桥头跳车防治方法1

桥头跳车防治方法 ——“公路工程建设质量通病防治方法”之六 分报告负责：李振民 分报告参加人：李池英 李辉 盗询顾问：盖讨老 王康 “公路工程建设质量通病防治方法”课题组

一、问题的提出 桥头跳车是因桥两端的路堤与桥梁本身沉降差而导致该处路面纵断面线型发生突发，即台背附近形成台队或陡坡，使车辆行驶至该处发生明显的颠簸现象。它直接影响行车的速度，也影响了行车的舒适与安全，甚至造成行车事故，同时由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击对路面和桥梁产生附加的冲击荷载，加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏，也加快了车辆本身的损坏，它直接影响了公路的使用寿命和社会效益。 在低等级公路上，由于行车速度低，桥涵构造物相对较少，跳车现象不十分明显，但对高等级公路而言，特别是高速公路，线型指标高，桥涵、通道构造物较为密集，而路基的地基和路基本身与桥梁基础抗变形能力差别较大、沉降速率与沉降量也往往相差悬殊，加之行车速度高，桥头跳车问题就十分突出。 如何解决高等级公路桥头跳车问题，已成为主管部门的领导和工程技术人员刻不容缓的大事。 二、桥头跳车产生的原因 桥头跳车产生的根本原因是构造物与其两端接线路堤间的沉降差，完全消灭沉降差几乎是不可能的，我们采取防治措施的目的是减少其沉降差，使其控制在设计行车速度下感觉不到纵坡的（跳车时的震抖），以满足使用要求。沉降差产生的具体原因主要有以下几个方面： （一）桥头路堤及锥坡范围内地基处理不彻底 桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上，如果在填土前不做处理或处理不彻底，在路堤土的重力作力下将产生极大变形，而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等，其沉降量很小，若桥头路堤土重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成，将产生桥不沉而路沉的现象，造成跳车。 （二）压实度达不到标准 由于引道填土在压路机碾压时工作面小，特别是埋置式柱式桥台台帽周围一般压路机无法作业，这就导致桥头引道及锥坡的填土压实度达不到标准，造成这部分填土下沉，引起跳车。 （三）高填土引道路堤本身的压缩变形 据湖北省公路交通部门的实验得知，在高路堤情况下，路基上的压缩量是一个很可观的数字，由于高速公路桥台填土较高，即使达到了规范要求的压实度仍可产生1%左右的压缩量，这就是说每1m填写土高终还会产生1cm左右的压缩量，与桥台间出现沉降差，引起路车。 （四）对软土地基段上的高速公路，从造价与工期两个方面考虑 即使是工业发达国家，在设计时也考虑一定的工后沉降量，如美国规定30cm日本规定路堤工后沉降量30cm，桥头为10cm，我国交通部颁布1997年10月实施的《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》对高速公路的容许工后沉降规定为一般路段≤30cm，涵洞或箱型通道处≤20cm，桥台与路堤相连处≤10cm，即使是10cm，桥头最终亦要出现路车，更何况许多高等级公路建设工期紧，往往剩余沉降量远远大于设计容许值就铺筑桥两端的路面，产生桥头跳车的机率和幅度就更大了。 （五）路面渗水 路面水渗入路基或路面积沿台背渗入路基，造成路基土软化、水土流失，引起桥头引道路基下沉，造成跳车。桥头路基两侧排水不畅，防水工程不完善也极易引起基土的流失，引起沉降和跳车。 （六）台后填土含水量大 我省京深高速公路北拒马河桥北桥头引道是在春夏之效填筑的，路基土的含水量适中，桥头跳车不明显，而南桥头是在雨季用未经彻底晾晒的含水量高的粘性土填筑的，虽然在填土中也掺入了石灰，并设置桥头搭板，但最终还是因填土达不到压实度标准，引起较大的变形，通车一两年就出现非常明显的跳车现象。造成桥头跳车的原因尚有设计上的不足（如特殊地基、路基的处理），施工质量意识问题，施工管理问题，领导重视程度等等。 三、桥头跳车的防治标准 影响桥头跳车的因素是台背与路堤的工后沉降差，由沉降差引起的桥头纵坡变化值的大小也是不容忽视的，防治的标准国内外均做过试验研究，如交通部“七五”科技攻关项目——“ 软基综合处治研究”指出，若由沉降差引起的纵坡变化值不超过2‰驾驶员按120km/h速度行驶时未感觉有突变；国外在设计规范中有规定沉降差引起的纵坡变化值不大于4‰的要求，国内一些省份规定，台背与路堤工后沉降差不大于10cm（与公路软土地基路堤设计与施工技术规范相一致），沉降差引起的纵坡变化值为4-6‰（依据地基等情况确定） 五、桥头跳车防治宜采取的措施与建议 （一）地基处理 1、一般地基：挖除桥头路堤边坡及锥坡（护坡）坡脚外1m范围内的腐植土、耕植土、淤泥等，对基底进行压实，压实度不小于85%，另加2个百分点。回填土应分层压实，压实度也按规范提高2个百分点。 2、软土地基：桥头路堤地基要针对软土层的厚度和软弱程度采用不同的自治方法。当浅层软土厚度小于2m时宜全部挖除，再进行基底压实，换填颗粒较粗的填料，如天然砂砾、碎石、工业废渣等，压实度要求同一般地基。 当软土层较厚全部挖除有困难时，应采用粉喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治并设置砂砾垫层，在垫层顶面铺设土工布，坡脚处设排水盲沟及时将路基水排除。路基土填筑时还应控制其填土速度（按规范要求）。 3、湿陷性黄土地基：对桥头路堤边坡和锥坡坡脚处2m范围的地基（明挖扩大基础桥台的基底）进行强夯处理，压实度不低于85%，另加2个百分点，同时满足桥台基底承载力的要求，处理后的基底标高在桥台、桥头路堤范围内应在同一水平面上，并用石灰土或水泥土封闭，防止地基浸水。 对湿陷性黄土地基还应做好防水、排水工程，防止地表水渗入路基，造成沉陷。 4、对季节性冻融地区的桥头地基遇有饱冰细粒土或含冰土层时，应全部挖除换填透水性土压实后再填路基。 （二）严格控制桥头路堤的压实度 桥头路堤及锥坡应用小型振动式压路机分层碾压江苏省交通系统开发的小型振动式压路机为5.15KN，重量1.1T），每层碾压厚度不超过20cm，或用强夯机夯实（方法同前）。对台背及柱式、肋板式桥台的台身周围和桥头引道填土的压实度按设计规范再提高2个百分点，分层取样测定其压实度，并由试验得出桥头路堤的工后沉降量，以此来确定以后工序所应采取的措施（如自然沉降、预留变位值等），以便于桥头搭板长度所适应的工后沉降差相一致。 （三）合理选择桥头路堤填料 1、对软土地基段采用粉煤灰等轻质材料填筑路堤。 2、选用透水性路堤，或用物理力学性能比较高的流态粉煤灰水泥混合物料作为桥台回填料。 3、不准采用高塑性粘土填筑桥头路堤。 4、在桥头路堤任一高度的平面内不应采用不同填料填筑（不同层次可用不同的填料）。 ５、季节性冻融地区的桥头路基上部采用水稳性、冻融性好、强度高的粗粒土填筑，填筑浓度应不小于最大冻深（包括路面结构层厚度），以使冻胀时路面不产生有害变形，冻融时路床承载力不下降。易受地表水、地下水影响的矮路基地段，除做好路基、路面排水进行路基全防护外，还应将路侧边沟远离路基，以减少水对路基的影响。 （四）桥头路堤防护 桥头路堤包括锥、护坡应采用封闭式全防护，不应采用空心式防护形式，砌筑砂浆及勾缝要密实、饱满。护坡基础的抗滑抗倾覆稳定性及埋置浓度要满足要求，必要时可在基础底面铺砂垫层，基础前面填片石，以保证防护工程基础的稳定性和护坡的完整性。除此之外，还应保证桥头地表水不侵害路基护坡，做好排水工程。 （五）热塑土工桥栅加固路堤 对用一般粘性土填筑较高的路堤、粉煤灰路堤，不设桥头搭板的桥头路堤、以及台后填土位于横向坡度较大填土又较高时，可采用土工格栅加固路堤，它可以增加土基的整体回弹模量，防止土基和基层产生裂纹时辐射到路面面层上，还可增加路面基层的抗样强度和稳定性，增加路基的整体性。 （六）设置桥头搭板 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，可选用4、6、8、10、12m几种长度。搭板的受力形式多种多样，在顶、底面配置足够数量的受力钢筋，搭板的下面设不小于2厚的石灰稳定土或碎石垫层，石灰稳定土或碎砾石垫层应在两侧铺至边坡面处，顺路方向铺至搭板外2-3m。 跨径≤3m的明涵和暗式涵洞通道可不设桥头搭板，但台背填料应选用砂砾成石灰土，由挖除表土后的地面起进行填筑至路基顶，可选用小型振动式压路机碾压，压实度同前。 （七）加强施工管理 加强施工队伍质量意识教育，精心施工，是防治桥头跳车的重要一环，应使每个作业人员认识到所做工作的重要性，作为管理者应加强施工各环节的监督和检查，严格按施工规范的要求去做，一定能收到好的效果。 （八）关于桥头跳车的防治标准 如前所说，国内外对桥头跳车的防治标准尚无统一规定，是否可规定：桥头路堤与台背的工后沉降不大于10mm，或由沉降差引起的桥头纵坡变化值不大于5‰与我省桥头跳车研究课题桩基础桥桥头搭板允许的工后沉降量一致）。这样规定对防治桥头跳车有个量的限制，便于掌握，但这个量值是否符合我省情况，低等级公路如何量化等有等进一步探讨。 （九）合理设置桥涵构造物 设置桥涵构造物应充分考虑填方路基的地质情况，填方向高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降问题，选择适当的桥涵位置、跨径及桥背防护工程，力避大河面小跨径桥涵。 （十）加固处理桥梁台背填筑前的地基 处理好台背软弱地基，是控制桥头跳车的重要措施，对软基处理目前国内已有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法，都是行之有效的方法，可以根据实际情况应用，以改善地基性能提高承载力，减少沉降，缩小桥台与路堤的沉降差，避免错台，另在处理后的基底顶面宜设置横向泄水管或盲沟。 1、泄水管 即先在基底顶面填筑3-4%的夯实粘土横坡土拱，再在其上挖一宽×深为40-60cm×30-50cm的双向地沟。然后在台背后全宽范围内满铺一层油毡或尼龙薄膜下垫层上盖油毡的隔水材料，在地沟内四周再铺设直径≦10cm、有孔径为5mm小孔硬塑料泄水管，布成梅花形，间距控制在10cm内，其出口应伸出路基或桥头锥坡外。在硬塑料管四周再填筑粒径较大、透水性好的材料，再对台后分层填筑至路面基顶面。 2、盲沟 设置与上相同，不采用泄水管，而以渗透系数大的秀水材料（如大粒径碎石），利用土工布包裹出口处作必要的处理。 （十一）严格控制填料质量及填筑施工 众所周知，桥头跳车原因主要是路基压缩沉降和地基沉降，由于填土的内磨擦角较小，加之压实质量的影响，所填路基的压缩沉降一般较大，因此桥台后宜填筑磨擦较大的透水性材料，如岩渣、碎石等。同时，选用内磨擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基处。 台背填筑透水性材料，还应满足一定长度和宽度的要求，通常情况下，基底处长度42.0m，与路基衔接处，一般应留≧1：1的斜坡或台阶形式。 填筑透水性材料、施工应掌握以下几点： a. 控制填料质量，其细料含量不宜过大； b. 台背填筑前，在地基处理后的土拱上须设置泄水管或盲沟； c. 台背填筑透水性材料前，应完成台前防护工程及桥梁上部结构； d. 应注意结构物两端对称填筑施工； e. 严格按有关施工规程作业，控制每层填筑厚度，碾压遍数，并对每层填