桥头跳车原因及治理方法

桥头跳车原因及治理方法

【摘要】桥头跳车是由于构造物与台背路堤不均匀沉降引起的，是高速公路通病之一，如何减轻或者消除桥头跳车，己成为高速公路建设中亟待解决的课题。

【关键词】公路；桥头跳车；综合防治

随着公路等级的不断提高，桥梁、涵洞等公路构造物所占比重也越来越大。在这些构造物台背回填处普遍存在“桥头跳车”的现象。在大力发展高速公路的今天，如何有效地消除桥头跳车或将跳车减小到最低程度，已成为高等级公路建设中亟待解决的问题。鉴于此，深入开展公路桥头跳车防治技术的研究，提出既经济又能有效地防治公路构造物台背沉降的措施，对最大限度减少甚至消除跳车现象，满足高等级公路对行车高速、安全及舒适的要求，以及延长道路的使用寿命等，具有十分重要的现实意义。

1.桥头跳车病害的成因及机理分析

1.1路堤填料的压缩和位移

事实上，因为桥梁的高程比公路要稍微高一点，所有的桥梁引道必须建筑在填土路堤上才能使得公路和桥梁可以连接好。无论选择的填筑材料压缩性高或低，那在公路车流荷载作用下都会引起引道填筑材料压缩并且导致沉降，而桥梁不会沉降。典型情况是，填筑材料的压缩会达到一个有限值并且最终趋于稳定，其次，边坡垮塌和横向位移也会引起公路高程降低。

在土的压实过程中，因土粒受到瞬时荷重或振动力的作用，在相同的压实功能条件下，对于不同的填料，其最佳含水量和最大干密度也不相同。相反，含粘粒较多的土，其最大干密度比含粘粒量少的土要低。土经压实后，其密实度越大，内部孔隙就越小，渗透性也大大减小，水稳定性提高。

1.2路堤下地基土体沉降和位移

路基基础的沉降是引起桥头跳车问题最重要的因素。基础沉降、路桥过渡段沉降的产生几乎是不可避免的。并且在施工完成后，基础产生的问题是最难进行处理的，因为这些问题一般是道路表面下3--30米的位置产生的。一般来说，当路基建造在压缩性比较大的粘性土体上时，路堤基础最容易产生问题。非粘性土产生问题相对比较少，因为土体压缩在施工引道搭板路面之前就会很快完成。但是粘性土(比如，软粘土，粉质粘土等等)表现出依赖于时间的压缩模式，意味着由于基础问题而对跳车问题进行处理的时间会在整个土体固结期内变长。其结果是加速和增大了基础的压缩。并且，粘性土更有可能会产生侧向塑性变形，这样也会导致沉降的产生。

1.3路桥过渡段的设计、施工问题

因为设计或施工问题没有正确地提出，比如说:采用的桥墩基础类型，连接方式的选择，碾压方法，施工顺序等对桥、路沉降差的影响。上述原因中，一个普遍的问题就是桥梁和桥台经常在引道没有最终压实之前己经施工好，这给在桥梁端部放置压实机械设备造成了困难。

1.4不良排水系统

水在桥梁表面和引道路面集中起来会给桥梁引道造成极大的损坏。水通过接缝或者裂隙渗入桥台和引道路面之间的区域会导致接缝下回填土非常大的流蚀。设计不当的排水系统也会导致其它沉降问题。首先，如果填料和基础材料的含水量比较高，土体的承载力较低，导致土壤的沉降或位移和降低引道的高程。其次，因为填筑材料和基础土壤逐渐变化，公路引道下的土壤会发生流蚀，这也会造成搭板高程的降低。

2.桥头跳车综合防治技术研究

2.1路堤处理

路桥过渡段引道路堤(特别是高填路堤)，出于经济上的考虑，通常采用最便利获得的填料来施工。采用粒状土填料，因为它能被更好的压实，并且在施工后不久即达到最大密实度。另外，在路堤施工时，采用合理施工方法和工艺可以很大程度上减小工后沉降量，特别是在对填料进行压实时，更要采用正确的压实方法。另外，对于引道路堤的压缩，侧向的稳定性和剪切强度对于维持整个引道路面稳定性非常重要。改善路堤最好的办法是选择高质量的粒状工程填料填筑在桥背处。工程填料主要是粗糙的粒状材料。填料施工后会很大程度上抵抗不良排水、冻融(风化)作用、长期固结和剪切破坏，这些都是引起引道沉降的主要因素。路堤的压实度控制是控制沉降最重要的因素之一。一般采用重型压实标准，对于粉煤灰路堤来说，可以降低这个要求。

2.2路基处理

从减小工后沉降的角度出发，采用预压方法，对桥背路基，进行长时间的堆载预压或真空预压等技术，使地基的强度随施工有所提高，减小道路通车后桥坡的工后沉降。预压排水固结法是在天然地基中设置竖向排水井，然后在预压荷载作用下，使得饱和软弱粘性土固结，孔隙率减小，土体强度提高，以达到增加地基承载力和减小工后沉降的目的。这一方法对高速公路路基的处理特别有效，实践表明，经过预压处理过的路基，其工后沉降大为减小。排水预压法通常由排水系统和加压系统两部分组成。

2.3地基处理

从减小地基总沉降的角度出发，对桥坡地基进行地基处理;通常采用注浆、强夯、深层搅拌桩、碎石桩、砂桩等地基处理技术，提高地基强度与压缩模量，

减小地基总沉降。

2.3.1挤密桩加固地基

土桩、灰土桩是利用成孔时的侧向挤压作用，使桩间土得以挤密，随后将桩孔用素土或灰土分层夯填密实。前者称为土桩挤密法，后者称为灰土桩挤密法，其共同机理均为对土的侧向深层挤密加固。但从加速饱和软土固结和控制沉降的角度来说，上述两种方法还是不够，而砂石桩不但具有土桩、灰土桩的功能，而且可以控制沉降以及防止地基液化病害。这一功能主要来源于砂石桩的挤密作用和振密作用。

2.3.2深层搅拌桩加固地基

复合地基是指天然地基经加固处理，部分土体得到加强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，形成的基体(天然地基)和增强体复合而成的人工地基。复合地基中的人工增强体存在，使其区别于天然地基；而增强体与基体共同承担荷载的特性，又使其不同于桩基础。深层搅拌法是通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将土体和固化剂强制搅拌，利用固化剂与土体之间所产生的一系列物理化学反映，使土体硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的桩体，形成良好复合地基。

2.4设置搭板处理跳车问题

处理桥头跳车问题应用最为广泛的技术是采用混凝土引道搭板来跨越在桥台附近4.5--6.0米的地方产生的小量的沉降。当沉降产生时，在引道搭板下面会塌陷产生一个空隙。如果搭板没有设计成足够牢固来跨越没有支撑的空隙，搭板会破裂或完全破坏，会造成引道或至少一个车道无法进行运营。从路堤处理的角度看，压实度的控制是最为关键的问题。高质量的施工可以保证压实度控制在设计允许范围之内；从减小工后沉降的角度出发，采用预压方法，对桥背路基，进行长时间的堆载预压或真空预压等技术，使地基的强度随施工有所提高，减小道路通车后桥坡的工后沉降；从减小地基总沉降的角度出发，对桥坡地基进行地基处理。通常采用注浆、深层搅拌桩、碎石桩、砂桩等地基处理技术，提高地基强度与压缩模量，减小地基总沉降；设置桥头搭板是处理桥头跳车问题应用最为广泛的方法。

3.结语

桥头跳车是公路常见病害，成因复杂，处治技术难度大，目前尚没有从根本上得到解决，本文结合实际工作，围绕减少或消除构造物与台背路堤不均匀沉降，防治桥头跳车展开。虽然在桥头跳车机理、不均匀沉降标准、综合防治技术方面取得了一定的进展。桥头跳车问题的成因非常复杂，不是单一的专业就可以解决的问题，它涉及的学科比较多。因此，在研究此问题的时候不应该从一个专业的角度出发而应多方面考虑各专业进行研究。