摘要：桥头跳车问题一直是困扰桥梁工程技术人员的难题之一，特别是近几年来随着我国高等级公路的迅速发展，桥头跳车现象较为普遍，它直接影响行车速度，也影响了行车的舒适与安全，甚至造成行车事故，同时由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击，对路面和桥梁产生附加的冲击荷载，加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏，也加快了车辆本身的损坏，直接影响了公路的使用寿命和社会效益。
本文结合杭宁高速二期长兴段的工程实例，本着因地制宜、就地取材、经济实用的原则，提出具体的高速公路桥头跳车的技术处理方法。
关键词：高速公路；桥头跳车；地基处理；台背回填；填筑；土工材料；施工质量
1 绪论
目前，我国高等级公路建设正处“质”与“量”并重的重要发展阶段，桥头跳车以及高填方段、填挖结合部等位置因地基差异沉降对路面结构造成的不良影响已引起公路建设、设计、监理、施工等部门的日益重视。
2 桥头跳车的成因
桥头跳车产生的根本原因是构造物与其两端接线路堤间的沉降差，事实上完全消灭沉降差几乎是不可能的，我们采取防治措施的目的是减少沉降差，使其控制在设计行车速度下，以满足使用要求。
沉降差产生的具体原因主要有以下几个方面：
1、桥头路堤及锥坡范围内地基处理不彻底
桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上，如果在填土前不做处理或处理不彻底，在路堤土的重力作用下其将产生极大变形，而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等，其沉降量很小，若桥头路堤土重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成，将产生桥不沉而路沉的现象，造成跳车。
2、压实度达不到标准
由于引道填土在压路机碾压时工作面小，特别是埋置式柱式桥台台帽周围一般压路机无法作业，这就导致桥头引道及锥坡的填土压实度达不到标准，造成这部分填土下沉，引起跳车。
3、路面渗水
路面水渗入路基或路面积水沿台背渗入路基，造成路基土软化、水土流失，引起桥头引道路基下沉，造成跳车。桥头路基两侧排水不畅、防水工程不完善也极易引起路基土的流失，引起沉降和跳车。
造成桥头跳车的原因还有设计上的不足（如特殊地基、路基处理）、施工质量问题和施工管理问题等等。
3 桥头跳车的技术处理措施
3.1 一般要求
所有结构物背后填筑，应尽量与路基填土协调进行。结构物施工所需场地，尽量不占用路基填土范围；确实需要者，应空出一段满足路堤大型机械施工所需的最小作业段，并应加宽背后填土的宽度，以利压路机横向碾压（U型桥台内及两侧锥心填土，应采取加强夯等特殊措施，杜绝人工夯实）。对于柱式或肋板式桥台，立柱、肋板施工完成后，先回填台背后施工台帽（桥台盖梁），以便压路机通过柱（肋）间压实回填料。台帽施工可不设支架，在填方顶面直接架设模板浇注混凝土。锥坡填土应适当加宽，并削除多余土方，以保证浆砌片石护坡的坚实稳定。
桥涵等结构物处填土，在施工中要防止雨水流入，对已有积水应排除并作相应处治。
3.2 严格控制桥头路堤的压实度
桥头路堤及锥坡应用小型振动式压路机分层碾压（江苏省交通系统开发的小型振动式压路机为5.15kN，重量1.1t），每层碾压厚度不超过20cm，或用强夯机夯实（方法同前）。对台背及柱式、肋板式桥台的台身周围和桥头引道填土的压实度按设计规范再提高2个百分点，分层取样测定其压实度，并由试验得出桥头路堤的工后沉降量，以此来确定以后工序所应采取的措施（如自然沉降、预留变 位值等），以便于桥头搭板长度所适应的工后沉降差相一致。
3.3 地基处理
1、位于V型沟内的涵洞、通道台背及高填方段填筑，要先清除树根、杂草及坡积土，如有陷穴、洞穴和水洞（尤其应注意暗洞），应采用已经批准的措施处理。为使台背填土与原状土结合紧密，应预先把沟壁开凿成适当台阶；
2、对于长年积水或受地表、地下水浸泡而形成淤泥质的地基，若厚度小于2m，应采用与台背回填相同的材料置换，厚度超过2m者，作为特殊情况研究采用其它经济可行的方案，对于含水量和孔隙比均较大，且富含有机质的粘性土层亦应进行换填处理。对于含水量大的一般粘性土，可开挖翻晒后回填利用。当填土高度小于4m时，其挖深可取0.6m；当填土高度大于4m时，开挖深度可大于1m。翻晒利用回填后，其上60cm范围利用石灰稳定土填筑。若遇雨季翻晒土困难时，则全部采用石灰土改良处理（有透水性材料料源时，应优先采用）；
无论采取何种材料回填或加固措施，都不能代替地基处理。换言之，控制了台背或路基填土的沉降量，并不意味着地基沉降量就不会发生。必须针对现场具体情况，采取可靠措施提供支承以上填料自重和附加荷载（活荷载）的稳定地基。除换填材料外，还可采用石灰土挤密桩、强夯处理等其它可靠的技术措施。
3.4 合理选择路堤填料
1、对软土地段采用粉煤灰等轻质材料填筑路堤。
2、选择板体性好、可压缩性小、压实快、透水性强的材料，如卵砾石、碎石土及砂砾土等，并要求填料级配适当。采用非透水性土，当为粘土或粉质亚粘土时，应掺入灰剂量不小于6％的Ⅲ级以上石灰进行改良；当为塑性指数较小的砂土、亚砂土或粉土时，应掺入灰剂量不小于3.5％的标号325以上的普硅水泥进行稳定，必要时还可采用土工合成材料加筋处理
3、不准采用高塑性粘土填筑桥头路段。
4、在桥头路堤任一高度的平面内不应采用不同填料填筑（不同层次可用不同的填料）。
5、季节性冻融地区的桥头路基上部采用水稳性好冻融性好强度高的粗粒土填筑，填筑深度应不小于最大冻深（包括路面结构层厚度），以防冻胀时路面产生有害变形冻融时路床承载力下降。易受地表水、地下水影响的矮路基地段，除做好路基、路面排水进行路基全防护外，还应将路侧边沟远离路基，以减少水对路基的影响。
3.5 设置桥头搭板
在桥头设置搭板是防治桥头跳车的一项主要辅助措施。搭板的一端支承在台背上，用锚栓固定，另一端、可直接置于石灰稳定土或路面基层上，不设枕梁。搭板长度依据设计行车速度、路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定，可选用4m、6m、8m、10m、12m几种长度。搭板的受力形式多种多样，在顶、底面配置足够数量的受力钢筋，搭板的下面设不小于2m厚的石灰稳定土或碎砾石垫层，石灰稳定土或碎砾石垫层应在两则铺至边坡面处，并顺路方向铺至搭板外2～3m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆跨径≤3m的明涵和暗式涵洞通道可不设桥头搭板，但台背填料应选用砂砾或石灰土，由挖除表土后的地面起进行填筑至路基顶，可选用小型振动式压路机碾压，压实度同前。
3.6 严格控制填料质量及填筑施工
众所周知，桥头跳车原因主要是路基压缩沉降和地基沉降，由于填土的内摩擦角较小，加之压实质量的影响，所填路基的压缩沉降一般较大，因此桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料，如岩渣、碎石等。同时，选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。台背填筑透水性材料，还应满足一定长度和宽度的要求，通常情况下基底处理长度不小于3m，与路基衔接处一般应留≯1∶1的斜坡或台阶形式。
填筑透水性材料，施工应掌握以下几点：
1、控制填料质量，其细料含量不宜过大。
2、台背填筑前，在地基处理后的土拱上须设置泄水管或盲沟。
3、台背填筑透水性材料前，应完成台前防护工程及桥梁上部结构。
4、应注意结构物两端对称填筑施工。
5、严格按有关规程作业，控制每层填筑厚度和碾压遍数，并对每层填筑质量实施检测，透水性材料采用孔隙率控制其施工压实质量，其一般不宜大于15%。
若透水性材料来源困难，可采用细粒土填筑，并执行有关规定，土质不好，含水量高的必要时可掺小剂量石灰、水泥或土壤离子稳定剂等进行处理。
在桥涵施工中，注意桥台砌筑与路基填高相结合并分层压实到路基处理高度，要达到压实度标准。
3.7 土工材料的应用
土工合成材料加筋发挥其抗拉强度，通过加筋与土体之间磨擦作用约束土体的侧向变形，从而达到提高土体承载力和抗剪强度的目的。
1、桥梁台背填筑范围、底基层以下1.5m深范围内每填两层加土工网格一层，土工网格需与台背锚固连接。若为柱式桥台无法锚固连接时，加筋范围应延伸至锥坡前缘。桥台搭板的布设及构造物按原施工图设计施工，但台背加筋范围必须超出搭板末端2m以上；
2、路基填高超过20m时，应在93、95区范围内每两层填土加铺土工网格一层，铺设长度顺路线方向应不小于20m（视填方段长度定）；利用锚固的土工格网一端的张拉作用，在台背局部范围，分层阻止填料顺台背的沉降；
3、利用土工格网与填料之间良好的界面磨擦作用，改善局部荷载作用下土体内部的受力状态，扩大荷载沿土体深度方向的扩散范围，从而达到减少外部荷载对土体的压缩沉降作用。
3.8 施工质量要求
1、结构物台背填筑范围内压实度标准提高至95％；涵顶至路床顶面填土高小于2m者，涵顶区压实度按95％要求，涵顶至路床顶面填土高大于2m者，涵顶以上50cm处开始按所属设计压实区标准执行。
2、结构物背后回填处，应尽量使用大型压实机具，只是临近构筑物10cm及涵顶50cm内，才允许使用小型夯实机械分薄层认真夯实。回填处场地比较狭窄不能使用大型压路机施碾者，渗水性材料每层压实厚度不应超过25cm，稳定类材料每层压实厚度不应超过15cm，并应摊铺平整、分层压实，严禁采用堆载法。对于台背不易被压实机械碾压的“死角”，也可采用强夯方法处理，以保证压实度要求。
3、为减小回填料土压力和施工机械作业对涵洞、通道台身稳定的影响，台背两侧的填土应尽量在台身强度达到80％设计强度且盖板安装完毕后对称进行。否则，台背墙土高度不应超过台身墙高一半。
4、加筋土工材料的最短铺设长度应不小于2m，铺设时应人工拉紧，无卷曲和褶皱，必要时用插钉等措施固定。土工网格应将其强度高的方向垂直路基轴线铺设，相临两幅格栅的搭接宽度不小于20cm，搭接处绑扎牢固。铺设土工材料的土层表面要平整，严禁有坚硬突出物，严禁施工机械直接碾压土工材料，土工材料铺设后要及时填筑填料，避免阳光长时间暴晒和雨水淋泡。台背路基尚未填筑前进行加筋处理时，其台背填筑施工长度不小于50m。如台后路基已填筑成型，应采用不陡于1∶1的坡度开挖路基，并自上而下逐层铺筑。
4杭宁高速防止产生桥头跳车对策实例
4.1 李家巷大桥防止桥头跳车实例
该桥头地段，地表1.6m以下有厚约20m的淤泥质粉质粘土，故采取以下处理措施，以避免桥头跳车。
1、在路面底至地面垂直距离H≥1.5m处，采用粉煤灰填筑路堤。因粉煤灰质轻，透水性好，后期强度高，可有效降低地基应力，减少软土地基沉降。同时路堤竣工后沉降量小，使桥头的沉降差减小。
2、在≥3m的桥头高路堤地基中做水泥加固粉喷桩。根据地基强度及路堤（或挡墙）完工后容许的剩余沉降量要求，确定桩长9～15m，间距1.5m。
3、桥头设置搭板，桥头路堤剩余沉降量虽控制在10cm内，但仍出现与桥头错台，因此在桥头设5m长钢筋混凝土搭板，通车以来营运情况良好。
4.2 父子岭立交桥防止桥头跳车实例
该桥为桩基重力式桥台，摩擦桩长25m，台后路堤设计高度5.5m。施工时台后预留底宽9m，顶宽15m的缺口，架桥后用级配砂砾石填料并经振动碾压回填，其路堤先于缺口5～6个月填筑完成。
当台后路基将填筑到设计高度时，离台面1～2m处出现有若干0.5～1.5cm宽、贯通路基并继续发展的横向裂缝。原因是在其地表1.0m以下有新近沉积厚约2.5m的高压缩性淤泥质粘土。因其变形量大，沉降持续时间长，缺口处路堤完工后沉降将超过10cm，遂决定采取处理措施。
基于靠近路基下卧软土层的厚度相对不大，填料系属透水性材料，采用超载预压。
1、根据地基、路堤稳定性允许的堆载时间，超载比取50%。
2、由确定的超载比反算地基和路堤的稳定性，得出最小安全系数K=1.18。
3、超载预压设边桩、沉降板进行观测，15天后测得路基堆载总沉降量12～13cm，因此采用措施产生了效果。
4、分析计算沉降观测数据，得出剩余沉降量约为2.1cm，确定桥台背设置8m长搭板，可以调整沉降差异。通过上述处理措施该桥通车至今无跳车现象。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》 路桥集团第一公路工程局主编人民交通出版社 2000年出版
[2]《公路路基施工技术规范》 交通部第一公路工程总公司主编人民交通出版社 2003年出版
[3]《公路土工合成材料应用技术规范》 交通部重庆公路科学研究所主编人民交通出版社 2002年
[4]《公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范》 交通部公路科学研究所主编人民交通出版社 2000年出版
论文作者:张广春
论文发表刊物:《基层建设》2016年23期
论文发表时间:2016/12/7
标签：桥头论文; 路基论文; 路堤论文; 桥台论文; 地基论文; 透水性论文; 材料论文; 《基层建设》2016年23期论文;