高速公路桥头跳车的成因及防治措施

时间：2024-05-17

谢民

（驻马店市驿城区交通工程质量监督站，河南驻马店463000）

1 桥头跳车的成因分析

1.1 客观原因

地基的沉陷。地基的沉陷是指原天然地面有软土、泥沼或不密实的松土存在，承载能力极低，路基修筑前未经处理，在路基自重作用下，地基下沉或向两侧挤出，引起路基下陷。

压缩沉降。台背的填筑在设计上最好是透水性好的材料，如果施工单位选择的材料不当，再加上施工时受作业面的影响，施工机具不能靠近台背，这样，有的地方就出现了死角，不能碾压。在车辆荷载的重复作用下和自身的重力作用下，产生了压缩沉降，由此产生了跳车。

结构不一。桥台结构一般采用钢筋砼，属于刚性材料；高等级公路路面一般采用沥青砼，属于柔性材料。钢筋砼的弹性模量为20000～35000MPa，沥青砼的弹性模量为1000~2000MPa，二者弹性模量相差较大形成刚性突变，而刚性不同的材料对能量的吸收能力不同，这就会增加桥头跳车的振动效果。

1.2 勘测设计原因

前期勘测数据是否完整、可靠，试验是否能够真实地反映现场情况；地基处理设计是否充分考虑了各种特殊情况；路堤填筑特别是高填方路堤填筑，要充分考虑好沉降和与桥台的衔接是否合理；桥头的衔接处排水设计是否合理。

1.3 施工原因

主要表现在以下几个方面:与路堤衔接处处理不恰当；台背回填施工压实不够，检测不合格；桥头搭板施工存在安全隐患；施工工艺不足现场施工要求；桥头台背或墙背排水系统施工未达到规定要求。

1.4 桥头渗水

路堤与桥涵构筑物的连接处，往往需设置伸缩缝，在伸缩缝使用过程中，雨水和融雪轻易发生渗漏；再是河涨水时也易浸入桥头引道，对路面结构层和路基产生侵蚀，造成各种细粒料的流失，增加了各结构层与地基土的含水量，使其强度下降，加剧了桥头错台的发生和发展。

1.5 其它原因

车辆通过桥前，由于环境的变化，非凡是当桥上有车辆和其他情况时，司机一般都采取刹车减速达到安全过桥的目的；当快要出桥的时侯，尤其是前方路面较平、视线较好时，司机则开始加速出桥。加速和减速对桥头引道都产生一种复杂的外荷应力，产生很大的震动力，易导致桥引道下沉。

2 桥头跳车的防治对策

2.1 设计方面

2.1.1 地质勘测要求

施工图阶段详勘工作应针对已确定的路线、桥梁位置，在初勘的基础上，进一步查明桥台及桥头路基范围内工程地质条件，观测与记录地下水位存在、变化与补给实验条件等情况，并针对不同的地质条件采取相应的勘测方法，为施工图设计提供可靠、齐全、完整的地质资料。

2.1.2 地基处理设计

地基处理是防治桥头跳车重要环节之一。

地基加固。路基敷设于天然地基上，自身荷载较大，要求地基应具有足够的承载能力，以保持地基稳定。目前国内常有换填土层法、重锤夯实法、排水固结法、挤密法、化学加固法等五种方法。一是选用轻质材料。在台背的回填中，选用轻质材料，可以减轻路基的自重，降低地基应力，减少沉降，并增大稳定安全系数，常用的有粉煤灰。

为减小软土地基工后沉降量，缩小路桥之间的沉降差异，采取土工合成材料、砂桩、袋装砂井、塑料排水板等地基处理方式。对于不同的地质条件、现场环境和处理要求，选择适当的处治方法。

2.1.3 台背填筑设计

台背填土的长度，不得小于规范规定，即台身顶面处不小于桥台高度加2m，底面不小于2m;拱桥台背填土长度不应小于桥台高的3-4倍。

关于填筑材料的选用。选用摩擦角大，强度高，压实快，透水性好的材料，如岩渣、砾石、砂砾。通常情况下，都选用砂砾。

台背回填严禁采用腐殖土、盐渍土、淤泥、白垩土、硅藻土和冻土块。填料中不应含有机物、冰块、草皮、树根等杂物及生活垃圾。桥台后选用轻质材料(如粉煤灰)可减轻路堤自重，有效降低地基应力，减少沉降并增大稳定安全系数。

采用特殊地基处理方法，可以提高桥台附近填土的抗剪强度，防止台背处被拉裂，使土体上作用荷载均匀的扩散，单位土体面积受荷减小，有效减缓桥头跳车。

2.1.4 排水设计

按照规范要求，对于路堤与台背或墙背结合部，应设有上下贯通的完整排水系统，填料应以透水性材料为主，把桥头下渗水迅速排出路堤。

2.2 施工方面

设置桥涵构造物应允分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题，选择恰当的桥涵位置、跨径及桥台后部防护工程，尽量避免大河面小跨径桥涵。

台背后面的路基先于结构物施工等沉降稳定后开始结构物施工，桥头台背回填应注意与路堤的连接处的处理。过渡段路堤填筑施工应编制专门的作业指导书，按照规范和设计要求，合理安排施工计划、填料质量要求、施工操作工艺、自检内容和要求等。

台背回填应注意结构物两端对称填筑施工。台身强度达到设计强度的75%以上时，方可进行填土。回填区仍要求采用大型压路机碾压，严格控制每层填筑厚度、碾压遍数，并对每层填筑质量实施严格检测，检测频率和检测方法一定要符合规范要求;对台背或墙背大型碾压机械无法压实的边角部位和与原路堤衔接部位，应配合使用小型专用机具夯实。

在桥头设置搭板是防治桥头跳车的一项主要辅助措施。搭板的一端支承在台背上，用锚栓固定，另一端、可直接置于石灰稳定土或路面基层上，不设枕梁。搭板长度依据设计行车速度、路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定。桥头搭板宜采用就地浇筑的施工方式，其下承层必须采用半刚性材料处理。如果为软基段桥台，在搭板施工前应先进行沉降观测，达到控制值时再浇筑施工。还应对完工的桥头搭板经常进行检查，如发现脱空等情况，及时采取措施处理。

采取有效的施工工艺。对高填方或软基段的台背处地基采用水泥搅拌桩配合土工格室的处理方法;基坑、台背回填采用轻型填料流态水泥粉煤灰回填，以减小工后沉降，第二年沉降观测的数据表明只有2mm-3mm的沉降量，取得了不错的效果。

施工中排水与防护。台背回填前应做好防水处理及施工现场的排水工作;桥台处路堤下部设置的排水盲沟系统完整到位，材料不受污染;排水层与一般填料同步填筑碾压;边沟排水保持畅通，不准积水;边沟、护坡道桥头锥坡的防护，应在地基沉降基本稳定或预压结束后进行，以免由于沉降，使防护变形、破坏，影响加固效果。路面处理。采用过渡性路面。根据桥涵的长度和路基的沉降值等，在桥头一定长度范围内，铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成后，再改铺原设计永久性路面。

2.3 超载预压

对于小桥涵、大中桥桥头全部采用了8石灰土从原地面开始回填压实，每层碾压厚度不超过2Ocm，或用强夯机夯实。桥涵修好后，利用冬季对小桥涵、大中桥桥头回填和部分高填路基段采用了比设计高程高出1．2～1．5m的土方超载预压方式来加速自然沉降。