密樁就是用擠密沖擊和震動土體成孔并灌填水泥穩(wěn)定礫石等半剛性材料和依靠樁周邊土體的約束形成的結(jié)構(gòu)。它的作用是提高路基的壓實(shí)度、強(qiáng)度、剛度和承載力，提高路基抵抗變形的能力，從而減小橋頭搭板枕梁的沉降，并使之成為剛性橋臺與柔性路基之間剛度和沉降過度區(qū)。從而減少或消除橋頭跳車。

4 臺背回填施工中防止橋頭跳車質(zhì)量控制要求

(1)徹底清淤，將橋頭所有含量超標(biāo)準(zhǔn)的土壤完全清除，直到符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為止，消滅填料不合格帶來的隱患。當(dāng)原地表為含水較大的淤泥質(zhì)土層或用鉆孔樁施工時(shí)，泥漿排放不合理，淤泥在錐坡及臺后路基位置處沉積，要對其進(jìn)行徹底清理。如果在這部分土層上填筑土方，隨著淤泥中薄膜水的蒸發(fā)或自由水的轉(zhuǎn)移，液相減少，體積收縮，上層土體必然會沿著軟泥層產(chǎn)生滑移出現(xiàn)沉降，引起橋頭錯(cuò)臺。因此清淤這一程序不容忽視，必須完全徹底清淤。

(2)在軟弱地基上，橋涵多采用深基礎(chǔ)或地基加固處理，其沉降量相對較小，而橋頭路基往往達(dá)不到與橋涵相同標(biāo)準(zhǔn)，因而沉降相對大一些，因此兩者工后沉降量要求也不相同，為減少工后沉降消除跳車隱患，必須事先對軟基進(jìn)行處理。

(3)材料選擇，橋涵構(gòu)筑物臺背回填應(yīng)選擇適宜的材料并通過檢驗(yàn)，除設(shè)計(jì)文件另有規(guī)定外，一般應(yīng)盡可能采用砂類土或滲水性土。當(dāng)采用非滲水性土?xí)r，應(yīng)在土中加入石灰、水泥等穩(wěn)定材料進(jìn)行處理。所用機(jī)具應(yīng)適應(yīng)回填操作空間，若不適應(yīng)宜大型壓路機(jī)碾壓時(shí)，應(yīng)盡量采用小型手扶鎮(zhèn)動夯或手扶振動壓路機(jī)壓實(shí)。

(4)橋涵構(gòu)筑物臺背填土范圍：按照規(guī)定臺背填土順路線方向長度，頂部為翼墻墻尾端不小與臺高加2 m；底部距路基礎(chǔ)內(nèi)緣不小于2 m；拱橋臺背填土長度不應(yīng)小于臺高的3～4倍；涵洞填土長度每側(cè)不應(yīng)小于2倍孔徑長度。

(5)橋涵構(gòu)筑物臺背回填應(yīng)適時(shí)分層回填壓實(shí)，分層厚度一般規(guī)定每層15 cm，并應(yīng)在橋臺背墻或明顯地方標(biāo)明高度逐層填筑、逐層碾壓檢測。檢查頻率每50 m2檢查1個(gè)點(diǎn)，不足50 m2時(shí)至少檢查1個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)都應(yīng)合格。

(6)橋臺、涵身背后和涵洞頂部的填土壓實(shí)度，從填方基地或涵洞頂部至路床頂面均與路基標(biāo)準(zhǔn)相同。

(7)回填處如有泄水孔或其它構(gòu)筑物時(shí)，一定要按設(shè)計(jì)要求或設(shè)置碎時(shí)、粗砂或礫料層以變達(dá)到泄水孔處過濾作用。

(8)回填鋼筋混凝土圓管時(shí)，必須注意兩邊對稱同時(shí)進(jìn)行，直至管頂?；靥頃r(shí)特別注意管道兩側(cè)掖下的回填壓實(shí)，回填鋼筋混凝土蓋板涵時(shí)，只有在蓋上蓋板后才能進(jìn)行回填。當(dāng)客觀情況需要兩側(cè)不均勻填筑時(shí)，必須等到涵臺(墻)的混凝土或圬工砌體的砂漿達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后才能進(jìn)行。

5 風(fēng)積沙作臺背填料的探討

5.1 風(fēng)積沙臺背回填濕振方法

回填工作面的處理與傳統(tǒng)并無兩樣，每層松鋪風(fēng)積沙20～40 cm，盡可能使頂面水平，用可飲用或罐溉水泡透填料，為了可服填沙邊坡松散、不易成型的弱點(diǎn)，便于邊坡植被，臺后回填部分橫向外側(cè)兩邊，用不透水的土堵。不讓水流失，水面高出風(fēng)積沙頂面5～10 cm，用砼振動棒以振搗砼的方法振密風(fēng)積沙，爾后排出風(fēng)積沙表面的自由水(風(fēng)積沙中的植被雜草和粉粘粒盡可能的要清除)，經(jīng)取樣檢測合格后以同樣方法進(jìn)行上層的回填。

5.2 風(fēng)積沙作臺背填料的可行性

因風(fēng)積沙的顆粒級配很均勻(級配不良)、顆粒很細(xì)、細(xì)觀上其顆粒有較好的磨圓度，顆粒多呈次圓狀。如此在砼振動棒的振動作用下，沙顆粒上下翻動，在翻動過程中。沙顆?？偸浅障兜奈恢靡苿樱蚨捷^小的沙顆粒得以填充到粒徑較大的顆粒產(chǎn)生的空隙中間，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)積沙顆粒的重新排列，進(jìn)而達(dá)到了極大的密實(shí)度，并切這種極大的密實(shí)度在回填土的各個(gè)位置均衡一致，完全滿足了回填土具有較高的抗壓縮性的要求。加水濕振，一是可增加沙粒間的潤滑作用；二是增加沙顆粒跳動的阻力，不至使沙粒的跳動過大，較小的顆粒不能填充進(jìn)入空隙或形成新的空隙。

6 結(jié) 語

新疆兵團(tuán)二師塔里木墾區(qū)公路建設(shè)凡遇到臺背回填勻采用上述方法進(jìn)行施工，塔里木墾區(qū)團(tuán)場未出現(xiàn)橋臺跳車的現(xiàn)象。由此可見風(fēng)積沙作臺背回填施工質(zhì)量控制措施是切實(shí)可行的，能達(dá)到預(yù)期的效果。