浅谈高等级公路桥头跳车病害

刘冰斯

(黑龙江省公路勘察设计院)

浅谈高等级公路桥头跳车病害

刘冰斯

(黑龙江省公路勘察设计院)

摘 要:对高等级公路桥头跳车原因进行分析，提出有效解决桥头跳车的施工措施。

关键词:公路;桥头跳车;防治措施

1 成因分析

现行的公路桥涵规范中规定，简支梁桩基桥台的工后沉降量容许值为2.0cm，L为相邻墩台最小跨径长度，以m计，跨径小于25 m时仍以25 m计算。以25 m跨径的简支梁为例，该桥台的工后容许沉降为10 cm。而在实际的公路桥涵建设中，简支梁桩基桥台的设计容许沉降量比规范中要小得多，通常桩基桥台的容许沉降量为3 cm左右。同时在现行的《公路软土路堤设计与施工技术规范》中规定，高速公路、一级公路的工后容许沉降为:桥台与路堤相邻小于等于0.10 m;涵洞箱型通道处及过渡段小于等于0.20 m;一般路段小于等于0.30 m。

很显然，桩基桥台的轻微沉降要比软土地基路堤的工后沉降小得多，而正是这种沉降差造成了桥头跳车。桩基桥台是刚度很大的构造物，在施工结束时沉降已基本完成;而高填土路堤的刚度很小，它在车辆荷载的反复作用下产生较大的沉降变形，这是产生桥头跳车的主要原因。

路基沉降台后填料本身含有水分，存在孔隙。施工中无论采用什么措施、采用何种填料也不可能完全消除填料颗粒间的空隙，即压实度不可能达到100%。在填料自身及车轮荷载的反复作用下，路基填料逐渐被压缩，在通车后一段时间内产生压缩沉降;另一方面，台后填料及路基填土在竣工通车时并没有全部完成固结沉降，车辆荷载作用下土颗粒(填料颗粒)骨架会发生蠕动变形，它所产生的次固结沉降可以达到总沉降的10%左右，这也是桥头跳车的一个重要原因。

地质不均匀在工程地质勘察中，大约每隔100 m进行一次钻孔取样。

而修建高等级公路时，路基宽度很大，通常路堤顶面都在26 m以上，坡脚在40 m以上，同时引桥路堤的长度也可达上百米甚至更长。所以在如此大的范围内都按照一个点的地质勘察报告进行统一的设计和施工的话，必然会使桥头路堤产生不均匀沉降。

不合理的施工和设计软弱地基没有进行必要的处理，或在基底顶面未设置适当的排水设施，从而使路堤在通车后沉降过大;施工工序不当，比如在没有完成桥台的挡土墙之前就填土，填筑速度过快等;填料选择不当，填料的压实度特别是邻近桥台部分不符合要求;桥台路堤的联结处设计不合理，致使在车辆及雨水的作用下产生裂缝，使该处下部填料及基层受损，形成跳车。

其他原因桥台路提及锥坡范围内地基填前处理不彻底;台后压实度达不到标准，高填土引导路堤本身出现的压缩变形;路面水渗入路基，使路基土软化，水土流失造成桥头路基引导下沉或回填不及时积水而引起的桥头回填土压实度不够;工后沉降大于设计容许值;台后填料不当或填料含水量过大;软基路段台前预压长度不足，桥头堆载预压卸载过早，软基处理深度不到位，质量不符合设计要求等。

2 防治方法

2.1 重视桥头地基处理

采用先进的台后填土施工工艺，选用合适的压实机具，确保台背及时回填，回填压实度要达到或高于规范和设计要求。近年来，在处理软基时常采用二灰土桩进行加固。二灰土桩是在石灰桩、二灰桩的基础上，充分利用现场土体并掺合适量石灰和粉煤灰，对软弱地基进行处理的方法。二灰土桩是一种缓凝剂材料，它的强度和模量会随龄期而增长。二灰土桩具有很强的挤密作用和加筋置换作用。这种方法的造价比粉喷桩要低。

用二灰土桩处理台后软基时，也有桩长和置换率的考虑。其临界桩长为12 m左右。置换率的增大能减小加固区内的变形，但对桩端下软土层的沉降影响很小;比较好的置换率在15%左右。而对于含水量大于40%的软粘土采用二灰土桩处理时要谨慎，宁通一级公路南通段引河大桥桥头路堤采用的是二灰土桩处理，效果较好。其选择的二灰土施工配比是 m石灰∶m粉煤灰∶m土=1∶4.5∶4.5，含水量为 21%，实际成桩长6～7 m，桩距2 m，三角形布置，桩径0.55 m左右。

对该桥头软基加固后，总沉降量减少33%，工后沉降减少83%。

2.2 采用超轻质材料作路堤

改善地基性能，提高地基承载力，合理利用超轻质材料。在科学改善地基性能后，铺设轻质材料可以更有效地减轻路堤自重，降低地基应力，减少沉降并增大稳定安全系数，常用的轻质材料如粉煤灰等。现在广东等地开始试验推广的新型超轻质材料——泡沫聚苯乙烯块，其密度很小，抗压强度约为0.25 MPa，且吸湿性极小，耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯乙烯块，可大大减轻路堤体的重量，能成功地遏止桥涵连接路堤的过渡沉陷，从而避免垂直错位;另外还具有施工简便，不污染环境，能缩短工期等优点;同时还可以减少桥台等构筑物的土压力及侧向压力，从而减少构筑物的移动变位，改善结构物的稳定性。

2.3 台背回填处理

有针对性地选择台后填料。桥台后宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好、固结性好、变形小的填筑材料，如岩渣、砾石、砂砾等。同时，选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外，从而减缓雨水的危害，而且也有利于改善压实性能，使路基容易达到设计要求的密实度。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2 m、且与路基相接处按不大于1∶1设置斜坡或台阶，回填高度视路堤高度而定，一般取2～4 m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部(约50 cm范围内)设置水泥稳定料改善层次，使路堤体的刚度有所提高。一般稳定层结构是沿路堤纵向距桥台背约10 m长，用一定剂量(如4%～6%)的水泥进行稳定，并且远桥台端与路基相衔接处，采用1∶1设置斜坡。上述两种处理方式均能达到减少竖向变形和刚柔突变的成效。两种方式同时考虑，则效果更佳。我们在施工中采取砾石回填，还要保证足够的台前预压长度，分层重碾、洒水处理。要连续进行沉降观测，保证桥头沉降速率达到规定范围内再卸载。确保桥头基底处理深度符合要求，严格控制基底处理质量。还要做好桥头路堤的排水、防水工程，设置盲沟、挡墙欲留孔口滤水，合理与路基段衔接，达到规范要求。

2.4 路面处理

一是对桥台后路面结构进行重新设置(如设置桥台搭板)。在桥台后的填筑上方，设立搭板，大桥搭板长8～10 m，厚42～48 cm左右;中桥搭板长6～8 m，厚34～42 cm左右;小桥(涵、通道)搭板长5 m左右。其中用栓钉固定，栓顶的一半插入搭板，另一半插入台背中。栓的标号采用的是C25。二是采用过渡性路面。根据桥涵的长度和路基的沉降值等，在桥头一定长度范围内，铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成后，再改铺原设计永久性路面。常用的有预制水泥混凝土六棱砖、条石铺砌。半刚性过渡层或沥青表处过渡层。

中图分类号:U416.1

C

1008-3383(2011)06-0067-01

收稿日期:2011-03-08