市政道路软土地基桥头跳车综合治理分析

摘要：本文主要针对目前城市市政道路桥头跳车问题原因进行了简要分析，并提出提出了一些个人意见，以供参考。

关键词：软土地基；桥头跳车；原因分析；防治措施

前言：

随着城市交通流量急剧增加，市政建设取得了突飞猛进成绩，投入营运市政道路越来越多，但从使用情况上看，出现了桥头跳车这个较为普遍问题，尤其在一些软土地基地方更为严重，给养护部门带来了很大困难。

杭州地区属于沿海地区，多为河相、海相或泻湖相沉积层，在地质上多属于饱和的正常压密粘土。土的类别多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土等土层。这些软土一般具有高含水量、孔隙率大、低密度、低强度、高压缩性、低透水性等特点。在此类地基上做工程，如果软基处理不好或施工程序不当都会给工程质量带来不利的影响，甚至造成工程失败，产生桥头跳车等。

1原因分析

桥头跳车危害表现为：影响行车安全、降低行车速度、影响车辆运营费用和加速桥梁及路面的病害，对道路桥梁的运行影响极大。

1.1结构突变

桥台与台背路面在结构上存在着差异，在路、桥组合部存在两个不同性质路面体系，桥上是铺设在桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台组成双层路面体系，道路为柔性或半刚性多层路面体系，在车辆荷载作用下，垫层、基层密实度迅速增加，结构层压缩，而桥台由于巨大建筑作用，加上基础处理较好，一般认为沉降已经完成，相对于路基而言，沉降可视为零，而铺装层压缩也不大。这样，路、桥两侧抗变形能力不同，相对沉降就不可避免出现，使路面结构破坏，产生桥头跳车。

1.2设计差异

设计时往往对桥梁地基地质情况研究比较仔细，将桥台基础置于承载力较高的土层上，并对基础进行合理布桩或采用扩大基础等措施予以加固处理，故沉降量较小。而台后填方段地基未进行加固处理，碰到软土又难以处理彻底，引起土基固结压缩，产生沉降差。一般路桥按各自的指标进行设计，没有统一标准。根据《公路路基设计规范》规定，高速公路、一级公路的容许工后沉降为：桥台与路堤相邻处≤0.10m，一般路段≤0.30m，两者不同。根据观察和对驾驶人员的调查表明，在市政道路上，当错台超过1.5cm时，就会出现跳车。

1.3措施不当

当前一些施工队盲目追求高速度，没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，对地基造成扰动和破坏，没有充分时间固结，对台背挡土墙等构造物挤压力大，施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关，排水措施没有做好，压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定，工后沉降大，且不均匀，是造成跳车现象主要原因之一。

1.4自然环境的影响程度差异

台身部分基本上不受自然条件的影响而产生明显变形，而台背地基在自然条件如温度和湿度的影响下会有明显变化，特别是软土地基，遇水强度和颗粒间粘结力降低，深层压缩时，产生路基侧向移位和沉陷，降低路面刚度，导致桥头产生沉降差。

2桥头跳车对行车的影响及机理分析

为了减少桥头跳车对路面结构的破坏，降低对行车的影响，道路桥涵两端通常都设有5～10m长的搭板。由于搭板两端沉降量的不同，在搭板两端形成一纵坡转折，如图1所示，以搭板长6 m为例，若搭板A端沉降12 cm，那么搭板两端的纵坡改变为12/600=2%。

图1桥头行车的机理分析

汽车在这种桥头路段的行车机理极为复杂，不同的搭板长度、不同的沉降值及不同的车型车速的影响程度各不相同。为了方便，本文把汽车轮胎经过桥头2个纵坡转折时的行车线型近似地按2个相切的反向竖曲线来考虑。当汽车行至A、C点间凸曲线路段时，形成的向心力为F=mV2/R。当汽车缓行时，大部分向心力F可由自重抵消，而当F大于自重时，汽车就会发生离心运动而沿着凸曲线的切向腾空，形成跳车和颠簸。车辆通过桥头时腾空产生的跳动和冲击，又造成对桥梁和道路的附加荷载，加速了对路面、桥头搭板、支座及伸缩缝的损坏，同时也加剧了车辆机件的磨损，降低其使用寿命。此外，跳车时车辆颠簸，引起驾驶员和乘客的身体和心理不适，严重时会影响驾驶员的正常操作，造成行车事故。可见桥头跳车危害之大，必须高度重视。

由此可见，桥头跳车对行车的影响既涉及道路(包括桥头)线型，又涉及车型、车速，同时也与驾驶员心理因素有关，我们在解决桥头跳车这一技术难题时，必须同时考虑这些因素，才能得到合理的技术思路，找到妥善的解决方法。

3桥头跳车综合治理的一些措施

3.1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、粒料桩法、竖向排水体预压法和地基预压法等措施，下面介绍几种行之有效的常用方法。

3.1.1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。深层搅拌法是本世纪60年代由日本和瑞典分别开发的软土加固新技术，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松的土中喷出浆体或粉体固化剂(如水泥等)，经叶片搅拌，并吸收周围水份，在加固的深层软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(特别是工后沉降)，缩短固结期，提高边坡稳定性。其主要施工工艺程序：整平原地面钻机定位钻杆下沉钻进上提喷粉(或喷浆)、强制搅拌复拌提杆出孔钻机移位。施工过程中路基填土速率不受限制，且无振动、无污染，对周围环境及建筑物无不良影响，近10年来已在市政道路得以广泛应用。其最大优点是完工后沉降小，缺点是造价较高。

3.1.2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，在本世纪30年代起源于欧洲。主要施工工艺程序：整平原地面机具定位桩管沉入加料压密拔管机具移位。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，其造价在深层搅拌法与堆载预压法之间。

3.1.3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的软弱粘性土。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，在全国各地市政道路软基处理都得以广泛推广应用，其主要施工工艺程序：整平原地面摊铺下层砂垫层机具就位塑料排水板穿靴插入套管拔出套管割断塑料排水板机具移位摊铺上层砂垫层。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。其特点是施工简便快捷，造价较低，但效果比上述两种类型略差，完工仍存在少量沉降。

3.1.4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，或加宽土宽度，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，在工期允许的条件下，可以说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的跳车问题，而且可以解决台后填土的不均匀沉降问题。

地基加固处理是最有效的防治桥台跳车的方法之一，尤其是软弱地基。由于地基加固的费用占总投资的比重很大（约三分之一以上），所以，要认真选取经济、有效的加固方案。

根据笔者多年工作经验，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。

3.2路基处理

3.2.1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(约30kg/m3左右)，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，可大大减轻路堤体的重量，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；同时还可以减少桥台等构筑物的土压力及侧向压力，从而减少构筑物的移动变位，改善结构物的稳定性。聚苯乙烯块规格一般为0.5m×1m×5m(厚×宽×长)，其缺点是在汽油或柴油作用下有溶解倾向，所以有必要加以保护。一般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、汽油或柴油的影响。修建泡沫聚苯乙烯路堤，在铺筑块件之前，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。

3.2.2台背回填处理方式

桥台后宜选用摩擦角大、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隙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2～4m；桥头回填处理的另一方式是在路基上部(约50cm范围内)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，用一定剂量(如4%～6%)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。

3.2.3台背回填处的压实

为减少桥涵两端路堤的工后沉降，从而使桥涵两端路堤与桥台结构物的相对沉降尽量小一些，一般可选填筑路堤预压，让路基排水固结，待路堤沉降基本完成以后再开挖涵洞或桥台位置土方，然后再施工桥涵。台背填筑前，宜在处理后的基底顶面上设置横向泄水管或盲沟。台背回填宜在完成台前防护工程及桥涵上部结构吊装之后进行，同时注意结构物两端对称填筑施工。台背回填的压实质量是影响台背回填沉降的一个主要因素。由于台背回填位于路基与桥台相衔接这个特殊位置，成为碾压的一个薄弱环节，压路机难以碾压到位，且大吨位机械振动力太大时，对桥台有影响。因此，台背回填近桥台处的压实机械宜选用小型压实机具，且严格控制每层填筑厚度(宜取10～15cm内)碾压遍数，并对每层填筑质量实施检测，力求压实度达到96%以上；对于机械夯实碾压不到之处，应及时采用人工补充夯实。

结语

针对软土地基治理以及对桥头跳车的问题，个人认为设计部门、施工部门和养护部门应尽力协调，针对不同情况、不同原因，提出最优方案，合理降低造价和缩短施工期，才能有效地避免桥头跳车病害产生，有效地改善行车条件，促进经济发展。

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