公路橋頭跳車的原因和監(jiān)理防治措施
發(fā)布時間：2010-01-14 共2頁
隨著高速公路的迅速發(fā)展，在公路建設(shè)中，橋頭出現(xiàn)的跳車現(xiàn)象，已成為高速公路的多發(fā)常見病害，嚴重影響行車的平穩(wěn)性和安全性，是目前軟土地區(qū)修筑高速公路的難題之一，也是公路修筑的一個急待解決的重要課題。橋頭產(chǎn)生跳車的主要原因是橋頭與路基的沉降差所致，它與地基條件、填筑材料、施工機械設(shè)備以及施工工藝等諸多因素有關(guān)。
近幾年參加了外環(huán)線二期、盧浦大橋引橋、滬蘆高速公路和A30東南郊環(huán)等高等級公路的監(jiān)理工作，現(xiàn)結(jié)合工程實踐，就如何控制好路基施工質(zhì)量，防治橋頭跳車問題談一些體會。
1 公路橋頭跳車的起因分析
橋頭跳車是由于橋臺與其后路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。
由此可見，橋頭跳車的原因主要是路橋的沉降差所致；而引起路橋沉降差的主要原因，是由于臺后路基的沉降所產(chǎn)生的。而路基沉降的原因主要有以下幾個方面：
1．1地基沉降
由于橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多屬于軟弱基礎(chǔ)，在路基營運荷載的作用下，使地基產(chǎn)生壓縮變形，形成地基沉陷。特別是由于軟弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、滲透系數(shù)小的特點，地基沉降更為嚴重，并且需要相當長的時間才能趨于穩(wěn)定。同時，由于高等級公路多為全封閉、全立交，為了滿足被交公路、航道等凈空的要求，橋臺后的路基高度一般都較高。因此，產(chǎn)生的地基應(yīng)力相對較大，更容易引起地基沉降，從而導致橋臺后的路基隨地基在一定時間內(nèi)逐漸下沉。
1．2臺后填料的壓實問題
高等級公路臺背回填的壓實，雖然采用了重型擊實標準，壓實度要求在95％以上，但是有些工程的臺后填料采用的是砂類土或透水性材料，這些材料孔隙率大，所含的水分多，尤其在自重及車輛荷載的作用下，孔隙率逐漸降低，臺后填料在一定期限內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形，根據(jù)試驗及相關(guān)研究資料表明，路基填料本身的壓縮變形為路基填筑高度的1％。大家知道，高等級公路臺后回填高度一般都較高，因而臺后填料的壓縮變形也就相應(yīng)較大。更何況在臺后回填施工時，由于一些施工單位的質(zhì)量意識淡薄，往往達不到規(guī)定的壓實遍數(shù)，這樣壓實度就很難保證在95％以上，從而為以后的壓實變形留下了很大的空間，這也是工后填料壓實變形很大而導致臺后沉降的主要原因。
加上受工期、動拆遷等一些客觀因素的影響，有些工程中的臺后回填要等到橋臺施工完成后，才能進行填筑。因此，壓路機要受到橋臺的限制，碾壓困難，對緊靠臺后的填土難以碾壓到位，尤其是對于肋式橋臺、U型橋臺等受尺寸的限制，有的壓實機械根本進不去，導致漏壓、壓不實等現(xiàn)象，使臺后填土的壓實度嚴重不足，盡管使用小型夯實設(shè)備補夯，也難以達到規(guī)定要求，因而增加了臺后填料的壓縮變形。
2 減少橋頭跳車的措施
2．1地基預壓處理
預壓處理就是在擬建橋臺處，先填土預壓，待地基強度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結(jié)構(gòu)物。有時為了加速地基固結(jié)下沉，在填筑路堤時，還可預先把土填得比設(shè)計高度高一些，或加寬土寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超填部分。這種預壓或超載預壓的方法，可以說是處理軟弱地基最有效、最經(jīng)濟的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車問題，而且可以解決臺后填土的不均勻沉降問題。
以滬蘆高速公路10標為例，該工程于2003年3月開工，路基填土于2003年9月基本完成，經(jīng)過一年的預壓周期，路基壓實度和路基工后沉降均滿足設(shè)計要求。在地基預壓處理中，監(jiān)理建議采取了以下預防措施，從而確保了工程質(zhì)量。
(1)分級加載控制標準。路堤中心線地面沉降速率不大于1．0cm／晝夜，坡腳水平位移速率不大于0．4cm／晝夜。若超過這一數(shù)值則立即停止填筑，直到沉降及位移速率小于控制標準方可繼續(xù)施工。
(2)超載卸載控制標準及路槽開挖時間的確定。超載填土路堤的預壓期大于設(shè)計規(guī)定時間且路堤中心線地面連續(xù)3個月沉降速率小于0．8cm／月方可卸除超載，繼而進行路槽開挖。
(3)在預壓期內(nèi)不應(yīng)在路堤上做任何工程，只允許添加由于沉降而引起的附加填土。當路堤中心點沉降大于20cm后，必須及時補償填土至設(shè)計所要求的超載預壓高程。
(4)路堤堆載施工前應(yīng)做好排水溝、集水井等施工排水措施，保證基底干燥，并設(shè)置永久性平面和高程控制基點。
(5)路堤填土前須清除地表雜草、樹根、農(nóng)作物等。如遇水田挖溝疏干，挖除表層淤泥、腐植土等。挖除原地面20cm耕植土后按4．0％～5．0％的坡度構(gòu)筑路拱，路拱采用符合規(guī)范要求的粘性土，壓實度大于90％。
(6)超載土方頂面應(yīng)保持4．0％的橫坡以利于排水；設(shè)計路面為單向橫坡的超高路堤路段，超載土方頂面應(yīng)保持與設(shè)計路面同樣坡度的單向橫坡。
(7)路堤與橋臺銜接部位，路堤與橋臺前預壓填土應(yīng)同步填筑與碾壓，分層碾壓厚度控制在15cm，壓實度滿足規(guī)范要求。
(8)基底放寬和施工坡度。為保證堆載預壓結(jié)束后路堤削坡成型，路堤正常填筑時要求施工單位應(yīng)根據(jù)工：程經(jīng)驗及規(guī)范要求確定適當?shù)倪吰缕碌准訉捔亢拖鄳?yīng)的施工坡度。
近幾年參加了外環(huán)線二期、盧浦大橋引橋、滬蘆高速公路和A30東南郊環(huán)等高等級公路的監(jiān)理工作，現(xiàn)結(jié)合工程實踐，就如何控制好路基施工質(zhì)量，防治橋頭跳車問題談一些體會。
1 公路橋頭跳車的起因分析
橋頭跳車是由于橋臺與其后路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。
由此可見，橋頭跳車的原因主要是路橋的沉降差所致；而引起路橋沉降差的主要原因，是由于臺后路基的沉降所產(chǎn)生的。而路基沉降的原因主要有以下幾個方面：
1．1地基沉降
由于橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多屬于軟弱基礎(chǔ)，在路基營運荷載的作用下，使地基產(chǎn)生壓縮變形，形成地基沉陷。特別是由于軟弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、滲透系數(shù)小的特點，地基沉降更為嚴重，并且需要相當長的時間才能趨于穩(wěn)定。同時，由于高等級公路多為全封閉、全立交，為了滿足被交公路、航道等凈空的要求，橋臺后的路基高度一般都較高。因此，產(chǎn)生的地基應(yīng)力相對較大，更容易引起地基沉降，從而導致橋臺后的路基隨地基在一定時間內(nèi)逐漸下沉。
1．2臺后填料的壓實問題
高等級公路臺背回填的壓實，雖然采用了重型擊實標準，壓實度要求在95％以上，但是有些工程的臺后填料采用的是砂類土或透水性材料，這些材料孔隙率大，所含的水分多，尤其在自重及車輛荷載的作用下，孔隙率逐漸降低，臺后填料在一定期限內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形，根據(jù)試驗及相關(guān)研究資料表明，路基填料本身的壓縮變形為路基填筑高度的1％。大家知道，高等級公路臺后回填高度一般都較高，因而臺后填料的壓縮變形也就相應(yīng)較大。更何況在臺后回填施工時，由于一些施工單位的質(zhì)量意識淡薄，往往達不到規(guī)定的壓實遍數(shù)，這樣壓實度就很難保證在95％以上，從而為以后的壓實變形留下了很大的空間，這也是工后填料壓實變形很大而導致臺后沉降的主要原因。
加上受工期、動拆遷等一些客觀因素的影響，有些工程中的臺后回填要等到橋臺施工完成后，才能進行填筑。因此，壓路機要受到橋臺的限制，碾壓困難，對緊靠臺后的填土難以碾壓到位，尤其是對于肋式橋臺、U型橋臺等受尺寸的限制，有的壓實機械根本進不去，導致漏壓、壓不實等現(xiàn)象，使臺后填土的壓實度嚴重不足，盡管使用小型夯實設(shè)備補夯，也難以達到規(guī)定要求，因而增加了臺后填料的壓縮變形。
2 減少橋頭跳車的措施
2．1地基預壓處理
預壓處理就是在擬建橋臺處，先填土預壓，待地基強度提高到一定程度后，挖去填土，再建造結(jié)構(gòu)物。有時為了加速地基固結(jié)下沉，在填筑路堤時，還可預先把土填得比設(shè)計高度高一些，或加寬土寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超填部分。這種預壓或超載預壓的方法，可以說是處理軟弱地基最有效、最經(jīng)濟的方法，它不僅可以解決橋頭的跳車問題，而且可以解決臺后填土的不均勻沉降問題。
以滬蘆高速公路10標為例，該工程于2003年3月開工，路基填土于2003年9月基本完成，經(jīng)過一年的預壓周期，路基壓實度和路基工后沉降均滿足設(shè)計要求。在地基預壓處理中，監(jiān)理建議采取了以下預防措施，從而確保了工程質(zhì)量。
(1)分級加載控制標準。路堤中心線地面沉降速率不大于1．0cm／晝夜，坡腳水平位移速率不大于0．4cm／晝夜。若超過這一數(shù)值則立即停止填筑，直到沉降及位移速率小于控制標準方可繼續(xù)施工。
(2)超載卸載控制標準及路槽開挖時間的確定。超載填土路堤的預壓期大于設(shè)計規(guī)定時間且路堤中心線地面連續(xù)3個月沉降速率小于0．8cm／月方可卸除超載，繼而進行路槽開挖。
(3)在預壓期內(nèi)不應(yīng)在路堤上做任何工程，只允許添加由于沉降而引起的附加填土。當路堤中心點沉降大于20cm后，必須及時補償填土至設(shè)計所要求的超載預壓高程。
(4)路堤堆載施工前應(yīng)做好排水溝、集水井等施工排水措施，保證基底干燥，并設(shè)置永久性平面和高程控制基點。
(5)路堤填土前須清除地表雜草、樹根、農(nóng)作物等。如遇水田挖溝疏干，挖除表層淤泥、腐植土等。挖除原地面20cm耕植土后按4．0％～5．0％的坡度構(gòu)筑路拱，路拱采用符合規(guī)范要求的粘性土，壓實度大于90％。
(6)超載土方頂面應(yīng)保持4．0％的橫坡以利于排水；設(shè)計路面為單向橫坡的超高路堤路段，超載土方頂面應(yīng)保持與設(shè)計路面同樣坡度的單向橫坡。
(7)路堤與橋臺銜接部位，路堤與橋臺前預壓填土應(yīng)同步填筑與碾壓，分層碾壓厚度控制在15cm，壓實度滿足規(guī)范要求。
(8)基底放寬和施工坡度。為保證堆載預壓結(jié)束后路堤削坡成型，路堤正常填筑時要求施工單位應(yīng)根據(jù)工：程經(jīng)驗及規(guī)范要求確定適當?shù)倪吰缕碌准訉捔亢拖鄳?yīng)的施工坡度。
