浅议桥头跳车产生的原因及综合防治

严星

(江苏金堰交通工程有限公司,江苏泰州 225500)

浅议桥头跳车产生的原因及综合防治

严星

(江苏金堰交通工程有限公司,江苏泰州 225500)

桥头跳车是目前国内公路工程中的重要病害之一,而且在国外也是尚未彻底解决的问题。因此,对桥头跳车产生的原因加以分析,提出防治措施和维修方法很有必要。

桥头跳车 跳车危害 产生原因 防治措施

公路桥头跳车问题是目前国内公路较常见的道路病害，程度轻的使车辆通过时产生跳动和冲击，对桥梁和路面造成附加的冲击荷载，使同乘人员感到颠簸不适，严重的则使通过的车辆大幅度减速，有的甚至造成行车事故，从而影响公路的正常营运，同时也加大了养护费用，降低了道路使用质量。笔者结合数年的工程实践经历，就桥头及桥梁伸缩缝产生跳车的原因加以分析，进而提出几点防治措施。

1 桥头跳车的危害

所谓桥头跳车是指桥台处出现了高低不同的台阶。一般来说，台阶是指桥台和路堤连接处沉降高差达到了1cm以上，使行车产生了明显的颠簸不适。

(1)对车速的影响。桥头处形成的台阶，使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。根据调查，很小的台阶对车辆行驶影响不大，而当台阶达到一定高度时，则会对车速有明显影响。

(2)加大养护费用，降低道路使用质量。不断的维修养护不仅花费了大量的人力、物力和财力，而且也产生了不良的社会影响。有台阶就会导致汽车减速行驶，使得车辆不可能在公路全线以正常速度行驶，这样既增加车辆的行驶时间，加大了油耗，同时对车辆本身及路面和桥涵结构均会产生较大冲击和破坏。

2 公路桥头跳车产生的原因

桥头跳车台阶的产生和形成是多方面的，涉及地基地质条件、填料、施工材料、设计、施工等多方面因素。

2.1 桥台及台后填方地基的受力与沉降变形分析

桥台及台后填方地基的地层岩性状况千差万别，如基岩(岩浆岩、沉积岩、变质岩)地基、黄土地基、软土地基、冻土地基、盐渍土地基、膨胀土地基等，其中除基岩(指次坚石以上的岩类)地基外，其他类型的地基一般情况下在桥台及台后填方的作用下，均会发生不同程度的沉降或竖向固结变形。

桥台及台后填方的地基一般情况为同一性质或同一类型的地层时，目前设计情况是仅对桥台地基进行加固处理设计，而对台后填方路段下的地基不进行加固处理设计。这样桥台和台后填方是两个性质不同的结构体，虽然桥台作用在地基上的压力大于台后填方，但由于桥台基础一般都进行了加固处理，所以一般不发生竖向沉降变形，而后台填方的地基一般不进行加固，其竖向沉降变形都远大于桥台下的地基变形，二者之间的差异变形反映到上部路面，就出现了桥台和台后填方段的差异沉降变形。

2.2 后台填料受渗水侵蚀及变形分析

桥台一般由浆砌片石和钢筋混凝土砌筑。在桥台和后台填方之间或者锥坡部位，大气降水易沿路面或锥坡体(锥坡体的压实度较难达到要求)下渗，下渗水对桥台一般不产生破坏作用，但是对土类填料易产生侵蚀和软化，从而导致填方体强度降低而变形。

2.3 台后填料压实分析

靠近桥台处填方体的压实度很难达到设计规范要求，这也是一直困扰设计和施工的难题，目前主要采用强夯、人工夯实、填筑砂料等方法和措施加以解决。对于轻型桥台，重型压路机特别是振动压路机可靠近桥台进行压实，但可能破坏桥台的结构；而对于“U”型桥台，重型压路机难以靠近，从而使靠近桥台部位的填方土体的压实度不易达到设计要求，造成桥台与台后填方差异沉降变形。

2.4 桥头跳车台阶产生的主要原因

通过以上分析，可得出产生桥头跳车台阶的原因主要有下面几点。

(1)地基强度不同。桥涵、通道与路基大都是同期平行施工的，桥涵是刚性体，对其地基强度一般都有较高的要求，经过进行加固处理后沉降较小或不沉降(岩石地基)，而台后填方段地基未进行加固处理，从而使桥台和台后填方产生差异沉降变形，以致形成台阶。

(2)台后填料不当。桥台台后的回填土用料不当、控制不严，未能达到设计要求，易造成构造物台后填料的下沉。台背填料由于河水冲刷和排水不良，冲走了桥头附近的土壤和填料，也是造成桥头跳车的根源之一。

(3)台后压实不足。桥台台背、涵洞两侧及涵顶的填筑在这些构造物基本完成后进行，以致桥头填土处于工期末期而被迫赶工，而形成较大的工后沉降，造成台背与路基连接部沉陷而形成台阶。由于施工场地狭窄，填筑压实比较困难，不能很好地控制台背填土的压实度，致使填料压实度不能满足设计和规范要求。

(4)搭板下地基浸水软化和脱空。当搭板的下卧层由于质量达不到规定的压实度，或由于软土地基、湿陷性黄土地基浸水等造成路基沉降，造成板底地基软化，使搭板部分脱空而发生错位产生台阶。

(5)由于通道、涵洞的存在，破坏了原有路面结构的均匀性。路面结构的自然沉降量与桥梁结构的沉降量不一致，经过数年沉降后造成了台阶。

(6)桥头路堤所用的材料发生变形和位移，历经数年造成永久性沉降。桥上结构收缩时，把整体桥台从路堤一方拉开，致使端部路面下的路堤沉陷，路面自然随之下沉。

3 防治桥头跳车的基本措施

根据目前我国公路桥涵及桥涵两端路堤设计和施工情况，以及桥梁伸缩装置设计选型和安装的具体情况，结合关于产生跳车原因的分析，跳车防治措施应该是综合的。

3.1 地基及路面加固措施

为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需对地基进行加固，根据具体的地层情况设计地基加固方案，使台后填方路段的地基沉降变形与桥台地基沉降变形保持一致。

对于不同的地层应采用不同的处理方法和加固措施。

(1)软土地基。软土地基属高压缩、大变形地基，对该种地基首先应采用插塑料板、堆压袋装砂井等超载预压方法进行排水固结，然后根据填方路堤的压力计算结果采用粉喷桩、挤密桩等进行加固处理。

(2)桥头路基。桥头过渡段路基必须密实、稳定和均质，一般要求填土处于干燥或中湿状态，对于过湿状态或强度与稳定性不符合要求的填土必须处理。填土的压实度应符合现行规范的规定，考虑台背回填的重要性，建议填土压实标准与基层压实标准相同，均为95%。对高填方桥头路基不宜过多采用素土填筑。

(3)垫层。地下水位高，桥头路基路面排水不良，路基经常处于潮湿状态时，在冰冻地区应设置垫层，以排除路面、路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态。

(4)基层和底基层。基层、底基层除应有足够的强度和稳定性外，在冰冻地区还应具有一定的抗冻性，半刚性基层还应具有较小的收缩变形和较强的抗冲刷能力。基层、底基层材料原则上应与正常路段所用材料相同，以方便设计和施工。

3.2 设计桥头搭板防治跳车

在路堤与桥涵结构物的连接段上，考虑结构物的差异，设置一定长度的过渡段，设置搭板可以使柔性结构路段产生的较大沉降通过搭板逐渐过渡至桥涵结构物上，车辆行驶就不致于产生跳跃。

3.2.1 搭板埋置深度

搭板埋置深度可分为高置式、中置式和低置式。高置式是将搭板顶面与桥台顶面齐平；低置式是搭板的远台端顶面在路面基层结构之下，有利于路面铺设；中置式是远台端搭板面在路面面层与基层之间。

3种埋置深度主要根据路面结构来选择，刚性路面可选用高置式，柔性路面宜采用中置式或低置式。由于中置式施工便利，故采用较普遍。

3.2.2 搭板坡度设置

桥头引道一般均设置纵、横坡，故桥头搭板的坡度应与此相适应。同时，桥头路堤沉降后必然引起纵坡变化，原则上桥头搭板的纵、横坡应与路面一致，有时搭板坡度大些。但也不宜过大，建议i≤5%。

3.2.3 搭板与桥台的连接

搭板的近台端置于桥台上，常采用小跨径简支板的方式。搭板远台端下沉量往往较大，会引起桥台上板端转动。搭板的远台端搁置在土基上，路基沉降后搭板会产生纵向滑移，必须设置锚栓。

3.3 土工格栅处理桥头跳车的设计

为了保证台背填料压实充分，施工单位除应准备一般路堤填筑时所必要的压实机具外，还应准备足量和性能适宜的小型振动压实设备，以保证边角部位的填料的压实度达到设计要求。台背料应选择砂性土或透水性较好的含石土。施工前应考虑3方面要求：(1)设计要求；(2)路基施工规范对填筑前准备的要求；(3)挖除腐殖土等不适宜土层至少30cm。

土工格栅施工工序：

(1)土工格栅摊铺。摊铺沿线路的纵向进行，将成捆格栅沿桥台背部向外展开，按设计长度截断。若桥台与线路斜交，应将格网靠桥台一端的端部截成相同的角度，保证格栅与线路走向平行。

(2)土工格栅张紧、定位和锚固。先将土工格栅靠桥台一端用膨胀螺钉或预埋螺杆(膨胀螺栓间距60cm)锚固在台背上，然后用带钩横梁将土工格栅张紧，使之产生2.4%的伸长后用U型钉(U型钉的布设间距不大于1m，长度以大于25cm为宜)定位，再将土工格栅螺钉(膨胀螺钉间距不大于1m)锚固于桥台两侧的翼墙上。

(3)土工格栅的搭接。对于每层土工格栅，相邻的两幅应相互搭接，搭接宽度以不小于20cm为宜，并用尼龙绳呈“之”字形穿绑为一体。

(4)填料的施工及检测。土工格栅铺好后，在填料与台背交界部位填筑20cm厚级配碎石，以便于台背排水。填料粒径小于3cm，每层松铺厚度小于30cm。整平后用8～12t压路机静压数遍后再起振，路基顶面以下大于1.5m压实度不小于90%，路基顶面以下0.8～1.5m压实度不小于95%，路基顶面以下0～0.3m压实度不小于95%。每层压实后的厚度为25cm，在桥台和翼墙附近等大型压路机碾压不倒的部位采用手扶式振动压路机复压，以保证压实度。在施工过程中，对填料进行检测，包括填料的常规物理指标和压实度等。

(5)注意事项。当土工格栅摊铺在碎石层上时，应先在碎石层上撒铺2cm厚的粗砂，以免格栅直接与碎石接触而被压断。砌筑桥台台背和翼墙的圬工时，台背和翼墙表面应保证平整、规则，以便于膨胀螺钉的安装和土工格栅的锚固。台背填筑待圬工砌体达到规定的强度后进行。运料车应设法避免在已摊铺并张紧定位好的土工格栅上直接行驶，以免格栅产生推移。

3.4 台背填料选择及填筑方法

3.4.1 台背填料的选择

台背填料应在现场择优选用，采用粗颗粒材料填筑桥涵两端路堤，或者设置一定厚度的稳定土结构层。

用粗颗粒材料作为路基的填料不仅可改善压实性能，易达到要求的密实度，而且在我国北方地区特别有利于减缓冻融的危害。设置稳定土改善层，能够提高路基、路面的整体刚度，减少沉陷。

在挖方地段的台背回填部位，因场地特别窄小，应选用当地的石渣、砂砾等优质填料，最好不要采用容易产生崩解的风化岩碎屑，以免因填料风化崩解而产生下陷。

在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部位，应尽量使用内摩擦角大的填料进行填筑。

3.4.2 台背填料的填筑方法

施工过程中尽可能扩大施工场地，以便充分发挥大型填方压实机械的使用。当场地受限时，为了便利大型压实机械的使用，可采用横向碾压法，以能使压路机尽量靠近台背进行碾压。压路机不能靠近台背时，应采用小型压路机配合人工夯实、碾压，保证最终压实度满足设计要求。

3.5 设置完善排水设施

填方的排水措施对填方的稳定极为重要，特别是靠近构造物背后的填料，在施工中及施工后易积水下陷，因此应保证施工中的排水坡度，并设置必要的地下排水设施。另外，也可以在桥台与填方段结合处及过渡段的路面下设置垫层，防止路面下渗水进入填方体。对中间为砂砾石填料两侧为土类填料的填方体与加固地基的连接处做30～50m纵向集水管，每隔5～10m做横向排水管，以排泄填方体与加固地基之间的下渗水。

3.6 强化施工质量管理,提高桥涵两端路堤的施工质量

桥涵两端路堤所处的位置和特定条件，使其有别于一般地段的路基质量要求，应采用相应的方法保证质量。

路堤与桥涵是两种不同性质的结构物，都有各自的设计和施工要求，为了使沉降差尽量小，应该将桥涵端部处路堤的压实度在现有基础上有所提高。除了路基顶部土层可提高至98%或更高外，整个路堤的压实度都应提高。

为了使桥台填方达到要求的密实度，必须完善施工工艺、方法，强化施工质量管理。譬如，适当减薄压实土层厚以及增加压实遍数，也可以采用砂石超载预压。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。

4 结语

影响各级公路桥头跳车的因素很多，既有管理方面问题，也有设计问题，还有施工质量问题；既有原地面因素，又有填筑材料质量因素，还有施工工艺因素；更有人们的思想认识问题。笔者认为，要防治桥头跳车，必须坚持预防为主的方针，在“防”字上狠下功夫，针对桥头引道所存在的薄弱环节，采取多种措施，综合治理，这样才能收到良好的效果。

严星,女,(1980.4—),一级建造师,检测工程师,多年从事道桥施工质量管理及检测工作。