橋頭不均勻沉降引發(fā)跳車的原因及防治

　　摘要：本文通過產(chǎn)生橋頭跳車的原因分析，提出解決橋頭跳車的一系列措施和具體方法。

　　關(guān)鍵詞：橋頭，跳車，防治，方法

　　1、問題的提出

　　由于公路橋梁橋頭不均勻沉降而引起的跳車問題，是道路常見的危害。因沉降而形成的錯臺即臺階，輕則使車輛通過時產(chǎn)生跳動和顛簸不適，重則使通過的車輛大幅度減速，甚至造成行車事故，從而影響了公路的正常運(yùn)營。尤其是對于蘇北地區(qū)，航道縱橫交錯，隨著通達(dá)工程、撤渡建橋工程的實(shí)施，橋梁明顯增加。因此，研究如何防治橋頭不均勻沉降就顯得十分必要。

　　2、橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析

　　橋頭跳車臺階的產(chǎn)生和形成是多方面的，包括地基地面條件、填料、施工材料以及設(shè)計、施工諸多因素。

　　2.1橋臺及臺后填土地基的受力與沉降變形分析

　　橋臺及臺后填方的地基一般情況為同一性質(zhì)或同一類型的地層，但從目前設(shè)計情況看，僅對橋臺的地基進(jìn)行加固處理設(shè)計，而對臺后填方路段下的地基一般不進(jìn)行加固處理設(shè)計。橋臺和臺后填土是兩個不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu)體，雖然橋臺作用在地基上的壓力大于臺后填方，但由于橋臺地基一般都進(jìn)行了加固處理，所以它一般不發(fā)生豎向沉降變形。而臺后填方一般不進(jìn)行加固處理，其豎向沉降變形都遠(yuǎn)大于橋臺下的沉降變形，地基的這種差異變形，反映到上部路面，就出現(xiàn)了臺階。

　　2.2臺后填料受滲水侵蝕及變形分析

　　橋臺一般由漿砌片石和鋼筋砼砌筑，在橋臺和臺后填方之間或者錐坡部位，降水易沿路面或錐坡體下滲，下滲水對橋臺一般不發(fā)生破壞作用，但是對土類填料易產(chǎn)生侵蝕和軟化，特別是對于填方土體壓實(shí)不夠，更易產(chǎn)生侵蝕和軟化，降低強(qiáng)度，從而導(dǎo)致填方變形。

　　2.3臺后填料壓實(shí)分析

　　靠近橋臺填方處的壓實(shí)度很難達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求，在設(shè)計和施工中主要采用強(qiáng)夯、人工夯實(shí)、填筑砂料等方法和措施。對于輕型橋臺，重型壓路機(jī)靠近橋臺進(jìn)行壓實(shí)，振動壓路機(jī)可能破壞橋臺的結(jié)構(gòu)。而對于“U”型橋臺，重型壓路機(jī)難以靠近，從而使靠近橋臺部位的填方土體不易達(dá)到設(shè)計要求的壓實(shí)度，造成橋臺填方差異沉降變形。

　　2.4施工措施不當(dāng)，壓實(shí)度達(dá)不到要求

　　當(dāng)前一些施工單位盲目追求高速度，沒有嚴(yán)格按施工規(guī)程作業(yè)。臺后填土速度過快，對地基造成擾動和破壞，沒有充分時間固結(jié)，對臺背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大；施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工；用料沒有把好質(zhì)量關(guān)；排水措施沒有做好。這些都使得壓實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計要求。

　　2.5設(shè)計考慮不同，對填料及排水等要求不嚴(yán)

　　設(shè)計人員有時對施工過程如何便于碾壓考慮不周，對于填料的要求不嚴(yán)格，臺背排水考慮欠佳等也是導(dǎo)致橋頭交通跳車的重要因素之一。

　　3、解決橋頭跳車的常用方法

　　3.1地基加固處理

　　地基處理是防止臺后沉降重要的第一步。無論采取如何材料回填或加固措施，都不能代替地基處理。換言之，控制了臺背或路基填土的沉降量并不意味著地基沉降量就不會發(fā)生。必須針對現(xiàn)場具體情況，采取可能措施提供支承以上填料自重和附加荷載（活載）的穩(wěn)定地基。目前較常用的地基加固方法有強(qiáng)夯換填、粉噴樁等。

　　3.2臺背填料選擇及填筑方法

　　3.2.1臺背填料選擇

　　設(shè)計及施工中，臺背填料應(yīng)在現(xiàn)場擇優(yōu)選用。采用粗顆粒材料填筑橋涵兩端路堤，或者設(shè)置一定厚度的穩(wěn)定土結(jié)構(gòu)層。

　　在高填方的拱涵及側(cè)墻的相接部位，應(yīng)盡量使用內(nèi)摩擦角大的填料進(jìn)行填筑，而且施工時應(yīng)注意填料土壓平衡，不得發(fā)生偏壓，以免造成工程事故。

　　3.2.2臺背填料的填筑方法

　�。�1）填筑范圍為橋梁、涵洞臺背填土順路線方向長度，頂部為距翼墻尾端臺高加2m，底部為距離基礎(chǔ)（或立柱、承臺）外邊緣3m。

　�。�2）填筑方法：對于涵洞、拱橋，其上填土包括路面厚度小于2m者可填至蓋板頂，以上可用與路堤相同的填料填筑。對于橋臺、臺背填土，在其高度范圍內(nèi)應(yīng)全部利用符合上述填料要求的材料回填（若橋臺處原地面起伏不平，應(yīng)以最低點(diǎn)起算）。若為重力式U型橋臺，U型腔內(nèi)填土使用大型壓路機(jī)壓實(shí)有困難，可采用小型機(jī)具仔細(xì)夯實(shí)，其后換填土應(yīng)適當(dāng)加長。因蘇北地區(qū)一般河道較寬，有相當(dāng)部分橋梁為壓縮河床的橋梁，位于河灘內(nèi)的引道路堤，若橋位附近有河卵石土，其回填范圍應(yīng)延長至河灘內(nèi)路堤全長。填挖交界處距回填處理的未端較近時，亦應(yīng)考慮全部處理，并保證結(jié)合緊密。

　　3.3設(shè)計橋頭搭板防治橋頭跳車

　　在路堤與橋涵結(jié)構(gòu)物的連接段上，考慮結(jié)構(gòu)物的差異，設(shè)置一定長度的過渡段，設(shè)置搭板可以使柔性結(jié)構(gòu)路段產(chǎn)生的較大沉降通過搭板逐漸過渡至橋涵結(jié)構(gòu)物上，車輛行駛就不致于產(chǎn)生跳躍。搭板長度從3m至8m不等。搭板的使用，在一定的時間內(nèi)效果較好，但是在路段一側(cè)搭板擱置在路面基層上或特制的枕梁上，基層或枕梁的沉陷可能在該處形成凹陷，導(dǎo)致搭板滑落。鑒于此，施工時還需進(jìn)行特別加固，在搭板的端部設(shè)置寬0.4m深1m的水泥穩(wěn)定砂礫大枕梁，這樣使用效果會更好。

　　3.3.1搭板埋置深度

　　搭板埋置深度可分為高置式、中置式和低置式。高置式是將搭板頂面與橋臺頂面齊平；低置式是搭板的遠(yuǎn)臺端頂面在路面基層結(jié)構(gòu)之下，有利于路面鋪設(shè)；中置式是遠(yuǎn)臺端搭板面在路面面層與基層之間。

　　3種埋置深度主要根據(jù)路面結(jié)構(gòu)來選擇，剛性路面可選用高置式，柔性路面宜采用中置式或低置式。由于中置式施工便利，故采用較普遍。

　　3.3.2搭板坡度設(shè)置

　　由于橋頭引道一般均設(shè)置縱、橫坡，橋頭搭板的坡度應(yīng)與之相適應(yīng)。同時，橋頭路堤沉降后必然會引起縱坡變化，原則上橋頭搭板的縱、橫應(yīng)與路面一致，有時搭板坡度大些。但也不宜過大，建議i≤5%。

　　3.3.3搭板與橋臺的連接

　　搭板的近臺端置于橋臺上，常采用小跨徑簡支板的方式。搭板遠(yuǎn)臺端下沉量往往較大，會引起橋臺上板端轉(zhuǎn)動。搭板的遠(yuǎn)臺端擱置在土基上，路基沉降后搭板會產(chǎn)生縱向滑移，必須設(shè)置錨栓。高置式搭板，溫升過程中剛性路面可能對橋臺產(chǎn)生能力。以往由于某種原因結(jié)構(gòu)不夠合理，有時造成牛腿損壞、近臺板端裂縫或造成路面降起等病害。

　　3.4土工格網(wǎng)處理橋頭跳車的設(shè)計

　　3.4.1加固處理

　　理論計算表明：采用土工格網(wǎng)處理橋臺臺背填土?xí)r，土工格網(wǎng)與土一起承受外部和內(nèi)部荷載的作用；格網(wǎng)與土接觸面的摩擦作用，降低了橋臺臺背局部范圍土中的垂直應(yīng)力，使土體承載能力得以提高，減少了沉降；土工格網(wǎng)使土體的抗剪強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，約束了土體的側(cè)向變形；由于水平攤鋪的土工格網(wǎng)具有彈性，在反復(fù)荷載作用下，不會產(chǎn)生或減小變形的累積。由于上述多方面的原因，在臺背填土中合理地布置土工格網(wǎng)能有效地解決橋頭跳車問題。

　　3.4.2設(shè)計方案

　　臺背填筑均采用下部砂性土或級配碎石，上部土工格網(wǎng)加碎石，只是各層的高度、土工格網(wǎng)層的距離和長度不同，水平鋪設(shè)的土工格網(wǎng)錨固在橋臺臺背的翼墻上。鋪網(wǎng)長度由下而上按1：1的坡率增加，最上一層長度不宜小于9m。

　　土工格網(wǎng)多采用CE131型格網(wǎng)，它是由高度聚乙稀材料擠壓成型，格網(wǎng)每卷寬度2.5m，每卷長度為30m，網(wǎng)格大小為27mm×27mm，厚度為3.3mm，抗張拉強(qiáng)度為3.0kN/m。

　　3.4.3土工格網(wǎng)的施工

　　施工前按設(shè)計圖紙沿橋臺臺背縱向基坑開挖3m，抽干地下水，分層（≤30cm）鋪墊級配碎石層，用CA25壓路機(jī)碾壓8-10遍，回填至原地面線。然后沿橋臺臺背縱向10m范圍內(nèi)清除原地面以下30cm的浮土并整平，采用上述方法回填級配碎石至原地面標(biāo)高，用振動式壓路機(jī)壓實(shí)，邊角部位用手扶式振動夯板夯實(shí)，使其壓實(shí)度達(dá)到90%以上。

　　在施工準(zhǔn)備步驟完成后，在級配碎石層上攤鋪2cm厚的粗砂，以免土工格網(wǎng)直接與碎石接觸而被壓斷。

　　（1）土工格網(wǎng)的攤鋪：其攤鋪沿線路的縱向進(jìn)行，將成捆格網(wǎng)自橋臺背部向外展開，按設(shè)計長度截斷。

　　（2）土工格網(wǎng)的張緊、定位和錨固：先將土工格網(wǎng)靠橋臺一端固定（膨脹螺釘間距為60cm）上，然后用一鉤橫梁將土工格網(wǎng)張緊，使產(chǎn)生2%-4%的伸長后用U型釘定位（U型釘?shù)牟荚O(shè)間距不大于1m，U型釘?shù)拈L度大于25m為宜），再將土工格網(wǎng)用膨脹螺釘錨固于橋臺兩側(cè)的翼墻上（膨脹螺釘間距不大于1m）。

　�。�3）土工格網(wǎng)的搭接：對于每層土工格網(wǎng)，相鄰的兩端應(yīng)相互搭接，搭接寬度以不小于20cm為宜，并用尼龍繩呈“之”字形穿綁，使之連為一體。

　　土工格網(wǎng)鋪好后，在填料與臺背交界部位填筑20cm厚的級配碎石，以便于臺背排水。填料顆粒粒徑小于3cm，每層松鋪厚度≤20cm，整平后用CA25壓路機(jī)靜壓3遍后振壓6遍，壓實(shí)度達(dá)到90%（路基頂面以下1m范圍內(nèi)的壓實(shí)度不小于93%），壓實(shí)后的厚度約為25cm。在橋臺和翼墻附近等大型壓路機(jī)碾壓不到的部位還需采用手扶振動壓路機(jī)復(fù)壓或人工夯實(shí)，以確保其壓實(shí)度。

　　運(yùn)料車應(yīng)設(shè)法避免在已攤鋪并張緊定位好的土工格網(wǎng)上直接碾壓，以免對格網(wǎng)產(chǎn)生推移作用。

　　4、結(jié)束語

　　影響各級公路橋頭跳車的因素很多，既有管理方面問題，又有設(shè)計問題，還有施工質(zhì)量問題；既有原地面因素，又有填筑材料質(zhì)量因素，還有施工工藝因素；更有人們的思想認(rèn)識問題。

　　筆者認(rèn)為，要防治橋頭跳車，必須堅(jiān)持預(yù)防為主的方針，在“防”字上狠下功夫，針對橋頭引道所存在的薄弱環(huán)節(jié)，采取多種措施，綜合治理。