淺析公路橋頭跳車產(chǎn)生原因及處治措施
摘要：本文針對(duì)橋頭跳車這一現(xiàn)象，從剛度差異、地基下沉、路堤壓縮沉降、施工措施不當(dāng)?shù)葞讉�(gè)方面分析了橋頭跳車產(chǎn)生的原因，并針對(duì)當(dāng)前存在的問題提出了處治對(duì)策。
關(guān)鍵詞：橋頭跳車,原因,處治
隨著公路的迅速發(fā)展，在公路建設(shè)中，橋頭出現(xiàn)的跳車現(xiàn)象，已成為公路的多發(fā)常見病害，嚴(yán)重影響行車的平穩(wěn)性和安全性，是目前軟土地區(qū)修筑公路的難題之一，也是公路修筑的一個(gè)急待解決的重要課題。
1橋頭跳車產(chǎn)生的原因
橋頭跳車是一個(gè)普遍的問題，形成的原因很復(fù)雜，影響因素也很多，如：路堤沉降、路基填料、橋臺(tái)型式、搭板長(zhǎng)度等。橋頭跳車的直接原因是橋臺(tái)與路堤的沉降差異。橋臺(tái)是剛性構(gòu)筑物，其下部一般都有樁基礎(chǔ)，因而橋臺(tái)的變形和沉降非常小;路堤和地基是柔性的，在荷載作用下都有較大的塑性變形，所以橋頭路堤的沉降比橋臺(tái)要大，造成了兩者的沉降差異。
1.1地基沉降
土質(zhì)不良，由此產(chǎn)生沉陷是橋頭跳車的主要原因。由于橋涵通常位于溝壑地段,地下水位較高,且多屬于軟弱基礎(chǔ),在路基營(yíng)運(yùn)荷載的作用下,使地基產(chǎn)生壓縮變形,形成地基沉陷。特別是由于軟弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、滲透系數(shù)小的特點(diǎn),地基沉降更為嚴(yán)重,并且需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能趨于穩(wěn)定。
1.2橋頭路基填料的影響
路堤在汽車荷載反復(fù)作用下，產(chǎn)生較大變形，包括塑性變形和彈性變形，其中主要是塑性變形。這種不可恢復(fù)的塑性變形是內(nèi)部土顆粒間的蠕變和側(cè)向變形造成的，這種塑性變形在車輛荷載反復(fù)作用下不斷積累，形成橋頭的沉降差。
1.3橋頭路堤滲水破壞
橋頭的差異沉降容易造成路面開裂，雨水下滲，浸泡路基，使填土的強(qiáng)度指標(biāo)大打折扣，易發(fā)生唧泥，噴漿等破壞。而跳車又加大了車輛荷載對(duì)路面和路基的沖擊力，如養(yǎng)護(hù)維修不及時(shí)，這種惡性循環(huán)會(huì)使破壞程度呈加速發(fā)展的趨勢(shì)。
1.4施工質(zhì)量控制不合理
施工工序不符合要求，若臺(tái)背填筑速度過快，沉降也較快，對(duì)臺(tái)背擋土墻等構(gòu)造物的擠壓相對(duì)較大。如果臺(tái)前護(hù)坡或擋墻砌筑不及時(shí)，則可能引起土體滑移，影響壓實(shí)機(jī)械作業(yè)效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危害橋基。臺(tái)背填土?xí)r，施工面窄而工期要求又較緊，靠近橋面部分的填土平面形狀不規(guī)則，如果缺乏適當(dāng)?shù)膲簩?shí)機(jī)具，采用人工夯實(shí)，則密實(shí)度難達(dá)要求;即使有壓實(shí)機(jī)械，由于受地形、便道、作業(yè)面及機(jī)械等的限制，橋頭填土壓實(shí)密度亦很難達(dá)到要求，特別是臺(tái)墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)填土，達(dá)到壓實(shí)密度要求更有一定的難度。沒有嚴(yán)格按“三分法”(分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè))施工，沒有嚴(yán)把填料質(zhì)量關(guān)等也會(huì)引起橋頭跳車。
2 防止橋頭跳車的技術(shù)措施
2.1 減少地基沉降的技術(shù)措施
(1)預(yù)壓處理:在擬建橋臺(tái)處，先填土預(yù)壓，待地基強(qiáng)度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結(jié)構(gòu)物。有時(shí)為了加速地基固結(jié)下沉，在填筑路堤時(shí)，還可預(yù)先把土填得比設(shè)計(jì)高度高一些，或加寬填土寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超填部分。這種預(yù)壓或超載預(yù)壓的方法，可以說是處理軟弱地基最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車問題，而且可以解決臺(tái)后填土的不均勻沉降問題。
在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)工期的情況來決定預(yù)壓的時(shí)間，再根據(jù)預(yù)壓時(shí)間來確定采用等載預(yù)壓還是采用超載預(yù)壓。在等載預(yù)壓可以滿足要求的情況下，盡量不要采用超載預(yù)壓法，以免造成棄土和倒運(yùn)。
(2) 地基加固處理:
1)用水泥粉煤灰，碎石樁是用水泥、粉煤灰、碎石加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，可以加固土壓減少地基沉降;
2)采用較質(zhì)材料，選用聚苯乙烯泡沫塑料(E-PS)填筑橋頭路基，不但可以降低地基附加應(yīng)力減少地基沉降量，而且還可以減輕由跳車引發(fā)的對(duì)地基的沖擊荷載。
就目前情況看，水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯，施工工期短，但費(fèi)用高;塑料排水板法加固效果好，工期較短，施工簡(jiǎn)單，經(jīng)驗(yàn)較為成熟，是目前處理軟基較為常用方法。
2.2嚴(yán)格控制填料質(zhì)量及填料材料選用：
橋臺(tái)后宜填筑內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，便于控制壓實(shí)質(zhì)量，減小路基壓縮沉降;同時(shí)，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外。
同時(shí)考慮到橋頭高填土自重較大，排水不利等因素，可選用輕質(zhì)、透水性材料，如珍珠鹽等，嚴(yán)格施工順利，保證填料質(zhì)量。
2.3設(shè)置完善的排水系統(tǒng)
水是造成路基病害的一個(gè)主要因素，因此必須重視路基與橋頭處的銜接設(shè)計(jì)，設(shè)置完善的排水系統(tǒng)及排水措施，以防止自然降水的滯留特別是對(duì)于用粘性土或石灰穩(wěn)定土填筑的臺(tái)背，更應(yīng)防止雨水進(jìn)入路基造成對(duì)臺(tái)背的病害。具體的排水設(shè)施包括，在臺(tái)背回填路段填筑施工前，在路基原地面設(shè)置成雙向的路拱橫坡，同時(shí)根據(jù)需要設(shè)置一定數(shù)量排水育溝，在臺(tái)背回填的頂面，設(shè)置防水層，防止路面結(jié)構(gòu)的滲水浸入臺(tái)背路基，加強(qiáng)臺(tái)背回填段路基兩側(cè)邊坡的排水設(shè)置，可在邊坡漿砌防護(hù)工程的下方設(shè)置防水土工布，把路基邊坡上的水排出。而對(duì)于用透水性材料填筑的臺(tái)背，也需要設(shè)置排水設(shè)施，特別是對(duì)于超高段的臺(tái)背回填，更應(yīng)設(shè)置較完善的排水系統(tǒng)，防止降水滲入臺(tái)背回填段路基造成對(duì)填料的沖刷。 2.4嚴(yán)格控制施工
合理安排好施工計(jì)劃，施工時(shí)符合規(guī)定，是有效減少橋頭跳車關(guān)鍵，應(yīng)遵循“早開工，工期長(zhǎng)一點(diǎn)”原則進(jìn)行，控制好填料質(zhì)量，盡量采用輕型材料，滲水性好填料。控制好每層填筑厚度，碾壓遍數(shù)，井對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)，特別是控制好壓實(shí)度。后臺(tái)連接處填土應(yīng)盡量與橋臺(tái)砌筑協(xié)調(diào)進(jìn)行，盡量使這些不易碾壓地方密實(shí)度達(dá)到要求，臺(tái)后最好按一坡度設(shè)置泄水盲溝，溝底用粘上夯實(shí)，以利排水。這樣，才能更好減少病害。
2.5橋頭搭板的設(shè)計(jì)
采用橋頭搭板來防止橋頭跳車是一種比較常見的處治方法。其原理是將與路堤銜接處因較大差異沉降引起的路面縱坡突變通過設(shè)置橋頭搭板進(jìn)行緩和過渡，將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi)，從而達(dá)到消除橋頭跳車的目的，搭板長(zhǎng)度的確定是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在實(shí)際應(yīng)用中，搭板長(zhǎng)度一般為8m左右，厚約為0.3m，雖然理論上不能滿足縱坡變化的要求，但搭板確實(shí)解決了橋臺(tái)背后填料難以壓實(shí)造成的問題，搭板連接了橋臺(tái)和路堤得以壓實(shí)的部分，越過了非壓密區(qū)。
2.6及時(shí)修補(bǔ)
當(dāng)橋頭處開始出現(xiàn)破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，否則會(huì)加速橋頭路面和路基的破壞，因?yàn)橐坏蝾^開始跳車，汽車荷載對(duì)路面的作用力要比沒有出現(xiàn)破壞時(shí)大2倍以上，及時(shí)修補(bǔ)，可以使跳車時(shí)車輛距路面的最大垂直距離減小，則可以大大減小路面的應(yīng)力，延長(zhǎng)路面使用壽命。同時(shí)對(duì)減緩橋頭跳車的發(fā)展有積極作用。
3 結(jié)束語
為防止橋頭沉陷而引起跳車、以及高填方段和填挖結(jié)合部因差異沉降而造成對(duì)路面結(jié)構(gòu)的不良影響，借鑒已建和在建公路在處理類似病害方面比較成功的工程實(shí)例，效果還是比較好的，但由于橋頭跳車從表面上看是由橋臺(tái)和路堤的沉降差造成，而實(shí)質(zhì)上影響工后沉降差的因素很多，由于施工中受到種種條件的制約，未能做到盡善盡美，還有很多未經(jīng)實(shí)踐的措施等待我們今后去研究和實(shí)施。
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