公路橋（涵）接縫處跳車問題的施工及防治措施

劉英春

（中國水利水電第十三工程局有限公司，山東 德州 253015）

1 橋頭跳車原因分析

橋頭跳車是由于橋臺與其后路基沉降不均勻造成了橋臺和路基頂面的沉降差而產生的。當沉降差超過2cm以上時，將使此處的路面斷裂，從而使行車產生明顯的顛簸和不適。分析形成沉降斷裂的原因，主要是由于高等級公路橋臺基礎一般采用樁基礎，樁尖落到持力層，其沉降量甚小，設計控制工后的沉降量一般為 2cm～3cm，而其后的臺背回填因地基沉降和臺后填料本身的壓縮變形，從而使橋臺和路基產生不均勻沉降，造成路面和橋臺的高程突變，形成橋頭跳車。而路基沉降的原因主要有以下幾個方面：

1.1 橋(涵)臺臺背路堤壓實度不滿足要求

從公路工程建設可知,幾乎所有的橋(涵)梁、通道和明涵都要求臺背填土處治,而臺后填土壓實度由施工用料、機械設備、施工順序、施工經驗、施工作業面等工程管理因素的影響。施工過程涉及各個方面,從公路施工調查結果可知,臺背填土普遍存在壓實不足的問題,這是造成路橋(涵)過渡段不均勻沉降的基本原因之一,另外,在公路營運過程中,路基在車輛荷載以及自然因素作用下,會形成土基塑性變形的積累導致路橋(涵)之間的差異沉降,從而影響公路路面的平順程度。

1.2 橋(涵)頭路堤邊坡防護措施不妥

從公路橋(涵)頭路堤的施工可知,臺背路堤填土常采用砂類、滲水性土作為填料,不考慮防水和排水設施,通常,對橋(涵)臺處于長期浸水路段,采用漿砌片石護坡,而其他橋(涵)臺路段,只在錐坡范圍設置漿砌片石護坡。臺背設置防格網草護坡或草皮護坡,但是,從公路改建、水毀和收尾工程偵查過程發現,許多橋(涵)頭路堤沉降較嚴重的地方,長伴隨錐坡和護坡水毀,分其原因,雨水對路堤的沖刷和侵蝕防格網草防護等路堤邊坡防護措施未能起到保護路基免受雨水侵害的作用,所以橋(涵)頭路堤邊坡防護措施及臺背防水和排水設施的不適當,促使臺背填土流失,路基強度降低,在行駛車輛長期作用下,過渡段填土塑性變形,誘發橋(涵)頭路堤不均勻沉降,出現橋(涵)頭跳車現象。

1.3 橋(涵)頭搭板設計欠妥

在公路工廠建設中,橋(涵)頭過渡段多采用搭板結構,而設置搭板后的橋(涵)頭跳車現象依然存在,分析其原因有兩方面:第一,根據橋(涵)梁的長度,橋(涵)頭設置搭板長度分為:大中橋(涵)搭板長度為8m,小橋(涵)及涵洞搭板長度為5m。而在施工中橋(涵)頭路堤處于高填方,路橋(涵)間相對沉降量大,而搭板長度不足以起到順接作用,車輛行駛時往往出現橋(涵)頭跳車現象;第二,搭板強度不夠,產生斷板引起橋(涵)頭線形突變,出現橋(涵)頭跳車。

2 加強路橋(涵)過渡段的施工組織設計

2.1 如果施工方案和施工組織設計的質量不高,就難以保證在預定的成本范圍內,按期交工和確保工程質量。因此,對于施工方案和施工組織設計必須達到以下要求:(1)要講究科學的編制程序和方法;(2)編制時進行技術經濟分析和比較,做到設計優化,除了在施工方案和施工組織設計的質量保證,還要做好檢查施工準備工作的質量,做好施工人員的技術交底工作,材料的質量控制和機械設備的質量保證。過渡段的施工組織設計應該有利于減少路橋(涵)間的沉降差,在橋(涵)臺結構完成后盡快安排過渡段陸地與一般填土路堤的施工,使用同樣壓實能量的壓實機械把過渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進行填筑碾壓,分層填筑時,每層松鋪厚度必須控制在15cm內,并在臺背墻上劃上記號,以保證厚度的均勻性,方便施工人員檢查。在路堤和橋(涵)臺連接部位,路堤與錐坡預壓填土應同步填筑碾壓,使用大型機械碾壓困難時可改用小型振動機充分壓實。

2.2 實施臺背路堤填筑之前,要有目的地選擇施工路段的填料,對要采用的各種土壤做對比試驗,其試驗項目包括:(1)土壤的液限和塑限聯合測定,實施篩分和擊實試驗;(2)不同土壤在相同壓實機具下達到同等壓實度時的壓實變數和松鋪厚度的關系,從試驗結果比較各種土壤的技術指標,選出最適宜的土壤作為填料;(3)從經濟角度考慮,以就地取材為主,就地取材不僅經濟而且取材方面不誤工,材料的選擇原則上應選用較大的砂類土或滲水性好的材料,這樣的材料強度高,容易壓實,當采用非滲水性材料時,應在土中摻加外加劑,如石灰、水泥等,嚴禁使用淤泥以及含草皮、樹根和其他雜物的土作為填料。

3 減少橋頭跳車的措施

3.1 地基預壓處理

預壓處理就是在擬建橋臺處，先填土預壓，待地基強度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結構物。有時為了加速地基固結下沉，在填筑路堤時，還可預先把土填得比設計高度高一些，或加寬土寬度，待沉降穩定后再挖除超填部分。這種預壓或超載預壓的方法，可以說是處理軟弱地基最有效、最經濟的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車問題，而且可以解決臺后填土的不均勻沉降問題。

3.2 地基加固處理

地基加固處理是最有效的防治橋臺跳車的方法之一，尤其是軟弱地基。由于地基加固的費用占總投資的比重很大（約三分之一以上），所以，要認真選取經濟、有效的加固方案。

根據筆者多年監理經驗，對正常壓實的軟粘土而言，首先應考慮采用排水固結措施，如插塑料排水板等方法，通過設置來改善地基的排水條件，縮短排水途徑，使地基承受附加荷載后，排水固結過程大大加快，進而使地基強度得以提高。這種方法既經濟又有效。如果屬于軟弱地基，除了常規的排水固結措施外，更多的是采用攪拌樁、擠密樁等深層復合地基法來提高土的強度與穩定性，使橋頭路基盡量連續平穩過渡。

3.3 合理使用填筑材料

由于土的內摩擦角較小，加之壓實質量的影響，所填路基的壓縮沉降-般較大。因此，橋臺后的回填應選用摩擦角大、強度高、透水性好的填料，如砂礫、礫石、連續級配碎、石灰穩定土等，并且壓實速度快，加載后能在短期內完成變形。在筆者所參與的高等級公路工程的監理過程中，后臺填土多采用輕質填料，常用的材料為粉煤灰，其目的就是減少填方容重，減輕填方土體對地基的壓力，從而達到減少地表以下土層排水固結產生的沉降。

3.4 提高填筑材料的壓實度

影響路基壓實效果的主要因素有含水量、碾壓層的厚度、壓實機械的類型和功能、碾壓遍數以及地基的強度等。

首先要調整填筑材料的含水量，由擊實試驗所得的擊實曲線圖有一峰值，此處的干容重為最大，稱為最干容重，與之對應的含水量則稱為最佳含水量。只有在最佳含水量的情況下壓實效果最好。同時其壓實的土水穩定性最好。所以對含水量過大的土，可采用翻松晾曬或均勻摻入石灰來降低含水量；對含水量過小的土，則灑水濕潤后再進行壓實。其次，壓實機械對一定含水量填筑材料的壓實狀態有很大影響。填土分層的壓實厚度、壓實遍數和壓實機械類型、土的種類和壓實度要求有關，應通過試驗來確定。一般20-30t的中型振動壓路機應碾壓3～4遍，每層壓實厚度不超過20cm。此外，壓路機行駛速度也大有講究，既不過慢也不過快，各種壓路機械的最大速度不宜超過4km/h。碾壓開始宜且慢速，隨著土層的逐步密實，速度逐步提高。壓實時的單位壓力不應超過土的強度級限，否則土體將會遭到破壞。開始時土體較疏松，強度低，故宜先輕壓，隨著土體密實度的增加，再逐步提高壓強。另外，路堤施工時邊緣往往壓實不到，仍處于松散狀態，雨后容易滑坍，故兩側可采取多填適當寬度，壓實工作完成后按設計寬度和坡度予以刷齊整平。

3.5 正確設置土工合成材料

由于土工格柵具有抗拉強度的特點，而無紡針刺類土工布具有排水效果較好的特點。因此，在滬蘆10標工程范圍內，每座橋接坡都普遍使用了土工布和土工格柵。合理設置土工合成材料，既可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基承載能力，同時也不影響排水。所以監理主要采取了以下一些控制措施：

土工布的質量控制。規范要求土工布的單位面積質量為300g/m～500g/m，強度按用途分類為3個等級?？紤]到土工布的不同材料和工藝，其力學性能存在差異較大的情況，要求土工布單位面積質量不小于400g/m2，其縱向抗拉強度不小于20km/m，滿足握持強度≥1100N，撕裂強度 ≥400N，刺破強度≥400N，CBR頂破強度≥2750N的土工布，要求采用聚脂長絲針刺型。只有這樣，土工布才能起到明顯的隔離層作用。

考慮到土工布的排水效果與土工布的厚度有密切關系，選用的土工布太薄，透水能力就低。為此，要求選用克數較大的土工布，最好為400g/m～500g/m。

4 結束語

在路橋(涵)過渡段,由于橋(涵)臺和路堤之間存在強度漸變段產生不均勻沉降,出現橋(涵)臺跳車現象,是公路工程中的一個突出現象,必須根據工程實際,進行全過程的系統的科學管理,加強結構設計,加強控制施工中的各個環節工序的工程質量,從思想上認識質量的重要性,從技術上加強管理,從客觀上制定一套科學的管理程序,就能減少過渡段的不均勻沉降,從而減輕橋(涵)頭跳車現象,提高社會經濟效益。

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