公路橋頭跳車(chē)的原因和監(jiān)理防治措施探討
[摘要]減少橋頭跳車(chē)，監(jiān)理主要監(jiān)控橋頭地基預(yù)壓處理；正確使用設(shè)置土工合成材料；地基加固處理；提高填筑材料的壓實(shí)度；合理使用填筑材料等。
[關(guān)鍵詞]沉降；跳車(chē)；監(jiān)理；防治�！�
隨著高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，在公路建設(shè)中，橋頭出現(xiàn)的跳車(chē)現(xiàn)象，已成為高等級(jí)公路的多發(fā)常見(jiàn)病害，嚴(yán)重影響行車(chē)的平穩(wěn)性和安全性，是目前軟土地區(qū)修筑高等級(jí)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。橋頭產(chǎn)生跳車(chē)的主要原因是橋頭與路基的沉降差所致，它與地基條件、填筑材料、施工機(jī)械設(shè)備以及施工工藝等諸多因素有關(guān)。
1公路橋頭跳車(chē)的起因分析
橋頭跳車(chē)是由于橋臺(tái)與其后路基沉降不均勻造成了橋臺(tái)和路基頂面的沉降差而產(chǎn)生的。當(dāng)沉降差超過(guò)2cm以上時(shí)，將使此處的路面斷裂，從而使行車(chē)產(chǎn)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(jí)公路橋臺(tái)基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)，樁尖落到持力層，其沉降量甚小，設(shè)計(jì)控制工后的沉降量一般為2cm～3cm，而其后的臺(tái)背回填因地基沉降和臺(tái)后填料本身的壓縮變形，從而使橋臺(tái)和路基產(chǎn)生不均勻沉降，造成路面和橋臺(tái)的高程突變，形成橋頭跳車(chē)。
由此可見(jiàn)，橋頭跳車(chē)的原因主要是路橋的沉降差所致；而引起路橋沉降差的主要原因，是由于臺(tái)后路基的沉降所產(chǎn)生的。而路基沉降的原因主要有以下幾個(gè)方面：
1．1地基沉降
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。同時(shí)，由于高等級(jí)公路多為全封閉、全立交，為了滿(mǎn)足被交公路、航道等凈空的要求，橋臺(tái)后的路基高度一般都較高。因此，產(chǎn)生的地基應(yīng)力相對(duì)較大，更容易引起地基沉降，從而導(dǎo)致橋臺(tái)后的路基隨地基在一定時(shí)間內(nèi)逐漸下沉。
1．2臺(tái)后填料的壓實(shí)問(wèn)題
高等級(jí)公路臺(tái)背回填的壓實(shí)，雖然采用了重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)度要求在95％以上，但是有些工程的臺(tái)后填料采用的是砂類(lèi)土或透水性材料，這些材料孔隙率大，所含的水分多，尤其在自重及車(chē)輛荷載的作用下，孔隙率逐漸降低，臺(tái)后填料在一定期限內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形，根據(jù)試驗(yàn)及相關(guān)研究資料表明，路基填料本身的壓縮變形為路基填筑高度的1％。大家知道，高等級(jí)公路臺(tái)后回填高度一般都較高，因而臺(tái)后填料的壓縮變形也就相應(yīng)較大。更何況在臺(tái)后回填施工時(shí)，由于一些施工單位的質(zhì)量意識(shí)淡薄，往往達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)遍數(shù)，這樣壓實(shí)度就很難保證在95％以上，從而為以后的壓實(shí)變形留下了很大的空間，這也是工后填料壓實(shí)變形很大而導(dǎo)致臺(tái)后沉降的主要原因。
加上受工期、動(dòng)拆遷等一些客觀因素的影響，有些工程中的臺(tái)后回填要等到橋臺(tái)施工完成后，才能進(jìn)行填筑。因此，壓路機(jī)要受到橋臺(tái)的限制，碾壓困難，對(duì)緊靠臺(tái)后的填土難以碾壓到位，尤其是對(duì)于肋式橋臺(tái)、U型橋臺(tái)等受尺寸的限制，有的壓實(shí)機(jī)械根本進(jìn)不去，導(dǎo)致漏壓、壓不實(shí)等現(xiàn)象，使臺(tái)后填土的壓實(shí)度嚴(yán)重不足，盡管使用小型夯實(shí)設(shè)備補(bǔ)夯，也難以達(dá)到規(guī)定要求，因而增加了臺(tái)后填料的壓縮變形。
2減少橋頭跳車(chē)的措施
2．1地基預(yù)壓處理
預(yù)壓處理就是在擬建橋臺(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(shuō)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(chē)問(wèn)題，而且可以解決臺(tái)后填土的不均勻沉降問(wèn)題。
以湖南常德至臨澧一級(jí)公路為例，該工程于2003年3月開(kāi)工，路基填土于2003年9月基本完成，經(jīng)過(guò)一年的預(yù)壓周期，路基壓實(shí)度和路基工后沉降均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在地基預(yù)壓處理中，監(jiān)理建議采取了以下預(yù)防措施，從而確保了工程質(zhì)量。
(1)分級(jí)加載控制標(biāo)準(zhǔn)。路堤中心線(xiàn)地面沉降速率不大于1．0cm／晝夜，坡腳水平位移速率不大于0．4cm／晝夜。若超過(guò)這一數(shù)值則立即停止填筑，直到沉降及位移速率小于控制標(biāo)準(zhǔn)方可繼續(xù)施工。
(2)超載卸載控制標(biāo)準(zhǔn)及路槽開(kāi)挖時(shí)間的確定。超載填土路堤的預(yù)壓期大于設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)間且路堤中心線(xiàn)地面連續(xù)3個(gè)月沉降速率小于0．8cm／月方可卸除超載，繼而進(jìn)行路槽開(kāi)挖。
(3)在預(yù)壓期內(nèi)不應(yīng)在路堤上做任何工程，只允許添加由于沉降而引起的附加填土。當(dāng)路堤中心點(diǎn)沉降大于20cm后，必須及時(shí)補(bǔ)償填土至設(shè)計(jì)所要求的超載預(yù)壓高程。
(4)路堤堆載施工前應(yīng)做好排水溝、集水井等施工排水措施，保證基底干燥，并設(shè)置永久性平面和高程控制基點(diǎn)。
(5)路堤填土前須清除地表雜草、樹(shù)根、農(nóng)作物等。如遇水田挖溝疏干，挖除表層淤泥、腐植土等。挖除原地面20cm耕植土后按4．0％～5．0％的坡度構(gòu)筑路拱，路拱采用符合規(guī)范要求的粘性土，壓實(shí)度大于90％。
(6)超載土方頂面應(yīng)保持4．0％的橫坡以利于排水；設(shè)計(jì)路面為單向橫坡的超高路堤路段，超載土方頂面應(yīng)保持與設(shè)計(jì)路面同樣坡度的單向橫坡。
(7)路堤與橋臺(tái)銜接部位，路堤與橋臺(tái)前預(yù)壓填土應(yīng)同步填筑與碾壓，分層碾壓厚度控制在15cm，壓實(shí)度滿(mǎn)足規(guī)范要求。
(8)基底放寬和施工坡度。為保證堆載預(yù)壓結(jié)束后路堤削坡成型，路堤正常填筑時(shí)要求施工單位應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求確定適當(dāng)?shù)倪吰缕碌准訉捔亢拖鄳?yīng)的施工坡度。
2．2地基加固處理
地基加固處理是最有效的防治橋臺(tái)跳車(chē)的方法之一，尤其是軟弱地基。由于地基加固的費(fèi)用占總投資的比重很大(約三分之一以上)，所以，要認(rèn)真選取經(jīng)濟(jì)、有效的加固方案。
根據(jù)筆者多年監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)正常壓實(shí)的軟粘土而言，首先應(yīng)考慮采用排水固結(jié)措施，如插塑料排水板等方法，通過(guò)設(shè)置來(lái)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(jié)過(guò)程大大加快，進(jìn)而使地基強(qiáng)度得以提高。這種方法既經(jīng)濟(jì)又有效。如果屬于軟弱地基，除了常規(guī)的排水固結(jié)措施外，更多的是采用攪拌樁、擠密樁等深層復(fù)合地基法來(lái)提高土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，使橋頭路基盡量連續(xù)平穩(wěn)過(guò)渡。
