公路桥（涵）接缝处跳车问题的施工及防治措施

刘英春

（中国水利水电第十三工程局有限公司，山东 德州 253015）

1 桥头跳车原因分析

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 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。而路基沉降的原因主要有以下几个方面：

1.1 桥(涵)台台背路堤压实度不满足要求

从公路工程建设可知,几乎所有的桥(涵)梁、通道和明涵都要求台背填土处治,而台后填土压实度由施工用料、机械设备、施工顺序、施工经验、施工作业面等工程管理因素的影响。施工过程涉及各个方面,从公路施工调查结果可知,台背填土普遍存在压实不足的问题,这是造成路桥(涵)过渡段不均匀沉降的基本原因之一,另外,在公路营运过程中,路基在车辆荷载以及自然因素作用下,会形成土基塑性变形的积累导致路桥(涵)之间的差异沉降,从而影响公路路面的平顺程度。

1.2 桥(涵)头路堤边坡防护措施不妥

从公路桥(涵)头路堤的施工可知,台背路堤填土常采用砂类、渗水性土作为填料,不考虑防水和排水设施,通常,对桥(涵)台处于长期浸水路段,采用浆砌片石护坡,而其他桥(涵)台路段,只在锥坡范围设置浆砌片石护坡。台背设置防格网草护坡或草皮护坡,但是,从公路改建、水毁和收尾工程侦查过程发现,许多桥(涵)头路堤沉降较严重的地方,长伴随锥坡和护坡水毁,分其原因,雨水对路堤的冲刷和侵蚀防格网草防护等路堤边坡防护措施未能起到保护路基免受雨水侵害的作用,所以桥(涵)头路堤边坡防护措施及台背防水和排水设施的不适当,促使台背填土流失,路基强度降低,在行驶车辆长期作用下,过渡段填土塑性变形,诱发桥(涵)头路堤不均匀沉降,出现桥(涵)头跳车现象。

1.3 桥(涵)头搭板设计欠妥

在公路工厂建设中,桥(涵)头过渡段多采用搭板结构,而设置搭板后的桥(涵)头跳车现象依然存在,分析其原因有两方面:第一,根据桥(涵)梁的长度,桥(涵)头设置搭板长度分为:大中桥(涵)搭板长度为8m,小桥(涵)及涵洞搭板长度为5m。而在施工中桥(涵)头路堤处于高填方,路桥(涵)间相对沉降量大,而搭板长度不足以起到顺接作用,车辆行驶时往往出现桥(涵)头跳车现象;第二,搭板强度不够,产生断板引起桥(涵)头线形突变,出现桥(涵)头跳车。

2 加强路桥(涵)过渡段的施工组织设计

2.1 如果施工方案和施工组织设计的质量不高,就难以保证在预定的成本范围内,按期交工和确保工程质量。因此,对于施工方案和施工组织设计必须达到以下要求:(1)要讲究科学的编制程序和方法;(2)编制时进行技术经济分析和比较,做到设计优化,除了在施工方案和施工组织设计的质量保证,还要做好检查施工准备工作的质量,做好施工人员的技术交底工作,材料的质量控制和机械设备的质量保证。过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥(涵)间的沉降差,在桥(涵)台结构完成后尽快安排过渡段陆地与一般填土路堤的施工,使用同样压实能量的压实机械把过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压,分层填筑时,每层松铺厚度必须控制在15cm内,并在台背墙上划上记号,以保证厚度的均匀性,方便施工人员检查。在路堤和桥(涵)台连接部位,路堤与锥坡预压填土应同步填筑碾压,使用大型机械碾压困难时可改用小型振动机充分压实。

2.2 实施台背路堤填筑之前,要有目的地选择施工路段的填料,对要采用的各种土壤做对比试验,其试验项目包括:(1)土壤的液限和塑限联合测定,实施筛分和击实试验;(2)不同土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实变数和松铺厚度的关系,从试验结果比较各种土壤的技术指标,选出最适宜的土壤作为填料;(3)从经济角度考虑,以就地取材为主,就地取材不仅经济而且取材方面不误工,材料的选择原则上应选用较大的砂类土或渗水性好的材料,这样的材料强度高,容易压实,当采用非渗水性材料时,应在土中掺加外加剂,如石灰、水泥等,严禁使用淤泥以及含草皮、树根和其他杂物的土作为填料。

3 减少桥头跳车的措施

3.1 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，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。

3.2 地基加固处理

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。

根据笔者多年监理经验，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。

3.3 合理使用填筑材料

由于土的内摩擦角较小，加之压实质量的影响，所填路基的压缩沉降-般较大。因此，桥台后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、石灰稳定土等，并且压实速度快，加载后能在短期内完成变形。在笔者所参与的高等级公路工程的监理过程中，后台填土多采用轻质填料，常用的材料为粉煤灰，其目的就是减少填方容重，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。

3.4 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，由击实试验所得的击实曲线图有一峰值，此处的干容重为最大，称为最干容重，与之对应的含水量则称为最佳含水量。只有在最佳含水量的情况下压实效果最好。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，压路机行驶速度也大有讲究，既不过慢也不过快，各种压路机械的最大速度不宜超过4km/h。碾压开始宜且慢速，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，故宜先轻压，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，压实工作完成后按设计宽度和坡度予以刷齐整平。

3.5 正确设置土工合成材料

由于土工格栅具有抗拉强度的特点，而无纺针刺类土工布具有排水效果较好的特点。因此，在沪芦10标工程范围内，每座桥接坡都普遍使用了土工布和土工格栅。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。所以监理主要采取了以下一些控制措施：

土工布的质量控制。规范要求土工布的单位面积质量为300g/m～500g/m，强度按用途分类为3个等级。考虑到土工布的不同材料和工艺，其力学性能存在差异较大的情况，要求土工布单位面积质量不小于400g/m2，其纵向抗拉强度不小于20km/m，满足握持强度≥1100N，撕裂强度 ≥400N，刺破强度≥400N，CBR顶破强度≥2750N的土工布，要求采用聚脂长丝针刺型。只有这样，土工布才能起到明显的隔离层作用。

考虑到土工布的排水效果与土工布的厚度有密切关系，选用的土工布太薄，透水能力就低。为此，要求选用克数较大的土工布，最好为400g/m～500g/m。

4 结束语

在路桥(涵)过渡段,由于桥(涵)台和路堤之间存在强度渐变段产生不均匀沉降,出现桥(涵)台跳车现象,是公路工程中的一个突出现象,必须根据工程实际,进行全过程的系统的科学管理,加强结构设计,加强控制施工中的各个环节工序的工程质量,从思想上认识质量的重要性,从技术上加强管理,从客观上制定一套科学的管理程序,就能减少过渡段的不均匀沉降,从而减轻桥(涵)头跳车现象,提高社会经济效益。

[1]蒋中华，侯鹏.水泥搅拌桩与钢板桩配合帷幕施工技术探讨，科技情报开发与经济，2008-09.

[2]郑连群，姬同庚.碎石桩、水泥搅拌桩质量检测与控制[J].科学之友(学术版)，2005-05-10.