土工格栅在桥头跳车处理中的应用与分析

宋铁刚

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司，北京 100020）

0 引言

改革开放40 年来，我国公路里程越来越长，道路等级不断提升。桥梁工程是公路建设的重点，由于早期缺乏相关技术经验，长期以来我国桥梁工程一直存在诸多问题，其中最常见的为路桥过渡段桥头跳车。桥头跳车不仅会影响车辆的行驶速度，还会危害行车安全，甚至出现严重的交通事故。目前，桥头跳车已成为公路工程行业亟待解决的难点问题。作为一种岩土工程材料，土工合成材料在路堤加筋处理中已得到了广泛使用及推广。在台背处理中，土工格栅具有施工便捷、绿色环保和经济效益好等优势，将其设置在台背回填土体内，可有效提升填料的整体性，并对回填土体的变形问题进行有效约束，是解决桥头跳车的重要措施之一。因此，在具体工程案例中，要根据实际情况，合理地选择处治措施，提高施工效果[1]。

1 桥头跳车的危害

目前，我国公路建设事业已取得了显著的成绩，但在其快速发展的背后，还存在诸多问题，例如桥头跳车问题，其危害性主要体现以下4 点。

1.1 影响行车舒适及安全

当车辆由桥头陡坎通行时，极易产生颠簸感，轻者引起乘车者心理不适，严重时会影响车速，如果车速较快，甚至会出现侧向摇摆或事故。

1.2 影响公路通行能力

当车辆通过桥头搭板纵坡转折处时，为了避免车辆发生剧烈振动、跳跃，驾驶员需减速前行，从而降低了公路通行能力。一般来讲，桥面类型、台阶高度、车辆类型均为影响车速快慢的主要因素。根据研究表明，如果台阶具有较小的高度，基本不会影响车辆行车速度。随着台阶高度的增加，对车速的影响越大。

1.3 影响道路使用性能

首先，桥头跳车会对桥产生较大的冲击破坏。当出现跳车时，会随之产生强大的冲击力，从而形成附加冲击荷载，加快支座、伸缩缝等构件的损害程度。其次，桥头跳车会导致道路破坏恶性循环。跳车问题产生，行车时会产生剧烈的跳动感，此时同样会对路面产生较强冲击，进一步加速路面破损，在行车荷载和自然因素长期作用下，路面损坏面积将进一步增大，甚至会出现沉陷、坑槽、水损害等情况[2]。

1.4 增加道路养护成本

根据大量的数据分析可知，我国多数桥梁均存在桥头跳车病害，此类病害频繁发生，为了提高道路通行能力，保证行车舒适及安全，必须及时做好桥梁跳车病害处治及路面养护维修工作，据不完全统计，每年我国针对此类病害维修养护所花费的费用将超过8 亿元，大幅增加了道路养护成本。

2 土工格栅台背加筋机理

土工格栅是一种高密度聚乙烯等材料加工而成的聚合物板材，主要以网状结构呈现，网孔尺寸相对较大，其特点为拉伸强度高、伸长率小、结点处厚度大等，对于土料颗粒来说，土工格栅具有侧向阻力作用，具有较强的冲击性，可优化应力场，减小差异沉降，提高土体强度及整体性。其加筋机理主要包括3 点，见表1。

3 工程概况

某桥梁工程全长为383.2 m，为17 孔钢筋混凝土预应力梁板桥，主跨为3 孔连续梁，20 m 简支梁为边孔，总跨为8×20+28+35+28+5×20 m。据实地勘察结果显示，桥梁所处地质条件良好，地面线以下土质类型为杂填土（1.5 m）、碎石土（2 m）、砂砾土（3.5 m）、风化岩石，其中18 kN/m³为杂填土容重，20 kN/m³为碎石土及砂砾容重。根据设计要求，重力式桥台为0 号桥台类型，7.12 m 为台后引道路堤填高，并采用砂砾回填台后路堤。从地质情况来讲，在桥头引道处产生差异沉降的概率不大，但是因为施工工期紧张，在路堤自重作用下，受时间限制仍会出现地基沉降等情况，为此，仍需做好桥头跳车预防措施。如采用“双向土工格栅+桥头搭板”的方式进行0 号桥台处理。

4 土工格栅加筋处理措施

4.1 台背路基回填

根据施工要求，可台背路基可采用砂砾土回填处理，其物理力学指标见表2。按照规定，需回填至底层土工格栅位置，由于厚度较大，可分层回填、压实，如果大型压路机存在碾压死角，需要及时采用小型压路设备对边角部位进行夯实。

表1 土工格栅台背加筋机理

表2 台背填料物理力学指标

4.2 土工格栅摊铺

按照等距离20 cm 间隔，在台背处埋设钢筋勾，待压实、整平路基后，可折回格栅，并将一个直径14 mm 的钢筋包裹起来，将钢筋挂着钢筋勾内，并通过铁丝将折叠的格栅绑扎好，保证格栅和台背紧密固定。若长度不足，可进行搭接处理，一般需在2 个网格以上控制搭接长度。随后沿路线纵向摊铺土工格栅，如果长度过长，需根据设计要求，切断处理。根据要求，土工格栅需铺设7 层，上3 层铺设方案为搭板末端向外延伸6 m；下四层铺设方案为搭板末端向外延伸5 m，严格按照不小于最小纵向铺设长度的规定设置铺设长度[4]。

4.3 土工格栅张拉

铺设完各层土工格栅后，需要采用人工或机械的方式张拉好土工格栅，保证伸长率控制在2%～4%，等满足要求后，便可采用U 型钉进行土工格栅定位。

4.4 土工格栅搭接

该工程需铺设七层土工格栅，针对各层土工格栅，相邻的两幅需做好搭接处理，一般可在20 cm 以上控制搭接宽度，随后按照“之”字型采用尼龙绳进行绑扎，保证其整体性。层面不同，则其连接部位绑扎时需相互错开，从而提升其整体效果[5]。

5 填料施工

根据施工要求，可采用砂砾土作为填土材料，要求由格栅边缘通过装载机逐步回填至台背处，严禁车轮碾压到格栅，填土厚度达到30 cm 后，便可进行压实、整平。大型压路机很难碾压到桥台或翼墙周围，此时可更换压实设备，例如采用电动打夯机等进行夯实，保证最终压实度满足设计要求。在完成施工后，需及时检测填料回填质量，主要对填料物理指标、压实度、平整度等指标进行检测，保证满足施工要求。

6 分层沉降管安装

当结束路堤填筑施工后，可采用冲击钻进行钻孔施工，钻孔深度为地基以下50 cm，146 mm 为孔径。并做好沉降管连接及安装磁环等工作。一般情况下，可按照土层分层实际情况，提前确定磁环的间隔距离，以“下—上”的顺序进行磁环安装，并固定上短。可通过接管连接两个沉降管，并利用螺丝固定，由此进行沉降量检测[6]。

7 结语

综上所述，在社会经济迅速发展的今天，我国交通工程建设规模越来越大。因交通量的日益增长，大量早期修建的桥梁工程均出现了不同程度的病害问题，例如桥头跳车。该文依托具体工程案例，决定采用土工格栅处治桥头跳车问题，通过土工格栅的应用，可以有效地解决此类病害，提高路桥工程的质量，具有良好的施工效果。