桥头跳车原因及防治措施

汤立志

0 引言

桥头跳车是指由于桥涵构造物与桥涵台后的路堤之间的沉降差超过某一限定值造成汽车经过该路段时车轮产生上下振动的现象。一般认为当这种沉降差达到1.5 cm以后就会给司机带来明显的不舒适感。桥头跳车问题一直是困扰桥梁工程技术人员的难题之一，特别是近年来随着我国高速公路的迅速发展，带来的桥头跳车已成为较普遍的现象。桥头跳车会影响行车安全、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，同时由于跳车，使得桥台台背、桥头伸缩缝遭受破坏。因此如何解决桥梁桥头跳车问题已成为刻不容缓的大事，本文对几种有代表性的防治措施进行了探讨。

1 桥头跳车产生的原因

跳车的基本原因是由于桥台和路基沉降不一，产生相对竖向位移，引起桥台背后路基的下沉，形成台阶。其原因众多，但主要有以下几点。

1.1 刚柔突变引起的沉陷跳车

一般而言，桥台属于刚性结构，基础设置在较好的持力层上，采用扩大基础或桩基础，沉降几乎为零。而路堤填土因其固有的压缩徐变性质，即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素造成的沉降，在路堤自重和车辆垂直荷载及冲击振动荷载作用下，路基填料逐渐被压缩，孔隙率降低，密实度逐渐增大，不但会产生弹性变形，而且会产生较大的不可恢复的塑性变形。此种塑性变形随着时间的不断积累，往往会大大超过桥台的沉降而产生二者的差异沉降，导致桥头跳车。

1.2 地基沉降

由于地基土质不良而造成的地基沉陷是桥头跳车的主要原因。一般情况下，桥涵通常位于沟壑地方，地下水位较高，且多属软土，此类土天然含水量大，孔隙比大，含有机质，压缩性高，抗剪强度低等特点，一旦受到荷载影响，则极易产生沉降，再加上桥头路基填筑高度一般较大，产生的基底应力也相对较大。在路堤自重和车辆荷载作用下更容易引起地基沉陷，特别是工后沉降较大。

1.3 路堤本身的压缩沉降

台背填料一般为渗透性材料，孔隙率大，施工中很难将填料颗粒间的孔隙完全消除。此外，台背填土时，由于结构物的存在导致施工作业面狭小，靠近桥面部分的填土平面形状不规则，使得大型压实机具难以启用，而小型设备又很难达到较好的压实效果，这就不可避免地造成此段压实度不足，甚至存在压实盲区，不能将填料颗粒间孔隙完全消除;即使有压实机械，由于受地形、便道、作业面及机械等的限制，桥头填土压实密度亦很难达到要求。在车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低，密实度逐渐增大，便在短时间内产生压缩沉降，造成跳车。在工程实践中，就是施工时工序符合要求，压实度达到要求，但台后填土较高，随着时间推移，也会不可避免的产生沉降。

1.4 施工质量控制不严

一些施工单位未意识到桥台背后施工的特殊性，只求进度而忽视质量，没有严格按施工规范作业，在进行台背填土时松铺厚度控制不严，填土速度过快，没有严格按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工，压实度未达到要求，填料把关不严，用人工压实强度不够，因为施工工艺质量低劣、压实度质量不合格等因素都将造成桥头跳车。

1.5 路堤边坡防护措施不当

对路面衔接处排水措施没有做好，桥台防护工程处理不当，在路面径流水冲刷和交通荷载作用下，锥坡土体受到长期冲刷，逐渐在台背形成空穴，以及桥头路堤填料的流失，在外部车辆荷载冲击作用下，使路堤土产生侧移而导致沉陷。

2 桥头跳车的防治措施

2.1 设置过渡段法

对于不设置桥头搭板的路堤，必须设置过渡段路面。为了防止二次跳车，在搭板尾端与路堤之间也有设置过渡段路面的作法。待路堤沉降稳定以后，再改铺原设计路面。这种处理方法的优点是翻修速度快，但不易铺砌平整，行车仍有抖动感觉，砌缝易渗入雨水，有损路基。

2.2 以桩代柱施工

在路基填筑的同时，连同桥头范围一并填筑，形成一体。然后直接在路基顶层上进行桩基放样、施工，并且取消立柱，直接用桩基替代立柱。因为路基填筑代替了台背填筑，克服了台背单独回填时因施工场地(台背预留的范围)窄小无法用大型机械碾压、边角无法压实的弊病。路基填筑与台背填筑同时进行，可以保证台背回填范围内所有点的压实度真正达到设计、规范的要求，且其大大的延长了台背填土对原地面的预压时间。

2.3 加强台背所在位置的地基处理

处理好台背软弱地基是控制跳车的关键。通常采用换填法、砂袋砂井法、塑料排水板堆载预压法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、振动碎石桩法等等，可以根据实际情况应用，以改善地基性能，提高地基承载力，减少沉降，缩小桥台与路堤的沉降差，避免错台。地基处理的方法是有效的，但其不能根本消除软基沉降现象，其工后沉降值一般情况下都远远大于桩基桥台的沉降量。

2.4 台背填筑材料的选择与施工

台背处填筑内摩擦角较小的材料，加之压实质量影响，路的压缩沉降量一般较大，为保证台背处路堤的稳定，其填土应选用内摩擦角大、强度高、可压缩性小、压实快、透水性好的填料，例如石灰土、级配碎石、砂粒等，便于控制压实质量，减小路基压缩沉降;也可采用轻质路基填料如气泡混合轻质土、泡沫聚苯乙烯、粉煤灰等，以减轻路基自重，降低路基沉降。此外，要严格控制桥头路堤的压实度，对于压路机无法到达的区域，应采用小型振动式压路机、强夯机等分层碾压。同时要减薄碾压层厚度，提高压实标准，确保压实度、减少沉降。

2.5 设置桥头搭板

采用桥台搭板来防止桥头跳车是一种较为常见的处治方法。其基本思路是将桥台与路堤衔接处因较大差异沉降引起路面纵坡突变，通过设置桥头搭板进行缓和过渡，使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，将路面纵坡变化控制在容许范围内，从而达到消除桥头跳车的目的。需要注意的是搭板的长度要尽可能的长，填土高度越大，次固结引起沉降越大，要求搭板长度就越长。由于实际施工中搭板长度都较短，设置桥头搭板对于较大的差异沉降仍就无能为力，且易在枕梁处发生局部下沉造成二次跳车，重交通荷载作用下搭板有可能折断。因此，仅仅靠桥头搭板解决桥头跳车也是不现实的。

2.6 采用土工合成材料处治

通过土工格栅加筋来处理桥头跳车的方法正越来越多地受到人们的重视，其做法是在台后路基中分层埋设加筋材料。通过加筋与土体之间的摩擦作用约束土体的侧面变形，从而达到提高土体承载力和抗剪强度，使之趋近于弹性范围内工作。同时，使土体上的作用荷载比较均匀地分散到整个加筋层上，单位土体面积的受力减小。实践证明:加筋可以明显提高土体的承载能力。其不但能将台后路基与桥台交界处的台阶式沉降变为连续的斜坡式沉降，还能减小路堤下沉。但是，土工格栅作为一种平面结构，对路基刚度的提高作用不大，对土体侧向变形的限制也很有限，但对填料的要求却比较高，更重要的是土工格栅消化的只是部分的路基压缩变形，不能消化由于地基沉降所产生的变形量，而地基沉降在大多数的桥头跳车的情况中起着主要作用。因此，用土工格栅来处理桥头跳车在地基条件较好的情况下是有利的，但不能从根本上解决桥头跳车现象。

3 结语

处理桥头跳车的方法多种多样，但每种方法都有其优缺点，施工时应根据实际情况选用适宜的处治方法，在施工和设计过程中通过合理设计、提高施工质量进行有效的预防，可最大限度的减少路基的工后沉降量，有效地减少桥头跳车。

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