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摘要：为防止桥头路基沉陷而引起的跳车，应利用多种措施预以应对，桥头跳车这一技术难题需要设计和施工及养护部门的相互协调，针对不同原因，提出合理方案，才能有效地避免或降低此病害的产生。
关键词：高速公路；桥头跳车；防治技术
目前，桥头跳车问题已经成为“众矢之的”，解决好这一顽疾是工程界和学术界一项重要的任务。目前，国内外还均未彻底地解决好这一难题。研究并解决好桥头跳车难题，对我国经济建设、科技进步和社会发展等方面都将具有理论意义与实用价值。
1桥头跳车的成因分析
（1）路基不均匀沉降造成的桥头跳车。施工时，桥头及桥尾路堤及桥锥坡处没能对不良地基进行彻底的处理，是造成桥头跳车这一高速公路主要病害的最主要原因。而且，桥梁构造物的基础均经过严格处理，不会产生过大的沉降，当桥头路基填筑在行车荷载反复作用下产生固结沉降，这样一来，桥梁构造物与桥头填筑发生不均匀沉降，产生高差，造成桥头跳车的现象；（2）桥头路基压实不足造成的桥头跳车。在高速公路建设施工过程中，由于桥头路堤的施工作业面窄小，为保证桥台不受损坏.因此，施工中一般不采用大型压实机具压实作业。众多周知，含水率对于压实效果起着关键性作用，路基填筑土在填筑施工时的含水率不是最佳含水率，也将大大影响着桥头路堤的压实。施工作业队伍素质差，施工质量不达标，不按要求压实。这些原因都不同程度的造成了桥头路基压实不足。在建成通车后，长期受到行车荷载的作用，造成桥头路基较大的不均匀沉降，从而引发桥头跳车；（3）桥头路基回填材料造成的桥头跳车。当道路由于开裂等原因导致水进入路基，这时候，加上行车荷载的反复作用以及季节交替造成的热胀冷缩，引发桥头跳车。
2 设计方面采取的对策
2.1 地质勘探与实验要求
施工图阶段详细勘工作应针对已确定的路线，桥梁位置，在初勘基础上，进一步查明桥台及桥头引道范围内壳层及软土间存在的夹层、软土层，排水层以及下卧层的工程地质条件、观测与记录地下水存在、变化与补给实验条件等情况。对于填土高度较大（非软基H≥6M，软基芏临界高底）的路段，详勘工作除规范规定间距钻孔取祥试验外，还应进行畏原位测试（静力触探和十字板剪切）以校验取样试验成果的可靠性，对沿河、傍山和山前地带、应采取静力触探等辅助手段配合摸清路基横向地层分布情况，还应挖试坑（或用轻便螺丝钻替代）、进行沿线地质调查。
详勘不仅为软土地基提供软基沉降及稳定性计算使用的技术指标，同时为施工图设计提供较齐全、完整的地质资料。在钻孔、取样、运送、试验时，一定要按规范要求，采取有效措施，力求保持样品的原状性（不扰动）。软土试验的重点是压缩、剪切及无侧限抗压强度。其中压缩试验中，要适当做些期固结试验，以检验地表土层的超固结状态。剪切试验中，固结快剪应在三轴试验仪上进行。为保证土样试验的真实性，要求常规实验（如含水量、液塑限等物理指标和快剪试验）在工地上现场进行。各设计阶段的地质勘察报告必须单独编制，要符合规定的深度和要求，并需通过验收。
2.2 地基处理的设计
地基处理是防治桥头跳车最重要最根本的环节。尤其对软地路段，应根据不同的路堤高底（折算成附加荷载），不同的软土埋深、层厚和土性，分段计算分析在天然地基姿态下的稳定和沉降情况，并充分考虑其经济效益，选择适当处治方法。
2.2.1 换土法：换土法一般治理彻底，效果良好，它适用于软土比较薄的桥头路段。该法缺点是土方量较大，而且还需要个弃土场。
2.2.2 减小附加应力法：该法是在桥头段的路堤采用轻质，超轻质填料填筑，以减小地基土的附加应力，达到减少沉降的目的。目前国内轻质材料一般采用粉煤灰、炉渣填筑路堤或用超轻质的膨胀性聚苯乙烯砌块。填料在地基中产生的附加应力，可由桥台附近的较小值（甚至为零）往中路堤方向逐渐过渡到较大值、于是，可将集中在桥台处的差异沉降均摊在一个满足设计要求的纵坡过渡段内，形成一个匀顺的纵坡。该法采用一般轻质填料治理效果尚不明显，应开避超轻质材料来源、降低费用。
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2.2.3 排水固结法：在施打过砂袋井、塑料排水板的软基上堆载（或超载），加快软土的排水固结、减少工后沉降量。该法需要充分的排水固结时间、方能奏效。分析国内采用排水固结原因是没有充分的排水固结时间，往往沉降尚未稳定情况下匆匆上路面，于是在桥头存在着较大的沉降差。出现了突变点，其教训应引以为戒。
3 路堤填筑设计
设计者需对沉降量做精确计算，并应分别对路堤和桥台建立沉降一时间变化曲线，且在每次计算时都要对天然土及路堤填筑做适当的试验，还应计算出路面铺完后将产生的不均匀沉降；桥头路堤的设计长度，非软基路段要求在20m左右；软基处理长度应大于5-7H（台高），过渡段长度应使桥头路堤与一般路堤的工后沉降差纵向变化率小于4‰（一般在50cm左右）；关于填筑材料的选用。桥台选用整体性材料，如石灰或水泥稳定土，填筑时向距桥台约10m长，并且远离桥台端与路基相衔接处，采用1：1.5-1：1.2错成台阶填筑，使路堤的刚度有所提高，以达到减少竖向变形和刚柔突变的成效；选用摩擦角大、强度高、压实容易、透水性好的填料，如岩渣、砾石、沙砾、可有效减轻路堤自重，有效降低地基应力，减少沉降并正大稳定安全系数，常用的轻质材料如粉煤灰、新型超轻质材料泡沫聚苯乙烯炔等；选用土工格栅，加筋土抗剪强度得到提高，使其受剪破坏的荷载增大，相应的剪切变形较素土小；在承受荷载时，土体的侧向变形受到格栅的抑制，承载力随之提高，趋近于弹性范围内工作，使土体上作用荷载均匀地扩散到整个加筋土层上，单位土体面积受荷减小，有效减缓桥头跳车。
4 二次开挖及回填设计
如桥头软基采用竖向排水体，袋装砂井处理方案，为防填筑推移桥台桩柱，需先推土预压。待数月沉降速度满足设计要求，桥台桩柱方可直接在路堤上钻孔浇筑（桩、柱同直径），并可将预压路段开挖卸载。开挖断面，应考虑压路机能够进入工作，下口长度不应短于10m。横向要求挖穿，纵向要留台阶向下开挖（台阶高不大于两层压实厚度），开挖坡度1：1.5-1：1.2，开挖深度至基地排水层顶面。底面排水层及其上各回填层均需设置横向坡度，以利排水。开挖后，按上述桥头路堤设计做好基底处理与排水设施，并按路堤填筑设计进行分层回填。其回填压实度要求比一般路段高1-2个百分点。同时、要求纵向新老填筑层拼接紧密无缝。
5 桥头搭板与变厚式埋板
桥头搭板长度，应根据路堤高度和工后沉降大小来确定；搭板要求平放，板体现浇在路面半刚性基层上，搭板上只预留与桥面铺装相同的厚度；设置变厚式埋板。为避免二次跳车，常在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板，其长度一般取3-5m，对于水泥混凝土路面，也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。在搭板、埋板或变厚式板的下层，为保证与桥台连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均能渐次变化，宜采用强度及回弹模量均高于其它路段相对应的路面结构层材料，以提高该部位的整体受荷和抗冲能力，有利于减少错台幅度，调整不均匀沉陷，改善桥头跳车和二次跳车现象。
5.1 桥面伸缩缝
伸缩缝材料应选用抵抗能力强、易于安装、便于养护、经济并能满足平整度要求的新型伸缩缝装置、对于跨径L>20m的高等级公路桥梁，宜采用毛勒伸缩装置。
5.2 排水设计
按照现行《公路排水设计规范》要求，对于路堤与台背或墙背结合部，应设有上下贯通的完整排水系统，把桥头下渗水迅速排出路堤。
结语
高速公路桥头跳车主要是桥头刚柔相接处沉降不均匀，出现沉降高差造成搓台，车辆行驶通过搓台处是形成跳跃。通过对桥头沉降原因深入地研究和分析，我们有针对性地就具体原因采取相应的施工和管理措施，减轻甚至消除桥头跳车现象，为设计、施工、监理等提供有益的参考。
参考文献
[1]杨位洗.地基及基础[M].北京：中国建设工业出版社，1998.
[2]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京：中国建设工业出版杜，1998.
论文作者:卢锡栋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：桥头论文; 路堤论文; 桥台论文; 路基论文; 地基论文; 荷载论文; 压实论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;