公路工程中橋頭跳車的原因及防治

馬東霞

【摘要】在公路工程建設中，由于橋頭沉降導致出現的跳車現象，已成為公路與城市道路的最普遍的病害之一。橋頭縱坡一般較大，路基和橋臺又有沉降差，汽車在上下坡過程的安全性、舒適性就得不到保證，另外橋臺臺背伸縮縫、結構層路面在車輪荷載反復沖擊碾壓下容易造成破壞，引發交通事故。所以防止橋頭沉降具有非常重要的意義。

【關鍵詞】公路工程；橋頭跳車；分析與防治

一、橋頭跳車的原因分析

橋頭跳車是指公路橋頭由于橋涵構造物兩側與路堤填料銜接處的差異沉降而使路面出現顯著的縱坡變化，從而導致車輛通過時產生跳躍的現象。它與地基條件、填筑材料、施工機械設備以及施工工藝等諸多因素有關。具體如下：

1.1 路基沉陷

不良地質處理不當是造成橋頭跳車的主要原因。橋臺及臺后填方的地基一般情況為同一性質或同一類型的地層，但由于橋臺基礎通常都進行了加固處理，所以它的豎向沉降變形極小，而臺后填方的地基一般不進行加固，其豎向沉降變形都遠大于橋臺下的地基變形，特別是南方地帶多有深厚軟土，抗剪強度低，一旦受到擾動，天然結構易受破壞，強度便顯著降低，再加上橋頭路基填筑高度較大.產生基底應力相對較大，在車輛荷載作用下，更容易引起地基沉陷。由于地基的這種差異變形，反映到上部路面，就出現了橋臺和臺后填方段的差異沉降變形，以至形成臺階，造成橋頭跳車現象[1]。

1.2壓縮沉降

臺后填料一般為滲透性材料，存在著較多孔隙，加上施工時受施工作業方面影響，壓實機具不能過分靠近臺背，無法將填料顆粒間孔隙完全消除，在車輛荷載和自身重力作用下，填料迅速壓縮?？紫堵式档?，便在短時間內產生壓縮沉降而造成跳車[2]。有時在工程實踐中，雖然施工工序符合規定，壓實度也達到要求，但相關研究資料表明，路基填料本身的壓縮變形一般是路基填筑高度的1%，而高等級公路臺后回填高度一般都較高，因而臺后填土的壓縮變形也就相應較大，隨著時間推移，也會產生不可避免的沉降。

1.3施工不當

當前一些施工隊盲目追求高速度，沒有嚴格按施工規程作業，對地基造成擾動和破壞或使地基沒有充分的時間固結。臺背填土速度過快.對臺背擋土墻等構造物擠壓力大，施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測，三分法”施工。用料沒有把好質量關，排水措施沒有做好，壓實度沒有達到要求。這些人為因素使高填土引道不穩定.工后沉降大且不均勻。這是造成跳車現象主要原因之一。

1.4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，雨水會沿縫隙滲透，下滲水對橋臺一般不產生破壞作用，但對土類填料易產生浸蝕和軟化，特別對填方體壓實不夠，易產生侵蝕和軟化，降低強度，導致填方體變形。在外部車輛荷載沖擊作用下，必然造成橋頭路基沉陷[3]。

二、橋頭跳車的防治舉措

1.1軟弱地基處理

防治跳車現象發生最直接的辦法就是處理好橋頭的軟弱地基。國內為控制這一現象發生，通常對軟弱地基的處理方式要格外注意換填法、超載預壓、塑料排水板、噴樁復合法等的常規常用方法。而其中的水泥粉噴樁復合方法對軟土的處理更為有效，其施工周期較短，但是同樣費用較高；而超載預壓利用施工過程中對軟基的預壓荷載，實現處理控制好軟基的施工效果，但是 同樣施工周期較長，而相對塑料排水板加固其實行的加固效果更為明顯，而且施工流程更為簡單，因此，從綜合成本利益上來看，此處理方式較為實用。

1.2路基處理，臺背回填處理方式

臺后還可選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好的填料，選用這些填料有利于滲入的雨水沿排水設施順利排出，也有利于改善壓實性能，使路基容易達到設計要求的密實度。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向距橋臺背不小于2m、且與路基相接處按不大于1∶1 設置斜坡或臺階，回填高度視路堤高度而定。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部（約50cm 范圍內）設置水泥穩定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。一般穩定層結構是沿路堤縱向距臺背約10m 段，用一定劑量（如4%～6%）的水泥進行穩定，并且遠橋臺端設置不大于1∶1 斜坡或臺階。上述兩種處理方式均能達到減少豎向變形和剛柔突變的成效。銀川至古窯子高速公路就是同時考慮以上兩種方式，效果非常不錯。

1.3臺背回填處的壓實

橋涵路堤施工后如果出現沉降，會直接影響加大橋頭跳車現象發生的幾率，因此首當其沖的應該做好填筑路堤工作，一般處理方式可以對路堤進行預壓處理使其固結，而等到路堤沉降以后就可以把涵洞上的土方加以挖除。另外，在臺背填筑前，最好把橋涵頂面的排水設施工作做好；另外，臺背回填這道工藝過程的實施比較特殊，應格外注意橋臺銜接與路基的特殊位置，這里輾壓、壓實工作相對薄弱，工作較為困難，只有選定較小的臺北回填類的壓實機器設備進行到位的輾壓、壓實，但要注意每層的填筑厚度宜取12厘米左右進行反復壓實、輾壓多次，并且還要對每層處理的輾壓厚度進行嚴格檢查。

1.4路面處理

橋臺搭板的防治措施可以緩解跳車的現象發生，其簡單原理為在柔性路堤與剛性橋體結構中起到一個緩沖、緩解作用，搭板的鋪設可以使路堤的沉降幅度降低，即過渡到剛性橋臺上；至于搭板長度是由橋體上通行的車速與填土的高度以及施工后的沉降差所決定的，常規選取3-15m。值得注意的是，在搭板鋪設的同時，可能其受基層應力影響，基層接受面與墊層以及路基就會變形，而發生沉降，因此針對這種情況，筆者就此介紹以下兩種的防治措施：

1.4.1臺背填料中加設土工格柵

在橋頭一定范圍內的路基填料中按不同高度分層次的加設土工格柵。利用土工格柵抗拉能力強的優勢，增加路堤的抗拉、抗剪強度，提高路堤的整體性、穩定性，減小路基的不均勻度，能有效防止搭板的傾斜，從而減少橋頭連接段路基的不均勻沉降。

1.4.2搭板末端設置枕梁

在搭板末端設置枕梁支撐，并在枕梁下設置水泥攪拌樁，使枕梁及水泥攪拌樁共同參與搭板受力，防止或減小因搭板傾斜而造成的跳車現象。

1.4.3設置變厚式埋板

搭板尾端處理可以淺埋、加設后式埋板，從而在一定程度上可以實現避免二次跳車發生。埋板的長度可以設置加設為3-5m。瀝青的路面直接在搭板的末端加設厚式水泥混凝土就行，而如果是水泥混凝的話，就可以在搭板尾端、末端的接觸路面改成加厚式板；而在搭板、加厚式埋板以及埋板的下層，應采取荷載強度或者彈性量較高的結構建設材料，以保障橋臺與連接的路面銜接的剛柔層得傾斜變化，即水平與垂直方向的變化，從而提高橋體路面與結構之間的荷載能力與抗沖能力，進一步減少沉陷可能，規避緩解橋頭跳車以及二次跳車現象發生。

三、結束語

總之，解決橋頭跳車的問題是一項比較復雜的系統性工程，橋頭跳車歷來是公路建設中較為常見的一種路基病害問題。隨著我國經濟快速持續增長，預防和治理橋頭跳車是一項長期而艱巨的工作，需要設計、施工、監理和管理等各個單位共同努力才能完成。另外，應用各種新工藝、新設備、新材料、新技術，針對不同原因，提出方案，才能有效地避免橋頭跳車病害產生，不斷地改善行車條件，促進經濟發展 。