浅淡桥头跳车原因及防治措施

2011-12-30赵晓青王国伟

中国新技术新产品 2011年4期

赵晓青王国伟

（河南省济源市交通局勘察设计室，河南济源 454650）

1 桥头跳车的原因

桥头跳车产生的直接原因是刚性桥台结构物与柔性路堤连接处在行车荷载的反复作用下填土自身固结沉降过程中产生较大的差异沉降变形。影响桥头差异沉降的因素主要有：

1.1 各种特殊路基：如软土地基、湿陷性黄土地基、河流相冲击洪积物地基等。软土：软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土泛指淤泥及淤泥质土，淤泥一般呈欠压密状态，以致其孔隙比和天然含水量随埋藏深度很小变化，因而土质特别松软。淤泥质土一般则呈稍欠压密或正常压密状态。所以软土一般呈软塑状态，当其结构一经扰动破坏，就会使其强度剧烈降低甚至呈流动状态。湿陷性黄土：湿陷性黄土在一定的压力或自重压力下，受水浸湿后，土体结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形，地基沉降，导致地基强度降低和稳定性破坏。

1.2 路堤填料的类型：路堤填料如果选用渗水性差的材料，会引起排水不畅，使高填土引道不稳定，沉降大，从而导致跳车。

1.3 台背土冲刷流失：桥头路基两侧排水不畅、防水工程不完善也极易引起路基土的流失，引起桥头引道沉降而跳车。

1.4 桥头路堤渗水破坏：桥头的差异沉降容易造成路面开裂，路面水渗入路基，受浸泡的路基强度指标下降，地基土软化，造志引道路基下沉，导致跳车。

1.5 施工质量等：当前一些施工队盲目追求高速度，没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，对地基造成扰动和破坏，没有充分时间固结，对台背挡土墙等构造物挤压力大，施工时没有分层填筑、分层碾压、分层检测。用料质量差，压实度没有达到要求，机械使用不当等。都是造成桥头跳车的原因。

2 桥头跳车的防治措施

2.1 地基加固处理

为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需要对地基进行加固，尤其是特殊路基：

2.1.1 软土地基：软土属于高压缩、大变形地基，对该地基首先采用插塑料板、袋装沙井的超载预压等方法进行排水加固，其次根据填方路堤的压力计算，采用粉喷桩、高压旋喷桩、挤密桩等进行加固处理。其中粉喷桩就是以水泥作为固化剂，利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩，并吸收周围水分，经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体，它对提高软土地基承载能力、减少高填方地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果。高压旋喷桩是高压喷射注浆法处理地基的一种，是利用钻孔设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20Mpa左右的压力把预先制备好的水泥、水玻璃等材料作为主固化剂的浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合，经一定时间的凝固，便在土中形成圆柱状的具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而使地基承载力得到加强的一种工程方法。

2.1.2 湿陷性黄土地基：湿陷性黄土要做好防排水设计，采用强夯等办法进行加固。强夯法又称动力固结法或动力压实法，它是反复地将很重的锤提到一定的高度使其自由落下，给地基以冲击和震动能量，迫使土体孔隙压缩，土体局部液化，在夯点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土体重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基的强度及降低其压缩性，并消除湿陷性，改善地基性能。

2.1.3 河流相冲击洪积物地基：河流冲积物，使长年累月积累下来的，沉积物种类多，要充分分析其成份，做好设计，进行地基渐变加固。

2.2 桥头设计过渡段

即在一定长度范围内铺设过渡性路面或设置搭板，可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过过渡段至桥涵结构物上，车辆行驶不至于产生跳车。采用桥头搭板来防止桥头跳车是一种较为常见的处治办法。其基本思路是将桥台与路堤衔接处因较大差异沉降引起的路面纵坡突变通过设置桥头搭板进行缓和过渡，将路面纵坡变化控制在容许范围内，从而达到消除桥头跳车的目的。

2.3 桥头路基采用“玻璃纤维土工经编格栅”的办法处理

玻璃纤维土工经编格栅的作用机理：玻璃纤维土工布（格栅）复合材料是根据素土或沥青混合料特点而设计的，在土基和填料之间具有较高的内摩擦力，使填料-土工格栅-地基形成一个连续的整体，重新分布土基压力，均匀传递轴载，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，增强路基稳定性。

2.4 玻璃纤维土工经编格栅的特点

2.4.1 高抗拉强度和模量及低延伸率。玻璃纤维土工格栅以玻璃纤维为主要原料，而玻璃纤维的强度极高，它的双向强度可达120KN左右，超过任何高分子纤维甚至于金属；同时它有很高的的模量，使之具有很高的抗拉伸能力，断裂拉伸率小于4%；低延伸率增强了土体的自立稳定性，充分约束土颗粒的侧向位移。

2.4.2 无长期蠕变。作为增强材料，具备在长期荷载的情况下抵抗变形能力即抗蠕变性是极为重要的，玻璃纤维不会发生蠕变，这保证产品能够长期保持良好的物理性能。

2.4.3 热稳定性。玻璃纤维的熔点在1000℃以上，这确保了玻璃纤维土工格栅在摊铺作业中和以后的使用中能够承受高温的特性。

2.4.4 与土体的结合能力好。玻璃纤维土工格栅在后处理工艺中涂覆的材料是根据素土或沥青混合料特点而设计的，在土基和填料之间具有较高的内摩擦力，使填料-土工格栅-地基形成一个连续的整体，从而保证了它们之间的相容性和不会脱离，牢固地结合在一起。

2.4.5 物理化学性稳定，耐久性、抗腐蚀、抗老化能力高。经过特殊的保护处理后，玻璃土工经编格栅能够抵抗各类化学侵蚀和物理冲击，能抵御生物侵蚀和抗气候变化，保证了它的性能能够长期不受损失（国外玻璃纤维经编格栅应用资料表明，其使用寿命在120年左右）。

2.4.6 经济合理。土工经编格栅造价为每平方米十几元，如果采用水泥搅拌桩处理，每平方米要四十几元。此外，该工艺施工时简单，便于操作，大大缩短了施工周期，提高了效率。

2.4.7 抗脆裂、可预防；有利于路基排水。淤泥和粘性土一般含水量比较高,土壤疏松多孔，承载能力低，在载荷作用下易沉降变形，经过土工经编格栅处理后，它的网状结构有利于软土基的排水。

2.4.8 使路基具有良好的整体抗剪能力。由于格栅网眼的存在制约了颗粒材料的横向移动，形成了良好的镶嵌能力。

2.5 强化施工质量管理

提高桥涵两端路堤的施工质量，完善施工工艺、方法和强化管理。一定要严格控制施工，合理安排施工计划，施工时符合规定，控制好填料质量，控制好每层填筑厚度，碾压遍数，并对每层填筑质量进行检测，特别是控制好压实度。后台连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行，尽量使这些不易碾压的地方密实度达到要求。为适应桥涵端部路堤施工场地窄小、压实区域形状不规则而工期又紧迫的特点，应使用专用的小型压实机械。