谈公路桥头跳车的原因和防治措施

【摘要】公路桥头跳车的现象极为普遍，严重影响行车的平稳性和安全性，本文对桥头跳车的原因进行分析，并通过工程实践探索出一些防治桥头跳车的有效措施。

【关键词】公路桥头 跳车 原因和防治措施

在公路建设中，桥头出现的跳车现象已成为公路的多发常见病害，严重影响行车的平稳性和安全性，轻者引起车辆颠簸、跳车，重者甚至引起汽车弹簧钢板折断、翻车等交通事故，还使车辆对桥台和路面产生附加的冲击荷载，影响桥梁和路面的使用寿命，因此桥头跳车是公路修筑急待解决的一个重要课题。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。现结合工程实践，就如何控制好路基施工质量，防治桥头跳车的问题谈一些见解。

1 公路桥头跳车的原因

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，主要是由于公路桥台基础沉降量甚小，其设计控制工后的沉降量一般为 2cm～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。路基沉降的原因主要有以下几个方面：

1.1地基沉降

由于桥梁通常位于沟壑地段，地下水位较高，且多属于软弱基础，在路基营运荷载的作用下，使地基产生压缩变形，形成地基沉陷。特别是由于软弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、渗透系数小的特点，使地基沉降更为严重，并且需要相当长的时间才能趋于稳定。同时，由于公路桥台后的路基高度一般都较高，产生的地基应力相对较大，更容易引起地基沉降，从而导致桥台后的路基随地基在一定时间内逐渐下沉。

1.2台背填料的压实问题

桥梁台背回填的压实，虽然采用了重型击实标准，压实度要求在93％以上，但是由于台背填料大都采用的是砂类土或透水性材料，这些材料孔隙率大，所含的水分多，尤其在自重及车辆荷载的作用下，孔隙率逐渐降低，台背填料在一定期限内产生压缩变形，根据试验及相关研究资料表明，路基填料本身的压缩变形为路基填筑高度的1％。由于公路桥梁台背回填高度一般都较高，因而台背填料的压缩变形也就相应较大。另外在台背回填施工时，由于一些施工单位的质量意识淡薄，往往达不到规定的压实遍数，这样压实度就很难保证在93％以上，从而为以后的压实变形留下了很大的空间，这也是工后填料压实变形很大而导致台后沉降的主要原因。另外施工过程中往往由于受工期等一些客观因素的影响，台后回填要等到桥台施工完成后才能进行填筑，因此压路机要受到桥台的限制，碾压困难，对紧靠台后的填土难以碾压到位，尤其是对于肋式桥台、U型桥台等受尺寸的限制，有的压实机械根本进不去，导致漏压、压不实等现象，使台背填土的压实度严重不足，尽管使用小型夯实设备补夯，也难以达到规定要求，因而增加了台背填料的压缩变形。

2 减少桥头跳车的措施

针对以上桥头跳车的原因，并在工程实践中不断探索，总结出以下几种防治桥头跳车的有效措施：

2.1地基预压处理

预压处理就是在拟建桥台处，先填土预压，待地基强度提高到一定程度后，挖去填土，再建造结构物。有时为了加速地基固结下沉，在填筑路堤时，还可预先把土填得比设计高度高一些，或增大填土宽度，待沉降稳定后再挖除超填部分。这种预压或超载预压的方法，是处理软弱地基最有效、最经济的方法，它不仅可以解决桥头跳车的问题，而且可以解决台背填土的不均匀沉降问题。

2.2地基加固处理

地基加固处理是最有效的防治桥头跳车的方法之一，尤其是软弱地基。根据实践经验，对正常压实的软粘土而言，首先应考虑采用排水固结措施，如插塑料排水板等方法，通过这些设置来改善地基的排水条件，缩短排水途径，使地基承受附加荷载后，排水固结过程大大加快，进而使地基强度得以提高。这种方法既经济又有效。如果属于软弱地基，除了常规的排水固结措施外，更多的是采用搅拌桩、挤密桩等深层复合地基法来提高土的强度与稳定性，使桥头路基尽量连续平稳过渡。

2.3合理使用填筑材料

如果土的内摩擦角较小，加之压实质量的影响，所填路基的压缩沉降―般都较大。因此，桥台背的回填应选用摩擦角大、强度高、透水性好的填料，如砂砾、砾石、连续级配碎石、石灰稳定土等，这些材料压实速度快，加载后能在短期内完成变形。

采用轻质材料粉煤灰填筑台背更有利，可以减少填方容重，减轻填方土体对地基的压力，从而达到减少地表以下土层排水固结产生的沉降。对粉煤灰的原材料质量，必须从以下两个方面加以控制：一是粉煤灰的级配要符合要求，细粒过多，材料的摩擦角会减少，影响压实度；反之细粒过少，粗颗粒易压碎，压实成型困难，根据实践经验，粉煤灰的粒径含量宜大于45%，烧失量宜小于12%。二是控制好粉煤灰的含水量，一般常用的是湿排灰和调湿灰，其含水量较大，如直接上路摊铺压实，无法达到规定的压实度，因此运至工地的粉煤灰一定要在场地上堆高沥水，以降低含水量，然后再上路摊铺压实。

2.4提高填筑材料的压实度

影响路基压实效果的主要因素有含水量、碾压层的厚度、压实机械的类型和功能、碾压遍数以及地基的强度等。首先要调整填筑材料的含水量，只有在最佳含水量的情况下压实才能达到最佳压实效果，同时其压实的土水稳定性最好。所以对含水量过大的土，可采用翻松晾晒或均匀掺入石灰来降低含水量；对含水量过小的土，则洒水湿润后再进行压实。

其次，压实机械对一定含水量填筑材料的压实状态有很大影响。填土分层的压实厚度、压实遍数和压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验来确定。一般20～30t的中型振动压路机应碾压3～4遍，每层压实厚度不超过20cm.。

此外，压路机行驶速度既不能过慢也不能过快，各种压路机械的最大速度不宜超过4km／h。碾压开始宜慢速，随着土层的逐步密实，速度逐步提高。压实时的单位压力不应超过土的强度级限，否则土体将会遭到破坏。开始时土体较疏松，强度低，宜先轻压，随着土体密实度的增加，再逐步提高压强。

另外，路堤施工时边缘往往压实不到，仍处于松散状态，雨后容易滑坍，故两侧可采取多填适当宽度，压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。

2.5正确设置土工合成材料

由于土工格栅具有一定的抗拉强度，而无纺针刺类土工布具有排水效果较好的特点，因此合理设置土工合成材料，既可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基承载能力，同时也不影响排水。施工时应注意选择抗拉强度高的格栅材料，格栅层数至少三层，还要提高格栅之间填料的压实度，确保土工格栅与填料紧密咬合，并采用反包法以增大锚固力。

2.6生石灰（掺碎石）挤密桩处治台背填土

台背填料为非透水性材料时，常采用此种方案。该方案的施工原理如下：依靠振动沉管的挤土作用，向被加固土体置入生石灰（掺碎石）散体桩，使散体桩与被加固土体形成复合体，地基土的整体密实度得到提高。生石灰（掺碎石）桩在双型复合地基中的作用主要是提高地基土的强度，减少地基土的自重固结；其次是改善地基土的抗变形能力，路基强度的提高依赖于生石灰（掺碎石）桩的挤密置入量，注意在施工过程中不能产生较大的地面隆起，而削弱加固效果。

这种处理方案对材料质量要求较高，生石灰桩采用的石灰应该是碎块状的。在和砂砾、碎石搅拌过程中，为防止桩体石灰聚集，石灰最大粒径应小于4cm。应尽量选取洁净无杂质的石灰，石灰中氧化钙和氧化镁含量应在85%以上，其中氧化钙不低于80%。石灰的储存期不宜超过三个月，液性指数不低于70%。石灰在掺和料中比例应在15%～30%之间，含水量大于30%的采用大值，具体比例根据回填料的含水量作适当调整。

碎石拌和料应采用未风化的干净砾石或碎石扎制而成，料径宜为2cm～5cm，含泥量不应大于10%。生石灰桩内还可以掺入一定数量的粉煤灰或砂，以利触反应，提高强度。

2.7钻孔灌浆处治台背填土

台背填料为透水性材料时，宜采用此种方案。灌浆泵压宜控制在0.2 Mpa～0.5 MPa之间，流量20L/min～50L/min，水灰比0.5～0.6，采用32.5级普通硅酸盐水泥。钻孔时要求孔径确保能下入注浆管，除非钻遇路基结构层、大石块等障碍物实在无法钻进可以加少量水湿润外，平常严禁清水钻孔，形成后为防止雨水进入，必须采用有效方法封孔。灌浆时一次性将灌浆管下到设计深度，由下而上进行灌浆，砂性土灌浆压力达到0.2 Mpa，粘性土灌浆压力达到0.5 Mpa时，可终止灌浆。对地表浆的处理要耐心细致，一般是在冒浆处用碎麻、棉花水泥袋或速凝封堵，若封堵无效，则采用降压改变水灰比或间隙灌浆办法处理。灌浆过程中浆液从相邻钻孔流出时，处理办法一般是适当延长相邻两个序孔灌浆的间隔时间，并且采用串浆孔和灌浆孔同时灌压。若桥台搭板必须提前施工的，需按照钻孔示意图预留注浆孔，并保证注浆垂直度小于1%。

3 几点体会

（1）通过工程施工的实践，台背回填与路基同步填筑时，压实效果最为理想。为保证路基工后沉降稳定，必须先进行路基填土施工，在保证堆载预压一定时间沉降稳定后，再开挖实施桥台结构。

（2）严格控制台背填料的质量，要求必须符合设计要求，并要经检验确定为合格的产品，若发现材料中含石块、杂物和腐植土，一律不得使用。

（3）不同的填实和场地条件要选择不同的压实机械。一般来说，桥台接坡处对路基压实质量要求较高，故宜选用压实效果较好的碾压机械，如重型轮胎压路机和振动压路机。

（4）为了保证台背回填质量，从材料进场到摊铺碾压、工序检验等要进行全过程监管，发现问题及时纠正，把质量隐患消灭在萌芽状态。