桥头跳车的原因分析与处理措施

桥头跳车的原因分析与处理措施 摘要：本文分析了城镇道路桥头产生跳车的原因，并提出了防治措施。 关键词：桥头跳车；原因分析；控制措施 中图分类号：u443.39文献标识码：a 文章编号： abstract: this paper analyzes the town road vehicle jump bridge produce the reasons, and puts forward the control measures. key words: the bridge jumped; reason analysis; control measures

1.前言 随着城市建设的高速发展，城镇道路的性能指标越来越规范，包括整体稳定性和变形控制量。但是，从目前路况上看，桥头跳车仍然是个较为普遍的问题，其软土地基尤为突出。桥头跳车危害主要表现为：影响行车安全、降低行车速度、影响车辆运营费用和加速桥梁及路面的病害，对道路桥梁的运行影响极大。笔者通过广州花地河东岸规划路南段工程实例的设计、施工过程监理，介绍在中桥施工过程中桥头跳车的情况和处理措施。 2. 桥头跳车原因分析 广州花地河东岸规划路南段工程综合沿线场地及地基岩土工程地质条件，拟建道路上部杂填土（1-2）层，素填土（1-3）层，淤 泥质土（2-1）层、（5）层，淤泥（2-2）层，其承载力低，均属软弱土层，工程实施时应先对沿线软土地基进行水泥搅拌桩处理。容许工后沉降控制标准：一般路段按30cm工后沉降控制，对于新旧路基搭接行车道位置处、挡墙位置，桥梁与道路衔接处、箱涵两侧过渡段按10cm工后沉降控制。桥头跳车影响因素很多，如：地基沉降、路基填料、桥台形式、搭板长度等等。主要从以下几个方面进行分析： 2.1 地基沉降 桥梁位于河流地段，地下水位较高，且属于软土基础，在道路营运荷载的作用下，使地基产生压缩变形，形成地基沉降。尤其在广州这样的南方地区，由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软粘土为主组成的软土广泛分布，这些土都具有天然含水量较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点，因此地基沉降更为严重，并且需要相当长的时间才能趋于稳定。同时为了满足航道等净空的要求，桥台后的路基高度一般都较高。因此，产生的地基应力相对较大，更容易引起地基沉降，从而导致桥台后的路基随地基在一定时间内逐渐下沉。 2.2台后填料的压实问题 台背回填的压实，虽然采用了重型击实标准，压实度要求在95％以上，但是有些工程的台后填料采用的是砂类土或透水性材料，这些材料孔隙率大，所含的水分多，加上施工过程中压实机具不能过分靠近台背位置，在自重及车辆荷载的作用下，孔隙率逐渐降低， 台后填料在一定期限内产生压缩变形，根据试验及相关研究资料表明，路基填料本身的压缩变形为路基填筑高度的1％，尤其台后回填高度一般都较高，因而台后填料的压缩变形也就相应较大。更何况在台后回填施工时，由于一些施工单位的质量意识淡薄，施工时没有按分层填筑、分层辗压、分层检测，这样压实度就很难保证在95％以上，从而为以后的压实变形留下了很大的空间，这也是工后填料压实变形很大而导致桥台跳车的主要原因之一。 2.3 桥台与台背路面的路面结构不同 桥台与台背路面是两个不同性质路面体系，前侧是铺设在桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台组成双层路面体系，后侧为柔性或半刚性多层路面体系，在车辆荷载作用下，垫层、基层密实度迅速增加，结构层压缩，而桥台由于巨大建筑作用，加上基础处理较好，一般认为沉降已经完成，相对于路基而言，沉降可视为零，而铺装层压缩也不大。这样，桥台前后两侧抗变形能力不同，相对沉降就不可避免出现，使路面结构破坏，造成跳车。 3. 减少桥头跳车的措施 3.1地基加固处理 地基加固处理是最有效的防治桥台跳车的方法之一，尤其是软弱地基。由于地基加固的费用占总投资的比重很大（约三分之一以上），所以，要认真选取经济、有效的加固方案。笔者在广州花地河东岸规划路南段监理经验，利用水泥作为固化剂，利用深层搅拌机械将水泥浆与原状土进行强制搅拌、压缩，经过一系列物理化学 作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体，它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果，从而提高路基工程施工质量。水泥搅拌桩设计桩径为0.5m，桩体长度根据地质剖面图中软土厚度进行相应布置，桩体穿透软土层同时进入持力层深度不小于1m，桥台后处理段每米桩长水泥用量为60kg，行车道桩距1.1米，人行道桩距1.8米。水泥搅拌桩身设计无侧限抗压强度为r28=1.0mpa，r90=2.0mpa。 3.2台后回填材料与填土压实度的控制 由于土的内摩擦角较小，加之压实质量的影响，所填路基的压缩沉降—般较大。因此，桥台后的回填应选用摩擦角大、强度高、透水性好的填料，如砂砾、砾石、连续级配碎、石灰稳定土等，并且压实速度快，加载后能在短期内完成变形。笔者在广州花地河东岸规划路南段监理过程中，后台填土水泥搅拌桩装订垫层采用50cm厚级配碎石垫层，不许含植物残体、垃圾等杂质，碎石最大粒径不超过30mm。就碎石填料而言，它的压缩性小且固结沉降在施工结束时已完成。所以，用碎石填筑台后以处理桥头差异沉降，达到消除桥头跳车的办法是可行的，不过造价偏高，对于工期较紧的项目可行性较高。 除了回填材料，还要控制填土的压实度，影响路基压实效果的主要因素有含水量、碾压层的厚度、压实机械的类型和功能、碾压遍数以及地基的强度等。首先要调整填筑材料的含水量，由击实试 验所得的击实曲线图有一峰值，此处的干容重为最大，称为最干容重，与之对应的含水量则称为最佳含水量。只有在最佳含水量的情况下压实效果最好。同时其压实的土水稳定性最好。所以对含水量过大的土，可采用翻松晾晒或均匀掺入石灰来降低含水量；对含水量过小的土，则洒水湿润后再进行压实。其次，压实机械对一定含水量填筑材料的压实状态有很大影响。填土分层的压实厚度、压实遍数和压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验来确定。一般20—30t的中型振动压路机应碾压3～4遍，每层压实厚度不超过20cm.此外，压路机行驶速度也大有讲究，既不过慢也不过快，各种压路机械的最大速度不宜超过4km／h.碾压开始宜且慢速，随着土层的逐步密实，速度逐步提高。压实时的单位压力不应超过土的强度级限，否则土体将会遭到破坏。开始时土体较疏松，强度低，故宜先轻压，随着土体密实度的增加，再逐步提高压强。 3.3设置土工格栅 大量的工程实践证明，加筋可以明显地提高土体的承载能力。作用集中于3个方面： （1）加筋土抗剪强度的提高使其受剪破坏的荷载增大，相应的剪切变形较素土小； （2）加筋土在承受荷载时，土体的侧向变形受到加筋的抑制，承载能力随之提高，近于弹性范围内工作； （3）加筋材料使土体上的作用荷载均匀地分布在整个加筋土层上，单位土体面积受荷载小。 因此，每座桥接坡都普遍使用了土工布和土工格栅。合理设置土工合成材料，既可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基承载能力，同时也不影响排水。 3.4 设置桥头搭板 笔者在广州花地河东岸规划路南段监理过程中，由于台后是软基，因此在台后设置10m搭板。搭板设计的基本思路是将桥台与路堤衔接处因较大差异沉降引起的路面纵坡突变通过设置桥头搭板进行缓和过渡，讲路面纵坡变化控制在容许范围内，从而达到消除桥头跳车的目的。该项目采用单段式搭板，板的近台端搁置在背墙外伸的牛腿上，板的中间和远端都设置枕梁，枕梁是用来传递搭板上的部分荷载于地基至上，同时又能增加搭板的横向抗弯刚度。枕梁的施工在垫层后进行，依据设计图进行放线，然后支模板，复核枕梁高度，在此同时，将在钢筋加工区加工好枕梁的钢筋笼放在模板之内，预留好保护层并固定钢筋笼，浇筑混凝土振捣密实，并梳评枕梁订部混凝土，枕梁施工完后在施工搭板，同样支模。绑扎钢筋，浇筑混凝土，并进行养护等等。搭板需设置纵缝和横缝，必须及时用切割机切割，并填沥青玛蹄脂填料。 但是，在设置搭板过程中，往往采用一定的方式，使搭板能与桥台较好地结合在一起，主要有以下几种方式： （1）锚栓，为了防止搭板纵向滑移，造成桥头凹坑，可在搭板与台背之间布设竖直锚栓和水平拉杆，一般采用直径22mm的钢筋，间距75-80cm。前者有时易造成搭板或牛腿被拉裂而破坏，后者与 限制位移一致，效果较好。 （2）支座，搭板近台端的下面，常铺设油毡垫层，厚度约为1-2cm。若采用板式橡胶支座时，其规格可选用150mm*150mm*(21-38)mm，支座间距取80cm左右。 （3）倒角，为了防止搭板因转动对路面及结构造成损伤，宜将搭板近台端的上缘与牛腿的上边缘设计成倒角。 （4）填缝，对于水泥混凝土路面，在桥台与路面连接处，易产生横桥向裂缝。为了防止雨水的渗入，可在接缝材料加入例如玻璃纤维的物质等，然后再灌进较稀的沥青。 4. 总结 （1）通过监理工作实践，笔者认为，台后回填与路基同步填筑时，压实效果最为理想。为保证路基工后沉降稳定，务必先进行路基填土施工，在保证堆载预压一定时间沉降稳定后，再开挖实施桥台结构。 （2）严格控制后台填料的质量，要求必须符合设计要求，并经检验确定为合格的产品，若发现其它材料或材料中含石块、杂物和腐植土的用料，一律不得使用。 （3）不同的填实和场地条件要选择不同的压实机械。一般来说，桥台接坡处对路基压实质量要求较高，故宜选用压实效果较高的碾压机械，如重型轮胎压路机和振动压路机。 （4）为了保证台后回填质量，监理应委派专人负责，从材料进场到摊铺碾压、工序检验等进行全过程旁站监督，随时发现问题，