桥头跳车的原因及防治措施

2013-04-16冯承刚

交通运输研究 2013年24期

冯承刚

（承德市京承高速公路建管处，河北承德 067000）

0 引言

桥头跳车是一种常见的现象，主要是指由于存在桥台与路堤连接处沉降不均匀产生的错台，在公路上行驶的车辆行驶到桥台与路堤连接处时，会发生剧烈颠簸跳动。桥头跳车会导致驾乘人员的舒适感下降，道路通行能力降低，服务水平下降，严重的还可能导致车辆损坏、翻车等后果。

1 桥头跳车的原因

1.1 桥头地基不良

桥头跳车产生的主要原因是桥头地基沉陷与桥台沉降有较大差异。而桥头地基土质不良是导致地基沉陷幅度大且历时时间长的主要原因。一般情况桥涵所处位置地下水位高，天然含水量高于液限值，孔隙比大，压缩性强，抗剪强度低。地基在受到干扰的情况下，天然结构会受到破坏，地基强度会有明显下降。桥头路基填筑高度较大，稳定性更差，沉降也会更容易发生，并且这种沉降变形会持续很长时间。

1.2 填料压缩沉降

台背填料具有渗透性强、填料间空隙大的特点，而其所处的位置一般压实机具没有办法非常靠近，所以无法完全消除填料间的空隙，压实度达不到规定要求，并且随着公路建成运营过程中行车荷载的反复作用以及土体自重的作用，填料会被压缩密实，孔隙率降低，最后产生沉降，形成桥台与路堤间的错台。

1.3 施工安排不当

在工期紧张的情况下，会采取路基桥涵同时施工的措施，尤其是在台背回填工作的施工工艺上，没有按分层填筑、分层碾压、层层检测的“三分法”进行施工，压实度达不到要求，并且在没有经过充分固结即通车使用，在车辆荷载的作用下，施工中所产生的弊端问题很容就会显现出来：经过固结后台背会有较大沉降，并且不均匀，很容易造成桥头跳车现象。填料的要求不严格、台背排水考虑欠佳、基坑清理不彻底等人为因素也是桥头跳车产生的重要原因。

1.4 桥台与台背填土的刚度差异

桥台一般是钢筋混凝土浇筑而成，整体刚度大；路堤是一种弹塑性结构，柔性大，刚度小。所以桥台与路堤之间存在着明显的刚度变形，在行车荷载的作用下，这种刚度差异会引起桥台与台背填土之间产生较大的塑性变形的刚度突变，从而加剧了两部分的沉降差异，产生了桥头跳车现象。

2 解决桥头跳车的具体措施

2.1 处理好台后软弱地基

台后不良地质路段，在强度、稳定性以及承载力达不到规定要求的情况下不能进行路堤填筑。在此之前必须采取一定的处理措施。目前常用的软弱地基处理方法有：换填法、超载预压、塑料排水板、袋装砂井、片石挤密、强夯（重夯）法、粉喷桩复合地基等。

换填法是软弱地基处理中最常用的一种方法，最大有效处理深度为3m。采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的黏性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据所要求的承载力来确定；超载预压施工工期较长，剩余沉降量也大，不过在工期允许的情况下是最经济的一种方式；塑料排水板法是通过将地基中的水排出，增加作用于土颗粒的有效应力来加速固结，以提高地基强度，加固效果较好，尤其适用于地基松软、地下水位高的地质，并且其工期短；袋装砂井作用原理与塑料排水板类似，都是在软土地基中设置竖向排水体，缩短软土地基的排水距离，加速固结，适用于软土层较厚，且路堤高度远超过天然地基承载力的条件下；片石挤密适用于软土层较薄，表层无硬壳、呈流动状态淤泥、排水困难、石块易于取得的条件下；强夯（重夯）法工期短，效果明显，但是质量不可控，易形成“弹簧土”，主要用于湿陷性黄土地段且施工地点开阔的条件下；水泥粉喷桩复合地基是通过利用加固材料改良软基性质减少总沉降量，加固软土效果明显，施工工期短，但是费用高。

2.2 处理桥台与路基接头处的路面

桥台与路基结构是刚性与弹塑性两种差异性很大的体系。当桥梁连接的是沥青混凝土路面时，在桥台处增加增变厚式水泥混凝土埋板。当桥梁连接的是水泥混凝土路面时，则将连接处的路面板改为变厚式。

2.3 加强台背回填管理

台背回填工作是影响桥头跳车的一项关键工作，回填工作的好坏直接影响桥头跳车现象的程度。在台背回填之前要对地基进行清表，尤其是对软弱地层要彻底清除，然后碾压密实形成桥涵与路基之间台背回填区下承层，与台背回填区以及桥涵锥坡部位一同填筑。对填料的选取要严格控制，尽量缩小不均匀沉降。施工过程中必须分层填筑，分层碾压，层层检测。回填管理工作需要严格控制的指标有：填料含水量、松铺厚度、压实机具和压实指标。

2.4 严格控制施工

开挖到规定的回填范围，并在已填路基一侧形成台阶，使台后回填与已填路基搭接密实、牢固，提高台背回填整体质量。对伸缩缝的安装质量管理要严格要求，对施工工序要做出合理的安排，路面铺筑完成后再安装伸缩缝，以解决桥梁、伸缩缝、路堤三者标高不一致而产生的错台现象。

对施工组织管理和施工质量控制要有严格的要求。施工组织管理包括施工计划、施工顺序和施工管理，这些都是保证工程顺利进行和减少桥头跳车的关键。施工质量控制包括对填料质量与施工的控制和施工检测的控制，填料质量与施工的控制是对填料质量、松铺厚度、碾压遍数以及压实度的严格要求，施工监测是对各环节的施工进行实时监测，确保各个环节的顺利进行。对分部分项工程的施工同样要有非常严格的要求。

2.5 设置完善的排水设施及防水工程，做好桥头路堤的排水

水对路基填土的影响很大，特别是靠近桥台的填料，容易积水下陷，在桥头路堤设置好排水措施对台背填方的稳定性尤为重要。路面下设置排水垫层防止路面上的水进入填方体；设置纵向集水管和横向排水管，及时排除填方体内的下渗水；设置完善的地下排水设施；施工过程中设置合理的排水坡度。

2.6 设置桥台搭板

桥台处做一定的过渡性处理对避免桥头跳车非常有效。具体的措施为在桥头设置一定长度的搭板，搭板下设置枕梁和一定厚度的半刚性基层稳定土。为避免因路基沉降而造成搭板架空断裂和因新跳点的出现而导致的二次跳车，在桥头路堤一定范围内设置成多段高程可以调节的搭板形式，在路基发生沉陷时将搭板顶起并用速凝水泥砂浆注入板下空隙，这种措施还可以避免第二次跳车的发生。

2.7 采用过渡性路面

过渡性路面能够有效降低桥台与路堤的沉降差异，降低桥头跳车的危害。过渡性路面的类型有预制水泥混凝土块、条石铺砌、半刚性过渡层或沥青表处过渡层等。在软地基的高速公路上应用较多，采取的类型多为沥青表处过渡层，因为在发生较大沉降时这种过渡层能够及时补充沥青混凝土或沥青砂，保证高速公路的正常运行。

2.8 筑路材料选择

回填材料的选用对桥头跳车的发生有着很大的影响，通过对京津塘高速公路北京段、济青高速公路、唐津高速公路、石黄高速公路等高速公路段竣工后的使用效果分析，得出京津塘高速公路段搭板下全部回填天然级配砂砾，其效果较好，但是天然级配砂砾有其局限性，刚度小，二次固结变形大，难以达到台背回填对刚度和变形的要求；而采用砂砾回填时，台背填土的刚度小、孔隙大，难以密实，且变形大，其透水性对路基和台背填土基底强度和变形的影响很大。因此，天然砂砾和砂砾不是理想的回填材料。半刚性稳定类土（如水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土等等）能够克服天然砂砾和砂砾的不足，为较好的台背回填材料。

通过大量的工程实践中可以得出，土工合成材料在桥头跳车治理中发挥出了明显的优势，具有显著的效果。土工合成材料在路基中能够利用其抗拉强度与土体之间的摩擦作用约束土体的侧向变形，提高土体的承载力和抗剪强度。所以在桥台背后的填料中应用土工合成材料能够有效降低土体的压缩变形，减少塑性变形累积，从而缩小桥头沉降的差异。