浅析高速公路桥头跳车的原因及防治

魏敏

一、前言

随着我国经济建设的不断发展，公路建设进一步引起了社会更多的关注，大量的高等级公路逐步投入营运使用。但从实际使用情况来看，普遍存在桥头回填沉降导致跳车这个问题，有的桥涵刚投入使用就出现严重的桥头跳车现象，同时桥头接缝及桥头搭板遭到破坏，尤其在一些软土地基地方更为严重，给行车和公路养护带来了很大困难，直接影响行车的舒适感及道路的使用寿命。

二、桥头跳车的质量通病及其危害

桥头跳车是指由于桥梁或通道等构造物两侧与路基填土衔接处产生较大差异沉降和差异刚度，使得路面出现显著地纵坡变化和刚度变化，从而导致高速行驶的车辆在该处产生跳跃的现象。桥头跳车是目前公路建设中的质量通病之一。

三、桥头跳车的成因分析

跳车的直接原因是刚性结构物桥台与路堤连接处在行车荷载的反复作用下产生较大的沉降变形差异。因为桥台结构物刚度大，基础一般都经过处理，可以认为无沉降发生。而台背路堤是一种刚度很小的非线形材料，在行车荷载的作用下产生较大的塑性变形，而且视不同的土质需要不同的时间才能趋于稳定。

（一）从技术理论方面分析

刚性桥涵台在行车荷载作用下，其自身可认为无变形产生，只有一部分因地基固结和压缩变形引起的整体沉降，而柔性路堤（相对于桥涵台而言）填土除了地基原因外还存在自身在雨水、温度变化、荷载等作用下的弹塑性变形，导致了桥头部位产生的相对沉降值超过了允许的极限，局部沉降差异大，产生跳车现象。

（二）从设计方面分析

1.桥涵设计着重在结构、地基承载力和稳定性方面的计算，对总体沉降只作规定，跨径小于100m时不进行验算；而路面设计则是以整体弯沉或弯拉应力作为控制指标；路基设计又是以压实度和高度来控制竖向变形。从抗变形能力即弹性模量来看，不论是轻型橋台还是重型桥台，其弹性模量均是台后填土弹性模量的千倍左右，因此两者在沉降方面产生了明显的差异。所以，在路桥连接处是间断不连续的，这种先天不足必然要引起受荷后的不一致变形跳车。

2.从产生桥头跳车的原因来看，主要是构造物两侧的差异沉降引起，如何缩小构造物与台背回填土的差异沉降是解决桥头跳车的关键，而台背回填土压实度只是缩小差异沉降的一个方面。不同的材料在达到同一压实度的条件下，在同一荷载作用下的塑性变形和次固结沉降不相同，强度低、刚度大、压缩性大的材料其塑性变形和次固结沉降大。

3.现行规范规定用透水性好的材料作为台背回填材料，虽然其刚度和压缩性比粘性土要好，但由于其透水性，致使天然地基和相邻路基土会受周围渗透水、毛细水、路面渗水、桥台沉降缝渗水等的浸湿而软化，久而久之，造成台背回填处土基和临近路基强度低，变形加大，使其不能处于较干燥的状态下工作。

4.结构突变。桥台与台背路面在结构上存在着差异。从路面和桥面系结合处可以看出，桥头左右两侧是两个不同性质的路面体系，左侧为柔性面层与刚性桥台组成双层路面体系，右侧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，桥头两侧抗变形能力不同，相对沉降现象就不可避免。

（三）从施工方面分析

1.回填处地基清理不彻底，有杂物、浮土等，没有将基坑内水抽干、晒干，就开始回填。

2.天然地基承载力低，没有清除压实不够的路堤填筑土。

3.没有根据台背回填的施工特点明确具体的施工工艺要求，施工处于无序状态或不科学、不规范的施工。

4.施工管理难度大。由于台背回填往往滞后于构造物和路堤填筑施工，且点多、工程量小、比较分散、要求高、填筑层次多，加之工程后期抢进度，客观上给施工管理带来一定的难度。

三、台背回填施工控制要点

（一）台背回填区天然地基处理

1.彻底清淤，将桥头所有含量超标准的土壤完全清除，直到符合强度要求为止，消灭填料不合格带来的隐患。当原地表为含水量较大的淤泥质土层或用钻孔桩施工时，泥浆排放不合理，淤泥在锥坡及台后路基位置处沉积，要对其进行彻底清理。如果在这部分土层上填筑土方，随着淤泥中薄膜水的蒸发或自由水的转移，液相减少，体积收缩，上层土体必然会沿着软泥层产生滑移出现沉降，引起桥头错台。因此，清淤这一程序不容忽视，必须完全彻底清淤。

2.在软弱地基上，桥涵多采用深基础或地基加固处理，其沉降量相对较小，而桥头路基往往达不到与桥涵相同的标准，因而沉降相对大一些，因此两者工后沉降量要求也不相同，为减少工后沉降，消除跳车隐患，必须事先对软基进行处理。高等级公路的软基处理，通常采用砂袋砂井法、塑料排水板堆载预压法、换土法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、振动碎石桩法、强夯法等等。

五、监理措施

针对规范的具体要求，监理工程师在施工监理的过程中必须要采取特殊措施。

（一）要求承包人对本合同段的桥涵构造物的施工和台背回填制定详细的、可操作的施工组织计划方案，并审查其方案的可行性。审查内容包括：承包人所派的质量自检负责人的业务能力，其他质量自检人员的素质及配置数量；根据台背回填施工的特殊性，配备机械和人工夯实机具，并处理好结构物、路基填土、台背回填三部分施工之间的协调关系。

（二）在正式开工之前，必须做好试验工作。试验的内容包括选用的材料最大干密度、粒径、含水率等；选用的碾压机类型、吨位、碾压遍数，合适的松铺厚度。尤其对“死角”确定选用何种人工夯实机具以及它与压路机的配合使用，每层碾压密实后，均应检测，并填写检验报告；在试验路段检查合格后由承包人写出试验报告，经监理工程师审核签字后实施。

（三）施工阶段的质量控制是防止和减小路基沉降的关键，也是监理工作的重点。其施工工艺由若干道工序组成，监理工程师应把监理工作的重点放在影响施工质量的几道关键工序上，进行“重点监理，现场抽检，严格把关”。必须严格执行关键工序未经监理工程师抽检与签认，不得进行下一工序施工的规定，从而保证台背回填的质量。具体操作方法是将回填按层厚分为若干回填层，层层检测。

六、结束语

综上所述，治理桥头跳车首先要研究其产生的原因，提出适宜的处治原理。施工阶段的台背回填质量是影响桥头跳车的主要因素。加强台背回填的施工质量控制，这个观点与方法已被工程实践证明是可行且有效的，但在实际应用过程中，由于各方面的原因，造成台背沉陷，对桥涵结构物的工作状态和路面使用品质产生不利的影响，导致公路和桥涵养护费用增加，且增加了行车的风险，降低了通行能力，甚至造成交通事故。因此，除完善设计、严格监理等措施外；最主要的是施工单位应加强台背回填的过程质量控制，严格按规范要求施工。力争将台背沉陷控制在允许范围内，避免桥头跳车现象的出现。

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