桥头跳车的原因及防治

(内蒙古有色地质勘查局五一二队，内蒙古 包头 014000)
摘 要： 针对已投入使用的高等级公路中普遍存在的桥头跳车这一质量通病进行了分析，提出 了相应的解决措施。
关键词：高等级公路；桥头跳车；原因；防治
中图分类号：U445  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)18—0138—02

随着高速公路的迅速发展，在公路建设中，桥头出现的跳车现象，已成为高速公路的多发常 见病害，严重影响行车的平稳性和安全性，是目前软土地区修筑高速公路的难题之一，也是 公路修筑的一个急待解决的重要课题。桥头产生跳车的主要原因是桥头与路基的沉降差所致 ，它与地基条件、填筑材料、施工机械设备以及施工工艺等诸多因素有关。
1 桥头跳车产生的原因

桥头跳车是由于桥台与其后路基沉降不均匀造成了桥台和路基顶面的沉降差而产生的。当沉 降差超过2cm以上时，将使此处的路面断裂，从而使行车产生明显的颠簸和不适。分析形成 沉降断裂的原因，主要是由于高等级公路桥台基础一般采用桩基础，桩尖落到持力层，其沉 降量甚小，设计控制工后的沉降量一般为2～3cm，而其后的台背回填因地基沉降和台后填料 本身的压缩变形，从而使桥台和路基产生不均匀沉降，造成路面和桥台的高程突变，形成桥 头跳车。

由此可见，桥头跳车的原因主要是路桥的沉降差所致，而引起路桥沉降差的主要原因，是由 于台后路基的沉降所产生的。而路基沉降的原因有以下几个方面：
1.1 地基土质不良造成的沉降

桥涵通常位于沟壑地段，地下水位较高。由于软土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、压 缩性强和抗剪强度低等特点，在软土上填筑路基，极易产生沉降。同时，桥头路基填筑高度 一般较其它地段要高，产生基底应力也相对较大，更易引起地基沉降，特别是工后沉降较大 。
1.2 台背填料压缩引起路基的沉降

台背填料因含水分，存在孔隙，施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在 公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下，孔隙率逐渐降低，填料逐渐压缩，密实度逐 渐增大，便在一定期限内产生路基沉降。因此，压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及 台前台背的防护排水工程的设置等情况。
1.3 刚性突变引起的沉陷跳车

刚度不同的路面在跳车处产生的振动效果不同，柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。由 于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇筑而成，具有较大的整体刚度， 属刚性体；而与结构物桥台相连的道路，具有刚性较小柔性较大的特点，属弹性塑性体。显 然，道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差和较大的刚度突变，势必增强桥头跳车的振 动效果。
2 解决桥头跳车的措施
2.1 地基处理

处理好桥头软弱地基，是控制跳车的关键。目前对桥头软弱地基处理，国内已有加固土桩法 、料粒桩法、竖向排水体预压法和浅层处治法等措施，下面介绍几种行之有效的常用方法。 
2.1.1 采用深层搅拌法加固桥头软基。该法属加固土桩类型，主要适应于软弱粘性土。一 般借助于压缩空气，采用专门深层搅拌机械设备，从不断回转的中心轴端向四周被搅拌松的 土中进行一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性和一定强度的优质复合地基，从 而提高桥头软土地基承载力，减少沉降量，缩短固结期，提高边坡稳定性。
2.1.2 采用砂桩加固桥头软基。该法属料粒桩类型，适用于松砂地基、杂填土或软土，对 地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用。为加速地基固结，减少后期沉降，一般根据 实际情况，配合堆载预压或超压施工，使地基强度显著提高，同时改善地基的整体稳定性。 
2.1.3 塑料排水板堆载预压法。该法属竖向排水体预压类型，主要适用于透水性低发软弱 粘性土。塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体，或是由单一材料制成的多孔管道板带， 自1983年在天津塘沽新港施工试验成功以来，在全国各地高速公路软基处理得以广泛推广应 用，为加速排水固结，减少后期沉降，一般都配合堆载预压或超压施工，使地基土的有效应 力增大、抗剪强度和承载力及稳定性都得以提高。
2.2 路基处理
2.2.1 采用超轻质材料作路堤。铺设轻质材料可以减轻路堤自重，有效降低地基应力，减 少沉降并增大稳定安全系数，常用的轻质材料如粉煤灰等。现在广东等地开始试验推广的新 型超轻质材料——泡沫聚苯乙烯块，其密度很小，抗压强度约为0.25MPa，且吸湿性极 小， 耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯乙烯块，可大大减轻路堤的体重，能成功地遏止桥涵连接 路堤的过渡沉陷，从而避免垂直错位；另外还具有施工简便，不污染环境，能缩短工期等优 点；同时还可以减少小桥台等构筑物的土压力，从而减少构筑物的移动变位，改善结构物的 稳定性。聚苯乙烯块缺点是在汽油或柴油作用下有溶解倾向，所以有必要加以防护。一般方 法是在聚苯乙烯块上面浇注一层10cm的钢筋混凝土板，以减少路面总厚度和防止化学腐蚀， 并在泡沫聚苯乙烯两侧设置包边土，减少紫外线的影响。为确保地基的平整性，应铺上一层 10cm厚的砂整平层。铺设块件时，从路中线向两边铺设，各层成垂直状态，接缝注意错开， 块件之间采用马钉固定，防止移动。
2.2.2 位移观测。对于路堤施工的安全稳定来说，位移的观测显得比沉降观测更重要，必 须重视位移观测。及时整理观测数据，供施工参考。
2.2.3 预压与沉降补方。填土预压时间越长工后沉降就越小。因此，对有预压要求的路段 ，尤其是桥头路段和与箱涵相接路段，在施工安排上尽可能早地安排堆载预压。堆载顶面要 平整密实有横坡，并适当压实。对地基稳定性较好路段，也可按预测沉降随路堤填筑一次填 筑到位。但对于在预压期间低于原定预压标高以下的均需及时补填。对此，施工时在每月均 应测定路基顶标高并补填一次。严禁在预压期不补填，而在预压后期，或在路面施工时一次 补填的做法。
2.2.4 排水与防护。软基处理路段的排水极为重要，边沟不通，排水不畅或沟中积水都会 影响软基处理效果，施工时应将此作为重点。由于软基沉降有一过程，需要一定的时间，故 边沟、护坡道和桥头锥坡的防护应在地基沉降基本稳定或预压结束后进行，以避免由于沉降 而使防护层变形、破坏、影响美观。
2.2.5 台背回填处理方式。桥台台背宜选用内摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填 料，如岩渣、砾石、砂砾等。同时，选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝中渗入的雨 水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外，从而减缓雨水的危害，而且也有利于改善压实性能，使 路基容易达到设计要求的密实度。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于 2m，且与路基相接处按不大于1∶1设置斜坡或台阶，回填高度视路堤高度而定，一般取2～4 m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部设置水泥稳定料改善层次，使路堤体的刚度有所 提高。一般稳定层结构是沿路堤纵向距桥台背约10m长，用一定计量的水泥进行稳定，并且 远桥台端与路基相衔接处，采用1∶1设置斜坡。上述两种处理方式均能达到减少竖向变形和 刚柔突变的成效。如两种方式同时考虑，则效果更佳。
2.3 路面处理
2.3.1 设置桥头搭板。搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上 ，使车辆通过时跳跃现象大为减少。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确 定，常取3～15m。搭板的近台端一般搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上。当桥头引道为刚性路 面时，搭板的远台端常置于路面面层与基层之间。为预防搭板下沉，也可在搭板上先铺设一 层沥青面层，通车后搭板若下沉时，则在其上加铺沥青混凝土或沥青砂。
2.3.2 采用过渡性路面。根据桥涵的长度和路基的容许工后沉降值计算等情况，在桥头一 定长度范围内铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成后，再改铺原设计永久性路面。常用的 过渡性路面类型有预制水泥混凝土六棱块，条石铺砌、半刚性过渡层或沥青表处过渡层等。 其中水泥混凝土六棱块和条石铺砌仅适应于水泥混凝土路面，最大优点是翻修处理速度快； 但不易铺砌平整，行车仍有抖动感觉，且其砌缝应采用防水材料，以防渗入雨水损害路基。 值得推广的简便有效方法是沥青表处过渡层类型，其优点是当出现较大沉降时，及时补充铺 设一层沥青混凝土或沥青砂，以能确保行车顺畅，有效避免跳车现象。

总之，桥头跳车的防治是一个系统工程，需要设计与施工的密切配合，相信通过努力，桥头 跳车问题一定能够得到解决。高速公路的行车也一定会更加舒适快捷。
［参考文献］
［1］ 《路基设计手册》编写组.公路设计手册路基［M］.北京：人民交通出版社，1 982.
［2］ 张倬元，等.工程地质分析原理［M］.北京：地质出版社，1981.

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