桥头跳车病害分析与防治措施

近年来，随着我国交通基础设施建设的迅猛发展，大量高等级公路陆续投入运营，但其使用过程中一些病害（如高温车辙、低温开裂、早期破坏、桥头跳车等）时有发生，特别是桥台背路基沉陷问题（俗称“桥头跳车”）尤为频发，不仅大幅度增加了后期维护成本，导致道路通行能力下降，甚至引发了严重的交通安全事故。为此，在工程建设期间，结合各工程的实际情况，采取适当的防治措施，从而避免桥头跳车病害的发生成了工程技术人员尤为关心的问题。

1、桥头跳车的主要危害

主要危害体现为以下两个方面，一是降低行车速度，影响路面通行能力；由于车辆通过时产生的冲击荷载，不仅对桥梁和路面等结构物造成破坏，同时使乘车人员感到颠簸不适，影响道路通行功能，严重时甚至造成行车事故，影响了公路的正常运营。二是使桥梁伸缩缝寿命降低，大大提高了养护费用，同时也对车辆机件、轮胎等大量磨损，降低了车辆的使用寿命。

2、桥头跳车的主要原因

经研究，常见的引发桥头跳车病害的主要有以下原因：1、路桥过渡段路堤地基为软弱土层，且未经处理或处理不到位，导致地基承载力不足，而引起沉降；2、基底以上台背回填区域填料选择不当，未碾压到位，导致压实度不足，而引起沉降；3、过渡段内排水设施不完善，导致雨水侵蚀造成路堤填土流失和路基长期浸泡导致强度降低。

3、桥头跳车防治措施

通过对桥头跳车各主要原因的分析，综合考虑不良地质因素，主要从三方面采取措施。1、地基处理：对于不良地质段，过渡段路基工后沉降主要因地基承载力不足引起，因此地基处理为工程防治措施的最为常见。2、台背回填：对于良好地质段（或承载力已加强处理段），在严格控制路桥过渡段路基施工质量的同时，因对台背回填进行重点控制，措施主要以控制填料、压实度、沉降观测为主。3、锥坡及台后排水：严格控制桥台锥坡施工质量和确保台后防排水设施完善，以防止雨水渗入对桥头填土路基的冲蚀而出现跳车现象。

3.1地基处理方面

（1）地基处理的目的：利用胶结、置换、挤密等工艺对软弱地基土进行加固处理，通过改善原状软弱土层的强度、压缩性、渗透性等指标，加强地基承载力。

（2）地基处理方法的选用：目前对路桥过渡段的工程防治措施主要有如下几类：超载预压、土工合成材料加筋、强夯法、水泥搅拌桩加固地基法等。其中：

超载预压法是采用堆载预压或利用施工期间车辆荷载作为预压荷载，方便施工，但对于软弱土层较厚的软基路段效果不大，剩余沉降量大，且该施工方法工期长。

土工格栅加筋法通常采用碎石、砾石等透水材料作为填料，虽可减轻水害，但因填料自重较大，对地基的附加应力减少作用不大，因此通常作为辅助措施。

强夯法虽在加强路基压实度方面效果直观、显著，但由于实际施工中伴有巨大振动波不可避免对桥梁以及邻近构造物产生破坏，这使它的应用范围受到了一定限制，故强夯法主要用于大面积的造地或路基施工，如在桥头过渡段内使用需先行施工，避免对结构物产生不良影响。

水泥搅拌桩法是采用水泥作为固化剂，利用搅拌桩机将水泥浆或水泥灰喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生物理化学反应，从而达到软土固结，提高地基强度，是软基处理的一种有效形式，适用于处理淤泥、淤泥质土和粉性土质。根据喷射状态可分为湿法和干法两种。其中，湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。

由于各种处理软基的施工方法，均存在一定的局限性，因此在具体工程采用中，应根据各种软弱地基特性，结合地基处理方法的加固机理、适用范围和加固效果综合运用几种处理方法，以经济、安全、确保质量为原则。

3.2台背回填方面

（1）填料的选择：台背回填区域在填料的选用上，应充分考虑填料的摩擦角、压实性、强度、和透水性能等指标，砂碎、砂包土、碎石土等填料较为常用；一般要求台背填土处于干燥或中湿状态，过湿状态必须经过处理。如采用非渗水性土，应在土中加入石灰、水泥等稳定材料进行处理。

（2）压实度控制：严格按照要求分层碾压，台背回填压实度满足现行规范的要求，在实际施工情况容许下，应适当增加各填料层压实度指标1个百分点，并应适当加大检测的频率，加强施工质量管理。

（3）施工组织：建议先行组织实施桥头过渡段的路堤基底处理和填筑，不仅可利用施工期间车辆荷载作为预压荷载，有利消除工后沉降，同时也为桥梁施工提供便利的工作场地。

（4）严格界定路桥过渡段路基段落与台背回填区域，施工过程中应先行填筑、碾压路基段落，使其满足规范、设计要求，并沿道路方向超填至台背回填区域不少于1米，而后反开挖超填部分进行台背回填，同时碾压宽度应比设计路基宽度超宽50cm，后反刷边坡，确保填筑整体密实度性。

3.3锥坡及台后排水

实际工程案例中发现，即使台后地基处理和台背回填施工质量控制很好的情况下，仍有可能较快出现桥头跳车病害。经调查表明，该现象通常是由于桥头过渡段路堤边坡防护措施不恰当，台后排水设施不完善，导致雨季台背填土流失，路基承载力降低，在长期车辆荷载作用下，产生不均匀沉降，引发桥头跳车。因此，在充分重视桥头地基处理和台背回填的同时，应重视台背路基的防排水措施，以防止雨水渗入对桥头填土路基的冲蚀而出现跳车现象。一般措施如下：

（1）尽量增强桥面泄水孔排水能力，避免雨季大量的桥面降水排入桥头范围，导致桥头边坡冲刷及桥头路基渗水。

（2）桥台连接处桥头过渡段10—20米范围内边坡防护适当考虑采取块石铺砌，防止边坡冲刷及边坡渗水，使路基填土塑性变形，承载力下降。

（3）桥台过渡段常水位以上可设置横向盲沟，间距不大于100米，桥台锥坡及过渡段边坡块石铺筑段可梅花状设置泻水孔，间距1.5—2米，且不少于2排，伸出砌体坡面，。

综上所述，实际工程运用中应该根据道路等级和工程特点（如：桥台类型、路堤填高、地质情况、回填料性质等）按照经济、安全、易控等原则选用。通常对于等级较高的公路或市政道路，宜采用多种措施进行综合防治措施，一方面通过地基处理减小地基的沉降变形量，另一方面控制台背及过渡段回填质量，使路基填土的沉降变形量得到一定程度的缓解和控制，同时完善台背路基防排水设施，以使各种防治措施能够取长补短，从而减小或消除桥头跳车病害。

4、工程应用实例

4.1 工程概况及地质状况

平潭综合实验区环岛公路安海澳至坛南湾段，全长5.22km，采用一级公路兼城市一级主干道标准建设，标准路基宽度66.5m，主线双向六车道，辅道双向四车道，设计时速60km/h。全线设大桥一座，位于海湾滩涂泻洪水闸下游（里程桩号K8+214），其中0#桥台及过渡路基段属海积平原路段，岩土层主要由耕植土、粉质粘土、淤泥、中砂组成，其中淤泥厚度4-6米，深度2-4米，属不良地质路段。

4.2 桥头防跳车措施方案说明

根据该桥台背地基软弱且路堤填方较高等特点，设计中充分考虑了桥头防跳车措施，地基处理方案上采用水泥搅拌桩固化处理、土工合成材料加筋、设置桥头搭板和埋板等综合处理措施；台背填料上选用摩擦角大、强度高、透水性良好的砂碎作为回填料；同时在施工过程中严格控制锥坡施工质量，设置完善的排水设施。具体实施方案如下：

（1）水泥搅拌桩施工：在清除路基表层耕植土后，对路桥过渡段50m长路基范围全断面采用水泥搅拌桩湿喷法加固处理，桩直径为50cm，桩中间距150cm，成梅花型布置，水灰比0.50、水泥掺量15%、每米掺灰量57.8kg、减水剂0.5%。本次施工设计桩长为8米，并要求穿透软弱土层，嵌入持力层0.5米以上，施工桩边界线为路基坡角线外3米。

（2）土工合成材料加筋：在水泥搅拌桩顶铺筑50cm厚碎石垫层，垫层上下各铺设一层双向土工格栅，土工格栅横向铺设，两侧折回，锚固长度2米，要求每延米纵横向拉伸屈服力不小于50kN/m，极限伸长率不大于3%，单位质量》400g/ m2幅边搭接时，搭接宽度大于30cm。

（3）路桥过渡段路基：填料采用砂包土，分层碾压填筑，分层厚度不大于30cm，沿道路方向超填伸入台背回填区域1米，而后反开挖超填部分进行台背回填；同时，碾压宽度应比设计路基宽度超宽30cm，后反刷边坡，确保确保填筑整体密实度性。

（4）台背回填：填料采用3：7砂碎，分层碾压填筑，由于填筑区域呈倒梯形，下部宽度较窄，碾压设备工作面有限，固填筑进度紧跟路基施工进度，分次分层碾压填筑，对桥台周遍大型碾压设备无法碾压到位区域采用小型振动进行补充碾压。

（5）锥坡及排水：考虑到该桥位于地方排洪渠入海口，受排洪冲刷和潮汐影响频繁，该桥路桥过渡段路堤边坡采用块石满铺砌筑与桥台锥坡连接，并在高潮水位线上1m处设置塑料排水管伸出砌体坡面。

（6）施工组织：在施工进度的安排上，先行施工桥头路堤，利用施工荷载作为预压荷载，增长预压时间，并布置沉降观测点，待工后沉降趋于稳定后方进行桥头搭板施工，使工后固结沉降量尽可能减小。

4.3 防治措施成效：该桥自2013年初施工完成自今，经多次测量观测，该桥桥头未产生明显沉降，最大沉降量为1.5cm，且已趋于稳定，行车舒适性良好。实践证明，通过增强路桥过渡段地基承载力、保证台背压实度等防治措施在避免桥头跳车问题上是可行的，并能取得较为显著的成效。

5、 结论与感想

路桥过渡段软基处理不当，台背回填质量控制不良而产生的路堤整体或不均匀沉降,是直接导致桥头跳车现象频发的主要因素，为此，在工程建设期间，特别是设计、施工阶段，应充分结合考虑工程实际特点和现场地质情况，制定相应的综合纺织措施，同时加强施工阶段过渡段软基路基各个施工环节的质量控制,通过有效控制地基沉降量、台背压实度，改善排水条件等方面，减少和避免道路桥梁过渡段软基路基路面的不均匀沉降,减轻或避免道路运营过程中因桥头跳车现象,产生的不良社会影响，为道路的通行安全性与舒适性提供良好保障。