(葫芦岛市公路勘测设计院有限公司,辽宁 葫芦岛 125000)
桥头跳车是指桥梁与桥梁台背回填部分之间因为不均匀沉降而产生的路面或桥梁搭板变形,导致车辆行驶至该部位时产生颠簸的问题。桥头跳车问题,一直以来困扰着工程界,在道路通车后2年左右,桥台与路基搭接部位普遍都会出现桥头跳车现象,极大的影响了行车舒适性,甚至造成车辆的损坏。本文主要从桥头跳车成因、处置办法、处置效果等角度进行分析,将处置办法分为病害前处理及病害后处理两类,以更好的指导施工。
一般情况下,出现桥头跳车现象的路段位于土质较差或者雨水等冲刷较密集的地带。由于这里的土质中,含水量较大,这就造成了这里的土质较其他地区一般土质偏软,具有较大的压缩性,因此这里的土质抗压能力较低,在车辆等动态荷载压力作用下,容易出现台后路基的不规则沉降,产生桥头跳车现象。
台背回填压实过程中,操作不规范,压实不到位或未进行预压处理,容易造成填料的压实质量不满足设计规范要求,后期造成严重的沉降。桥台施工与路基施工不同步,施工中将台背回填作业面较小,难以使用重型机械进行压实,只能使用小型夯锤对靠近台背部位进行补夯,压实效果不佳。
路桥工程中,台背与台后两个部分在路面结构中差距较大,在路面与桥结合处,我们可以看出,台背分割点附近左右两侧是两种不同的路面体系。台背侧铺设的为柔性面层与刚性桥台一起构成的双路面体系,而台后路面一侧是柔性或者半刚性的多层路面体系。台后路面在车辆等活荷载的压力下,垫层基层会迅速密实,结构层受到路面层压力的传导产生压缩。桥台因为基础位于持力层内,在恒载及车辆荷载作用下沉降不大,而与路基处相比较的话,沉降极小。正因为这样的结构,台背分割点左右两侧的抗变形能力差距较大,造成路面结构在受到极大荷载压力下,易造成结构破坏,产生公路桥头跳车现象。
为消除桥台及台背回填的沉降变形,回填前应对不良地基进行处理。首先,应对现场原位土层进行取样,测定桥台部位土体的含水率、剪切力学性能、密度等力学指标,通过现场试验确定地基处理方案。
1.换填方案。当桥台部位为软弱地质不良地质时,软土厚度小于2m,可采用挖除换填方案,将软土挖除干净后,采用天然级配砂砾回填或灰土碾压回填。
2.深层搅拌法。深层搅拌法是处理桥台后软土地基最常见的办法之一,要运用专业的搅拌机械对软土基层进行深层搅拌,设备机械主要搅拌的方式是,通过机械开展活动,通过从中心到四周旋转的方式来对需要加固的土体与加入的土桩进行融合,从而通过加入坚固物体,改变原来软土体的孔隙程度并加强原土体抗压能力以及自我强度,从而减少路桥桥台地基沉降现象,从而防止公路桥头跳车现象的发生。
3.砂桩加固法。通过将原地基土地进行置换并进行竖向排水从而减少后台地基土体强度。通过对加入料粒做成的桩,主要材料为由砂、砂砾、砾卵石、碎石或建筑垃圾等构成的砂桩,通过专业机械将这些材料灌装成人工地基,通过砂桩来提高整个土体地基承载力并有效减少沉降。这种砂桩加固法具有工期短,质量容易保证以及在施工过程中噪声小的特点,该法适用性比较广泛,可广泛用在软弱地基、湿陷性黄土地基以及液化土地地基等等。
台背回填填料是防治桥头跳车问题的关键,应以粗颗粒材料进行填筑,以有效改善路基压实性能。在路基上方还应设置一定厚度的结构层,提高路基与路面的整体刚度。在工程实践中,大多采用石灰土等改性土或轻质填料来回填,防治效果理想。挖方路基段落的台背回填宜采用挖台阶形式进行衔接,每一级台阶不得低于60cm,每层回填材料厚度不得超过20cm。碾压遍数应满足要求,根据现场填筑试验,发现可采用三遍振动碾压+二遍静压的组合,压实效果满足规范要求。台背回填碾压因场地受限,大型碾压设备难以发挥作用,建议采用横向碾压法进行作业,对难以碾压到的台背部位,应用小型夯机进行压实,直至没有碾压痕迹。在施工过程中应每层检测压实度,确保每一层压实度都达到设计要求。
根据现场施工情况的特点,增加顺路面方向桥路面基层强度,减少台背分割点两侧结构差异,从而减少两侧抗性变能力,减少两侧不均匀沉降。例如我国高等公路基层结构普遍采用水泥稳定土砂砾作为材料,可增加桥梁及台背分割点附近水泥稳定土含量以增加台背两侧的基层的刚度、强度,以达到在抗剪、抗压能力上趋于一致,减少公路桥头跳车的可能。另一方面,由于桥台与路基路面结构体系差异较大,可在台背分割点附近设置矩形板当作他们之间的过渡带,因为矩形板是一刚性体,路面一侧较矩形板可看作柔性体系,刚性体系与柔性体系由于抗压能力不均衡,容易在其接缝处产生突变,从而形成公路桥头跳车现象。因此过渡带设置成水泥板加长接搭板可良好的解决过渡带刚性不均衡的情况,从而有力减少公路桥头跳车现象。
综上所述,公路桥头跳车现象对人们在公路正常行驶危害极大,严重影响人们的出行安全,因此需要对桥头跳车的原因结合公路现场情况进行系统分析,提出针对性解决方案,减少桥头跳车现象,使国家公路事业不断发展。