论文部分内容阅读
【摘 要】 本文分析了桥头跳车发生的原因，提出了防治桥头跳车的技术措施和治理措施。
【关键词】 桥头跳车；原因分析；技术措施；治理措施
桥头跳车是高速公路的常见病害，由此造成的车辆颠簸，会使乘客感到不适，严重的还会引起交通事故。从桥头跳车形式看主要有两种：一是路基与桥台交接处产生不均匀沉降而产生跳车；二是伸缩缝安装不平整而跳车，其中前者尤为突出。
1 桥头跳车的原因分析
桥头跳车的基本原因是由于桥台与路基间的材料弹性模量不一致而引起的沉降差超过某个限值时所致。因为桥台基础一般都作了加固处理，例如采用桩基础等，其沉降量很小，而路基填土所固有的压缩徐变性能需待通车后一段较长时间才能趋于稳定。以下将从四个方面进行分析。
1.1从基本成因上分析
修建公路，无论是先修桥还是先修路，在开放交通之前，路面与桥梁结合处不会有明显高差，即无跳车现象。也就是说在没有荷载作用下不会出现桥头跳车，且跳车程度随荷载作用时间的延长越来越显得严重，直到趋于稳定。
1.2从构造方面分析
无论是钢筋混凝土桥还是其他结构的桥梁，均为刚性体；而无论什么等级的公路，其基础全为自然土，相对于桥台为柔性体。二者在结构钢度上产生了很大的差异。
1.3从施工工艺上分析
桥台施工采用分段浇筑或拼装砌筑而成，其实体为均质等密体，整体性较好。而后台填土的施工则不同，虽然从填料上尽量采用砂烁、石渣、灰土等，在施工工艺上也提出了分层填筑、分层夯实的要求，但在实际施工中该部位仍是薄弱环节。一般是桥台完工后填筑台背，由于作业面小，大型碾压机械难以展开，因此，台后填土施工无论怎么加强，也达不到桥台施工后的程度，这样从施工工艺过程上给桥头跳车留下了隐患。
1.4从受自然条件影响方面分析
台体部分不受自然条件的影响而产生明显变形，而台背路基在自然条件—温度和湿度的影响下会有明显变化，特别是黄土路基，若压实不够还会发生湿陷变形。随着路基路面材料中水分的增加、土粒胶体的接触点减少，液相膜增厚，从而降低了土体路基的强度和颗粒间的结合力，在外界荷载作用下，变形比较明显，导致跳车的出现。
2 防止桥头跳车的技术措施
在软弱地基上，桥梁、涵洞多采用深基础，其沉降量相对较小，而桥头路基往往达不到与桥涵相同标准，因而沉降就相对大一些，因此两者工后沉降量要求也不相同，为减少工后沉降，消除跳车隐患，必须事先对软基进行处理。高等级公路上的软基处理，通常采用砂袋砂井法、塑料排水板堆载预压实法、换土法、深层搅拌法、強夯法等等。
2.1路基填料选择
在桥台以外一定范围内（要求桥台背后5～10M）应填筑工程力学性质良好的材料，选择强度高、压实快、透水性好的材料。
2.2加强桥头路基的排水设计
水对地基和填土的强度具有非常大的影响，水可以使土体含水量增加，使地基承载力下降，使边坡土方饱和而坍塌。因此桥头填方路基应比区间路更加注重排水设计，要保持桥头排水通畅无积水，在有地下水或地表水渗入时，要设置排、截地下有的渗沟或排水沟。这里着重介绍横向泄水管或盲沟的设置方法。
2.3用强夯处理桥头路堤
对于台背不易被压路机碾压的“死角”，可采用强夯处理。强夯机宜采用重100KN的夯锤，提升高度一般为6～8M，即夯击能量为600～800KN.M，夯锤面积为3.5㎡，夯击影响深度约为5～10M。对于台背及耳墙附近，则应减小夯锤升高至2～3M和增加锤击次数，以免伤害桥台。
2.4预设反向坡度，预留沉落量
当能预测路基沉降规律时，为争取工期，可在台堤结合段预留反向坡度，这有些类似于设置桥梁预拱度的作法。坡度大小应根据台堤间的沉降差确定。有的地方在路面铺筑之前预加抛高△=14～16CM。待路面铺完之后，沉降量就能达到这个抛高值的50%以上。但是，精确预估抛高值是困难的，只能通过逐步积累资料趋向完善。这种作法适合于三级及以下等级公路。
2.5设置过渡段路面
对于不设置搭板的路堤，必须设置过渡段路面。为了防止二次跳车，在搭板尾端与路堤之间也有设置过渡段路面的作法，待路堤沉降稳定以后，再改铺原设计路面，常用的过渡性路面有预制水泥混凝土六棱块（边长34.6cm，厚20cm）和条石铺砌（尺寸为25cm×25cm×40cm）等。这种处理方法的优点是翻修处理速度快，但不易铺砌平整，行车仍有抖动感，砌缝易渗入雨水，有损路基。
2.6选用混凝土路面
条件许可时，桥头路基上可用混凝土路面，以缩小或消除桥台与路面间的弹性模量之差。对于水泥混凝土路面，在桥台与路面连接处，易产生横向裂缝。为防止雨水渗入，可在接缝间塞入填缝材料，例如玻璃纤维类的物质、油浸甘蔗板或沥青麻絮等，然后再灌进较稀的沥青。
2.7设置桥头搭板及埋板
为防止路、桥衔接处的差异沉降，现高等级公路的桥涵，特别是大中桥设计均采用加设钢筋混凝土搭板的方式，目的是将台堤间突变的错台高差分散至搭板的两端，这样做可使路堤纵坡得到某个微小增量，从而可以改善桥头行车条件，因此是重要的技术措施之一。
2.8桥头填筑质量控制
（1）保证桥头路基有足够的压实度。为了尽量减小台背沉降量，应将两端的路堤的压实度在原有基础上有所提高。路基顶部0～80CM土层，高速公路、一级公路可由95%提高至98%，其它公路由93%提高至95%。路堤其它各层压实度也相应提高。
（2）严格按分层填筑、洒水、压实、检测的程序组织施工，特别对桥头路基压实时土层厚度可以适当减薄，并增加压实遍数。
3 桥头跳车的治理措施 尽管在设计和施工中采取了措施来防止桥头跳车，但实际中由于操作不到位，还有可能出现个别跳车现象。对这种情况的处理，除了传统的大开挖外，可采用目前国内较为先进的技术—灌浆法。浆液主要有水泥、粉煤灰、水和少量速凝剂，按一定比例配制而成。
（1）灌浆材料的选择
①水泥：这种灌浆，对水泥的强度要求不高，选用325～425号普通硅酸盐水泥即可满足，但必须要求水泥质量可靠，无大颗粒杂质混合，以免破坏输送设备。
②粉煤灰：要求粒度100目以上即可。
（2）注浆钻孔的孔距、排距和孔深的确定
灌浆大部分采用孔距×排距为2M，互成梅花型布孔，以满足吸浆大量、低压（无压）的灌浆要求。
（3）钻孔工艺及设备选择
①合理选择设备：由于施工钻孔浅、孔数多，钻机移位频繁，同时又是干钻成孔，要求钻机功能较大，所以应选用功能较大、机械化程度较高、移动方便的油压钻机为好，XY-2型和GX-1型油压钻机配柴油机作动力能较好适应，用100/15-1型注浆泵，配MD-89型压浆栓塞可满足灌浆要求。
②钻孔工艺采用普通合金回转φ91mm钻进即可。其钻进规程应用轻压、中速、短回次钻进为宜。另外钻进中要严格注意的变化，遇空洞及分散发育等情况及时记录其井段，以便分析填筑质量和指导灌浆。
（4）灌浆方法及工艺
一般均采用孔口封堵全孔一次性注浆法灌浆，不适宜分段灌浆。
浆液浓度应选用小水灰比（1.5：1～0.6：1）灌浆，其浓度可反复变换，灌浆压力需求不大，以0.2～0.6MPa为宜，一般大吸浆量孔均可采用自流灌浆。
台背填土灌浆，其目的是通过灌浆充填其间的空洞、縫隙，增强其整体性和提高密实度，使台、背路堤稳固不沉降，施工中应掌握以下要点：
①所有钻孔要保证孔孔灌满，灌满到井口不再吸浆时才可止浆，止浆后应用碎石（或河砂）加水泥将钻孔填实封闭。
②一般吸浆量大的钻孔，可采用自流灌浆，并可大量渗入粉煤灰，水泥与粉煤灰配比按1：3～1：4均可。
③吸浆量小或加入粉煤灰不吸浆的钻孔，必须采用加压灌浆，浆液为纯水泥浆，并遵循先稀后浓的原则和设计止浆标准。
（5）注浆效果
①各工程点均按总施工孔的5%～7%布置了灌浆质量检查孔。检查通过取出的土（岩）芯中观察水泥粉煤灰浆渗入情况和通过注浆压力、吸浆量大小来判别灌浆质量的好坏。②各桥台背灌浆时，均在台前和两边墙或锥坡的条石缝出现微量冒浆和冒清水位置均为自下而上逐渐上升。
（6）几点体会
①设备简单，施工方便灵活，无其它条件制约；
②不受时间限制，公路营运期中亦可施工；
③材料便宜，成本低。
【关键词】 桥头跳车；原因分析；技术措施；治理措施
桥头跳车是高速公路的常见病害，由此造成的车辆颠簸，会使乘客感到不适，严重的还会引起交通事故。从桥头跳车形式看主要有两种：一是路基与桥台交接处产生不均匀沉降而产生跳车；二是伸缩缝安装不平整而跳车，其中前者尤为突出。
1 桥头跳车的原因分析
桥头跳车的基本原因是由于桥台与路基间的材料弹性模量不一致而引起的沉降差超过某个限值时所致。因为桥台基础一般都作了加固处理，例如采用桩基础等，其沉降量很小，而路基填土所固有的压缩徐变性能需待通车后一段较长时间才能趋于稳定。以下将从四个方面进行分析。
1.1从基本成因上分析
修建公路，无论是先修桥还是先修路，在开放交通之前，路面与桥梁结合处不会有明显高差，即无跳车现象。也就是说在没有荷载作用下不会出现桥头跳车，且跳车程度随荷载作用时间的延长越来越显得严重，直到趋于稳定。
1.2从构造方面分析
无论是钢筋混凝土桥还是其他结构的桥梁，均为刚性体；而无论什么等级的公路，其基础全为自然土，相对于桥台为柔性体。二者在结构钢度上产生了很大的差异。
1.3从施工工艺上分析
桥台施工采用分段浇筑或拼装砌筑而成，其实体为均质等密体，整体性较好。而后台填土的施工则不同，虽然从填料上尽量采用砂烁、石渣、灰土等，在施工工艺上也提出了分层填筑、分层夯实的要求，但在实际施工中该部位仍是薄弱环节。一般是桥台完工后填筑台背，由于作业面小，大型碾压机械难以展开，因此，台后填土施工无论怎么加强，也达不到桥台施工后的程度，这样从施工工艺过程上给桥头跳车留下了隐患。
1.4从受自然条件影响方面分析
台体部分不受自然条件的影响而产生明显变形，而台背路基在自然条件—温度和湿度的影响下会有明显变化，特别是黄土路基，若压实不够还会发生湿陷变形。随着路基路面材料中水分的增加、土粒胶体的接触点减少，液相膜增厚，从而降低了土体路基的强度和颗粒间的结合力，在外界荷载作用下，变形比较明显，导致跳车的出现。
2 防止桥头跳车的技术措施
在软弱地基上，桥梁、涵洞多采用深基础，其沉降量相对较小，而桥头路基往往达不到与桥涵相同标准，因而沉降就相对大一些，因此两者工后沉降量要求也不相同，为减少工后沉降，消除跳车隐患，必须事先对软基进行处理。高等级公路上的软基处理，通常采用砂袋砂井法、塑料排水板堆载预压实法、换土法、深层搅拌法、強夯法等等。
2.1路基填料选择
在桥台以外一定范围内（要求桥台背后5～10M）应填筑工程力学性质良好的材料，选择强度高、压实快、透水性好的材料。
2.2加强桥头路基的排水设计
水对地基和填土的强度具有非常大的影响，水可以使土体含水量增加，使地基承载力下降，使边坡土方饱和而坍塌。因此桥头填方路基应比区间路更加注重排水设计，要保持桥头排水通畅无积水，在有地下水或地表水渗入时，要设置排、截地下有的渗沟或排水沟。这里着重介绍横向泄水管或盲沟的设置方法。
2.3用强夯处理桥头路堤
对于台背不易被压路机碾压的“死角”，可采用强夯处理。强夯机宜采用重100KN的夯锤，提升高度一般为6～8M，即夯击能量为600～800KN.M，夯锤面积为3.5㎡，夯击影响深度约为5～10M。对于台背及耳墙附近，则应减小夯锤升高至2～3M和增加锤击次数，以免伤害桥台。
2.4预设反向坡度，预留沉落量
当能预测路基沉降规律时，为争取工期，可在台堤结合段预留反向坡度，这有些类似于设置桥梁预拱度的作法。坡度大小应根据台堤间的沉降差确定。有的地方在路面铺筑之前预加抛高△=14～16CM。待路面铺完之后，沉降量就能达到这个抛高值的50%以上。但是，精确预估抛高值是困难的，只能通过逐步积累资料趋向完善。这种作法适合于三级及以下等级公路。
2.5设置过渡段路面
对于不设置搭板的路堤，必须设置过渡段路面。为了防止二次跳车，在搭板尾端与路堤之间也有设置过渡段路面的作法，待路堤沉降稳定以后，再改铺原设计路面，常用的过渡性路面有预制水泥混凝土六棱块（边长34.6cm，厚20cm）和条石铺砌（尺寸为25cm×25cm×40cm）等。这种处理方法的优点是翻修处理速度快，但不易铺砌平整，行车仍有抖动感，砌缝易渗入雨水，有损路基。
2.6选用混凝土路面
条件许可时，桥头路基上可用混凝土路面，以缩小或消除桥台与路面间的弹性模量之差。对于水泥混凝土路面，在桥台与路面连接处，易产生横向裂缝。为防止雨水渗入，可在接缝间塞入填缝材料，例如玻璃纤维类的物质、油浸甘蔗板或沥青麻絮等，然后再灌进较稀的沥青。
2.7设置桥头搭板及埋板
为防止路、桥衔接处的差异沉降，现高等级公路的桥涵，特别是大中桥设计均采用加设钢筋混凝土搭板的方式，目的是将台堤间突变的错台高差分散至搭板的两端，这样做可使路堤纵坡得到某个微小增量，从而可以改善桥头行车条件，因此是重要的技术措施之一。
2.8桥头填筑质量控制
（1）保证桥头路基有足够的压实度。为了尽量减小台背沉降量，应将两端的路堤的压实度在原有基础上有所提高。路基顶部0～80CM土层，高速公路、一级公路可由95%提高至98%，其它公路由93%提高至95%。路堤其它各层压实度也相应提高。
（2）严格按分层填筑、洒水、压实、检测的程序组织施工，特别对桥头路基压实时土层厚度可以适当减薄，并增加压实遍数。
3 桥头跳车的治理措施 尽管在设计和施工中采取了措施来防止桥头跳车，但实际中由于操作不到位，还有可能出现个别跳车现象。对这种情况的处理，除了传统的大开挖外，可采用目前国内较为先进的技术—灌浆法。浆液主要有水泥、粉煤灰、水和少量速凝剂，按一定比例配制而成。
（1）灌浆材料的选择
①水泥：这种灌浆，对水泥的强度要求不高，选用325～425号普通硅酸盐水泥即可满足，但必须要求水泥质量可靠，无大颗粒杂质混合，以免破坏输送设备。
②粉煤灰：要求粒度100目以上即可。
（2）注浆钻孔的孔距、排距和孔深的确定
灌浆大部分采用孔距×排距为2M，互成梅花型布孔，以满足吸浆大量、低压（无压）的灌浆要求。
（3）钻孔工艺及设备选择
①合理选择设备：由于施工钻孔浅、孔数多，钻机移位频繁，同时又是干钻成孔，要求钻机功能较大，所以应选用功能较大、机械化程度较高、移动方便的油压钻机为好，XY-2型和GX-1型油压钻机配柴油机作动力能较好适应，用100/15-1型注浆泵，配MD-89型压浆栓塞可满足灌浆要求。
②钻孔工艺采用普通合金回转φ91mm钻进即可。其钻进规程应用轻压、中速、短回次钻进为宜。另外钻进中要严格注意的变化，遇空洞及分散发育等情况及时记录其井段，以便分析填筑质量和指导灌浆。
（4）灌浆方法及工艺
一般均采用孔口封堵全孔一次性注浆法灌浆，不适宜分段灌浆。
浆液浓度应选用小水灰比（1.5：1～0.6：1）灌浆，其浓度可反复变换，灌浆压力需求不大，以0.2～0.6MPa为宜，一般大吸浆量孔均可采用自流灌浆。
台背填土灌浆，其目的是通过灌浆充填其间的空洞、縫隙，增强其整体性和提高密实度，使台、背路堤稳固不沉降，施工中应掌握以下要点：
①所有钻孔要保证孔孔灌满，灌满到井口不再吸浆时才可止浆，止浆后应用碎石（或河砂）加水泥将钻孔填实封闭。
②一般吸浆量大的钻孔，可采用自流灌浆，并可大量渗入粉煤灰，水泥与粉煤灰配比按1：3～1：4均可。
③吸浆量小或加入粉煤灰不吸浆的钻孔，必须采用加压灌浆，浆液为纯水泥浆，并遵循先稀后浓的原则和设计止浆标准。
（5）注浆效果
①各工程点均按总施工孔的5%～7%布置了灌浆质量检查孔。检查通过取出的土（岩）芯中观察水泥粉煤灰浆渗入情况和通过注浆压力、吸浆量大小来判别灌浆质量的好坏。②各桥台背灌浆时，均在台前和两边墙或锥坡的条石缝出现微量冒浆和冒清水位置均为自下而上逐渐上升。
（6）几点体会
①设备简单，施工方便灵活，无其它条件制约；
②不受时间限制，公路营运期中亦可施工；
③材料便宜，成本低。