橋頭跳車成因及防治橋頭跳車是指橋頭構(gòu)造物與引道路堤填土銜接處產(chǎn)生較大差異沉降，使得路面形成臺階式顯著縱坡變化，導致高速行駛的車輛在這一段產(chǎn)生顛簸跳躍現(xiàn)象。目前，隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，公路建設(shè)投資力度不斷加大，公路行車安全和乘坐舒適度問題得到了廣大司乘人員和社會的高度關(guān)注。其中橋頭跳車這一較為普遍的公路缺陷，引起了公路建設(shè)者的重視，成為我們公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中急待解決的問題。成因分析現(xiàn)行的公路橋涵規(guī)范中規(guī)定，簡支梁樁基橋臺的工后沉降量容許值為2.0√L厘米，L為相鄰墩臺最小跨徑長度，以米計，跨徑小于25米時仍以25米計算。以25米跨徑的簡支梁為例，該橋臺的工后容許沉降為10厘米。而在實際的公路橋涵建設(shè)中，簡支梁樁基橋臺的設(shè)計容許沉降量比規(guī)范中要小得多，通常樁基橋臺的容許沉降量為3厘米左右。同時在現(xiàn)行的《公路軟土路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定，高速公路、一級公路的工后容許沉降為：橋臺與路堤相鄰小于等于0.10米；涵洞箱型通道處及過渡段小于等于0.20米；一般路段小于等于0.30米。很顯然，樁基橋臺的輕微沉降要比軟土地基路堤的工后沉降小得多，而正是這種沉降差造成了橋頭跳車。樁基橋臺是剛度很大的構(gòu)造物，在施工結(jié)束時沉降已基本完成；而高填土路堤的剛度很小，它在車輛荷載的反復作用下產(chǎn)生較大的沉降變形，這是產(chǎn)生橋頭跳車的主要原因。把造成橋頭跳車的因素歸結(jié)起來主要有以下幾個方面：如圖1所示。地基沉降橋涵結(jié)構(gòu)一般位于溝壑地段，橋臺背后的地物地貌和其他路段相比，明顯要差些。通常其地下水位較高，孔隙比大，含水量高，強度低，壓縮性大，多屬軟弱地基。在其上填筑路基肯定會產(chǎn)生較大變形。同時，由于橋頭段路堤填筑比一般路段要高，約在5米至10米左右，有的甚至在10米以上；其產(chǎn)生的基底附加應力就大，從而引起的地基沉陷也大。路基沉降臺后填料本身含有水分，存在孔隙。施工中無論采用什么措施、采用何種填料也不可能完全消除填料顆粒間的空隙，即壓實度不可能達到100%。在填料自身及車輪荷載的反復作用下，路基填料逐漸被壓縮，在通車后一段時間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降；另一方面，臺后填料及路基填土在竣工通車時并沒有全部完成固結(jié)沉降，車輛荷載作用下土顆粒（填料顆粒）骨架會發(fā)生蠕動變形，它所產(chǎn)生的次固結(jié)沉降可以達到總沉降的10%左右，這也是橋頭跳車的一個重要原因。地質(zhì)不均勻在工程地質(zhì)勘察中，大約每隔100米進行一次鉆孔取樣。而修建高等級公路時，路基寬度很大，通常路堤頂面都在26米以上，坡腳在40米以上，同時引橋路堤的長度也可達上百米甚至更長。所以在如此大的范圍內(nèi)都按照一個點的地質(zhì)勘察報告進行統(tǒng)一的設(shè)計和施工的話，必然會使橋頭路堤產(chǎn)生不均勻沉降。不合理的施工和設(shè)計軟弱地基沒有進行必要的處理，或在基底頂面未設(shè)置適當?shù)呐潘O(shè)施，從而使路堤在通車后沉降過大；施工工序不當，比如在沒有完成橋臺的擋土墻之前就填土，填筑速度過快等；填料選擇不當，填料的壓實度特別是鄰近橋臺部分不符合要求；橋臺路堤的聯(lián)結(jié)處設(shè)計不合理，致使在車輛及雨水的作用下產(chǎn)生裂縫，使該處下部填料及基層受損，形成跳車。其他原因橋臺路提及錐坡范圍內(nèi)地基填前處理不徹底；臺后壓實度達不到標準，高填土引導路堤本身出現(xiàn)的壓縮變形；路面水滲入路基，使路基土軟化，水土流失造成橋頭路基引導下沉或回填不及時積水而引起的橋頭回填土壓實度不夠；工后沉降大于設(shè)計容許值；臺后填料不當或填料含水量過大；軟基路段臺前預壓長度不足，橋頭堆載預壓卸載過早，軟基處理深度不到位，質(zhì)量不符合設(shè)計要求等。防治方法重視橋頭地基處理采用先進的臺后填土施工工藝，選用合適的壓實機具，確保臺背及時回填，回填壓實度要達到或高于規(guī)范和設(shè)計要求。近年來，在處理軟基時常采用二灰土樁進行加固。二灰土樁是在石灰樁、二灰樁的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)場土體并摻合適量石灰和粉煤灰，對軟弱地基進行處理的方法。二灰土樁是一種緩凝劑材料，它的強度和模量會隨齡期而增長。二灰土樁具有很強的擠密作用和加筋置換作用。這種方法的造價比粉噴樁要低。用二灰土樁處理臺后軟基時，也有樁長和置換率的考慮。其臨界樁長為12米左右。置換率的增大能減小加固區(qū)內(nèi)的變形，但對樁端下軟土層的沉降影響很??；比較好的置換率在15%左右。而對于含水量大于40%的軟粘土采用二灰土樁處理時要謹慎，寧通一級公路南通段引河大橋橋頭路堤采用的是二灰土樁處理，效果較好。其選擇的二灰土施工配比是石灰：粉煤灰：土=1：4.5：4.5，含水量為21%，實際成樁長6米至7米，樁距2米，三角形布置，樁徑0.55米左右。對該橋頭軟基加固后，總沉降量減少33%，工后沉降減少83%。采用超輕質(zhì)材料作路堤改善地基性能，提高地基承載力，合理利用超輕質(zhì)材料。在科學改善地基性能后，鋪設(shè)輕質(zhì)材料可以更有效地減輕路堤自重，降低地基應力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)，常用的輕質(zhì)材料如粉煤灰等。現(xiàn)在廣東等地開始試驗推廣的新型超輕質(zhì)材料--泡沫聚苯乙烯塊，其密度很小，抗壓強度約為0.25兆帕，且吸濕性極小，耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯乙烯塊，可大大減輕路堤體的重量，能成功地遏止橋涵連接路堤的過渡沉陷，從而避免垂直錯位；另外還具有施工簡便，不污染環(huán)境，能縮短工期等優(yōu)點；同時還可以減少橋臺等構(gòu)筑物的土壓力及側(cè)向壓力，從而減少構(gòu)筑物的移動變位，改善結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。臺背回填處理有針對性地選擇臺后填料。橋臺后宜選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好、固結(jié)性好、變形小的填筑材料，如巖渣、礫石、砂礫等。同時，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實性能，使路基容易達到設(shè)計要求的密實度。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長度距橋臺背不小于2米、且與路基相接處按不大于1∶1設(shè)置斜坡或臺階，回填高度視路堤高度而定，一般取2至4米。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部(約50厘米范圍內(nèi))設(shè)置水泥穩(wěn)定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。一般穩(wěn)定層結(jié)構(gòu)是沿路堤縱向距橋臺背約10米長，用一定劑量(如4%至6%)的水泥進行穩(wěn)定，并且遠橋臺端與路基相銜接處，采用1∶1設(shè)置斜坡。上述兩種處理方式均能達到減少豎向變形和剛?cè)嵬蛔兊某尚?。兩種方式同時考慮，則效果更佳。我們在施工中采取礫石回填，還要保證足夠的臺前預壓長度，分層重碾、灑水處理。要連續(xù)進行沉降觀測，保證橋頭沉降速率達到規(guī)定范圍內(nèi)再卸載。確保橋頭基底處理深度符合要求，嚴格控制基底處理質(zhì)量。還要做好橋頭路堤的排水、防水工程，設(shè)置盲溝、擋墻欲留孔口濾水，合理與路基段銜接，達到規(guī)范要求。路面處理一是對橋臺后路面結(jié)構(gòu)進行重新設(shè)置（如設(shè)置橋臺搭板）。在橋臺后的填筑上方，設(shè)立搭板，大橋搭板長8至10米，厚42至48厘米左右；中橋搭板長6至8米，厚34至42厘米左右；小橋(涵、通道)搭板長5米左右。其中用栓釘固定，栓頂?shù)囊话氩迦氪畎?，另一半插入臺背中。栓的標號采用的是C25。二是采用過渡性路面。根據(jù)橋涵的長度和路基的沉降值等，在橋頭一定長度范圍內(nèi)，鋪設(shè)過渡性路面，待路堤沉降基本完成后，再改鋪原設(shè)計永久性路面。常用的有預制水泥混凝土六棱磚、條石鋪砌。半剛性過渡層或瀝青表處過渡層。淺談橋頭跳車的原因及處理王洪山（云南第二公路橋梁工程有限公司，云南昆明，650205）摘要：公路是國民經(jīng)濟的重要命脈，從已投入使用的高等級公路特別是高速公路來看，常見的道路病害是：路面在橋臺背回填處出現(xiàn)沉陷或斷裂，車輛通過臺背回填處跳車。本文對路橋過渡段的差異沉降進行了了分析，并初步提出一些處理措施。關(guān)鍵詞：橋頭跳車；沉降差異；措施1前言公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展，為經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展注入了強大的活力。但是，從已投入使用的高等級公路特別是高速公路來看，存在著不少問題，其中比較常見的道路病害的：路面在臺背回填處出現(xiàn)沉陷或斷裂，車輛通過臺背回填處跳車。而且隨著高速公路的迅速發(fā)展，車輛快速、安全、經(jīng)濟和舒適的要求越來越高，這個問題越來越突出，影響公路使用性能和運輸效益的發(fā)揮。因此如何解決臺背回填處的跳車問題，已引起公路建設(shè)行業(yè)的重視，但并未獲得滿意的解決辦法。汽車駛過橋頭進，由于沉降差異的臺階會激起汽車的振動，使司乘人員處于振動環(huán)境之中。車輛振動會影響著人的舒適性、工作效能和身體健康。筆者參加了楚大高速公路、大保高速公路等的施工，現(xiàn)結(jié)合工程實踐就路橋過渡段的差異沉降進行分析，并就如何防治橋頭跳車問題談一些體會。2橋頭跳車原因分析2.1沉降差異橋頭跳車主要是由于橋臺與臺后基沉降不均勻造成了橋臺和路基頂面的沉降差而產(chǎn)生的。當沉降差超過2cm以上時，將使此處的路面斷裂，從而使行車產(chǎn)生明顯的顛簸和不適。分析形成沉降斷裂的原因，主要是由于高等級公路橋臺基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)，樁尖落到持力層，其沉降量甚小，設(shè)計控制工后的沉降量一般為2cm~3cm，而其后的臺背回填因地基沉降和臺后填料本身的壓縮變形，從而使橋臺和路基產(chǎn)生不均勻沉降，造成路面和橋臺的高程突變，形成橋頭跳車。路基沉降的原因主要有以下幾個方面：（1）地基沉陷土質(zhì)不良，由此產(chǎn)生沉陷是橋頭跳車的主要原因。橋涵通常位于壑地方，地下水位較高，在南方地帶有軟土，此類土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，常含有機質(zhì)，壓縮性高，抗剪強度低，一旦受到擾動，天然結(jié)構(gòu)易受破壞，強度便顯著降低，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應力相對較大，在車輛荷載作用下，更容易引起地基沉陷，且變形穩(wěn)定歷時數(shù)年乃至數(shù)十年。就是在一些穩(wěn)定地基，在外荷作用下，也無可避免出現(xiàn)這個問題。（2）壓縮沉降當前一些施工隊盲目追求高速度，沒有嚴格按施工規(guī)程作業(yè)，臺背填土速度過快，對地基造成擾動和破壞，沒有充分時間固結(jié)，對臺背擋土墻等構(gòu)造物擠壓力大，施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工。用料沒有把好質(zhì)量關(guān)，排水措施沒有做好，壓實度沒有達到要求。這些人為因素使高填土引道不穩(wěn)定，工后沉降大，且不均勻，是造成臺后沉降較大原因之一。臺背過渡段的差異沉降是眾多因素的影響而形成的。要解決這個問題，就必須從多個方面入手，對于不同的影響因素采用相應的方法解決。3橋頭跳車病害防治措施、3.1路面處理——設(shè)置橋頭搭板楚大公路的建設(shè)中進行了橋頭搭板處治橋頭跳車的課題研究，在我公司施工的合同段采用了兩種處理方式：設(shè)鋼筋混凝土搭板和不高搭板兩種施工方案進行施工，下面對這兩種情況下過渡段的沉降機理進行分析。3.1.1設(shè)置橋頭搭板對于使用鋼筋混凝土搭板的橋頭過渡段，橋頭搭板的一端擱置在橋臺背上，另一端通過枕梁高在引道土體上。這了便于分析沉降差產(chǎn)生的過程，我們做出如下假設(shè)：（1）竣工時橋面和搭板面的縱坡相等，均為i1；（2）頭沉降過程中，搭板繞簡支端轉(zhuǎn)動，且可以被視為平直的剛體；（3）板上和橋面上的面層結(jié)構(gòu)和厚度相同，不產(chǎn)生沉降差。橋頭過渡段沉降差產(chǎn)生的過程由于影響因素較多，為了便于分析問題，假設(shè)在沉降過程中存在橋面縱坡i2b等于搭板面縱坡i2a的情況，這樣可以將橋頭沉降過程分為以下兩個階段。第一階段是竣工后至橋面縱坡i2b等于搭板面縱坡i2a時這一過程，主要是橋面由于墩臺產(chǎn)生沉降凡造成縱坡變化（Δ1=i2a-i1）控制，其值不能過大，否則將造成橋面破壞，伸縮縫擠壞及支座條件變差。因此，各國的橋梁設(shè)計規(guī)范均有限制。第二階段是橋臺沉降趨于穩(wěn)定后至整個引道土體趨于穩(wěn)定。此時的主要特點是橋面縱坡i2b與搭板縱坡i3不相等，兩者之間稱為縱坡差Δ2，即Δ2=i3-i2b其大小對過渡段的行車舒適性影響很大。沉降差異域的表示，為了進一步分析差異沉降的危害，需對沉降差異用某一數(shù)學表達式來表示。通過對沉降差異的形成過程的分析，我們可以將搭板遠臺端部沉降趨于穩(wěn)定時的總工后沉降量Sa分成兩個部分，即Sa=Sb+ΔS式中，Sb—橋臺基礎(chǔ)的預期工后沉降量；ΔS—橋臺與搭板遠離臺端下土體之間的差異沉降量。橋臺基礎(chǔ)預期工后沉降量可以用如下公式計算，即Sb=α1α2L’式中，α1—橋臺基礎(chǔ)工后沉降值占基礎(chǔ)總沉降值的比例系數(shù)，主要與地基類型有關(guān)。對于低壓縮性飽和粘土，α1=0.40；對于中壓縮性飽和粘土，α1=0.70；對于高壓縮性飽和粘土，α1=0.85。α2—考慮橋臺基礎(chǔ)形式的系數(shù)，一般地，對于摩擦樁基礎(chǔ)，α2=1/500；對于擴大基礎(chǔ)，α2=1/300。L’—橋梁邊跨跨徑（m）以L表示搭板長度，以ΔS表示橋臺基礎(chǔ)與搭板遠離臺端下土體的工后沉降差，α2表示橋面縱坡和搭板面縱坡的差異值。得到的關(guān)系式ΔS=（Δ1+Δ2）某L由此可見，橋臺與引道土體容許沉降差并不是一個常數(shù)，而是與縱坡差和搭板長度均有關(guān)系。3.1.2未設(shè)橋頭搭板時的沉降分析未設(shè)置橋頭搭板的水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面，由于橋臺和引道土體沉降差異在橋頭形成一個陡坎或臺階。從行車安全和舒適性來看，臺階對行車的影響比設(shè)置搭板時的影響要大。未設(shè)置橋頭搭板時，由于橋臺和引道土體沉降差異在橋頭形成一個陡坎或臺階。為了便于分析，也將工后引道土體沉降趨于穩(wěn)定進的總沉降量Sα=Sb+ΔS式中，Sb—橋臺基礎(chǔ)的預期工后沉降量；ΔS—槔臺與引道土體之間的差異沉降值；ΔS就是臺背產(chǎn)生的臺階高度，對行車舒適性的影響很大。明顯的設(shè)置橋頭搭板對消除橋頭跳車起到很好的作用。楚大線竣工通車至今八年的時間，設(shè)置了橋頭搭板的橋梁在橋頭行車時的顛簸感覺不明顯，路橋連接處設(shè)置橋頭搭板，可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到剛性橋臺上。3.2臺背地基處理地基可以分為天然地基與人工地基。直接旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)的天然土層稱為天然地基。如果天然地基土質(zhì)過于軟弱或有不良的工程地質(zhì)情況，需要進行人工加固或處理后才能修筑基礎(chǔ)，這種處理過的地基稱為人工地基。對于軟土地基處理，目前國內(nèi)已有換土法、超載預壓法、排水固結(jié)法、高壓噴射注漿法、振動碎石樁法、深層攪拌法、擠密砂樁等方法，下面介紹采用深層攪拌法加固橋頭軟基的方法。深層攪拌法是用于加固飽和粘性軟土地基的一種方法。深層攪拌法是20世紀60年代由日本和瑞典分別開發(fā)的軟土加固技術(shù)。目前應用最多的為粉噴樁，一般借助于壓縮空氣，采用專門深層攪拌機械設(shè)置，從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土體噴出漿體或粉體固化劑（如水泥等），經(jīng)葉片攪拌并吸收周圍水分，在加固的深層軟土中進行了一系列物理、化學反應，使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強度的優(yōu)質(zhì)復合地基，從而提高橋頭軟土地基的承載力，減少沉降量（特別是工后沉降量），縮短固結(jié)期，提高邊坡穩(wěn)定性。粉噴樁固結(jié)法適用于深層淤泥爛粘土地基，加固效果明顯，工后沉降少。施工過程中路基填土速率不受限制，且無振動、無污染、對周圍環(huán)境和建筑物無不良影響，近年來已得到廣泛應用。粉噴樁對加固有機質(zhì)含量較高的軟粘土效果較差；不適應在地下中含有硫酸區(qū)域內(nèi)施工；冬季施工時易受氣溫的影響。缺點是一是造價較高，二是設(shè)計計算方法不成熟，尚待進一步完善，另外，攪拌樁的質(zhì)量檢測也缺少全面的規(guī)范，而且影響攪拌樁質(zhì)量問題產(chǎn)關(guān)鍵因素（粉體的計量問題）目前還未得到很好的解決。3.3橋頭路基設(shè)計橋頭過渡段路基必須密實、穩(wěn)定而均質(zhì)。影響中期強度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必須從采取攔截或提出路基以外的措施。一般要求填土處于干燥或中濕狀態(tài)，過濕狀態(tài)或強度與穩(wěn)定性不符合要求的潮濕狀態(tài)的填土，必須經(jīng)過處理。在臺背回填區(qū)范圍內(nèi)宜選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等。同時選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺背縫隙中浸入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實性能，使路基容易達到設(shè)計要求的密實度。同時考慮到減輕路堤自重，有效降低地基應力，減少沉降并增大安全系數(shù)，可采用輕質(zhì)材料如粉煤灰等，用粉煤灰填筑橋涵臺背，可以大降低路堤對地基的荷載，有利于減少地基沉降以及路基對橋臺的側(cè)壓力。近年來，有采用泡沫笨乙烯等工程塑料作為橋頭填料，可大大減輕路堤體的重量，能成功的遏止橋涵連接路堤的過度深陷，其缺點是在汽油或柴油作用下有溶解傾向，并且價格昂貴。臺背回填位于臺背這個特殊位置，壓路機難以碾壓到位，且機械振動力太大時，對臺墻會造成影響，因此臺背回填料的壓實實質(zhì)量是影響臺背回填沉降及跳車的一個重要因素。高速公路橋臺、涵身背后和涵洞頂部至路基頂面均為95%，填料分層松鋪厚度宜小于20cm，當采用小型夯具時，松鋪厚度不宜大于15cm。3.4其他處理在設(shè)計和施工中，應保證施工中的排水坡度，設(shè)置必要的地下排水設(shè)施。在臺背回填土時可沿整個臺背豎直面用間斷級配碎石或礫石材料做透水層，以得排除滲入土體的積水或因凍融產(chǎn)生的游離水，使土體保持永久性干燥狀態(tài)，防止塑性變形和地基下沉。這了使填方壓實度達到要求，必須完善施工工藝、方法和強化施工質(zhì)量管理，嚴格按照操作規(guī)程施工，加強建設(shè)監(jiān)理工作，對臺背施工的填土材料、壓實機具、填土厚度進行檢查，分層驗收，層層把關(guān)，嚴格執(zhí)行工序驗收制度，這樣才能確保橋臺兩端填土和路堤施工質(zhì)量。避免橋頭跳車。而且影響攪拌樁質(zhì)量問題產(chǎn)關(guān)鍵因素（粉體的計量問題）目前還未得到很好的解決。3.3橋頭路基設(shè)計橋頭過渡段路基必須密實、穩(wěn)