孫松寶

【摘要 ：從三維空間分析了造成橋臺跳車的原因以及施工中產生橋頭填土沉降的因素，并提出了解決橋頭跳車的施工防治措施。】
  關鍵詞 ：橋頭跳車、橋頭填土沉降、填土壓實
橋頭跳車是由于橋臺與橋頭填土具有不同的沉降而產生相對高差引起的。橋頭跳車問題已成為嚴重影響市民生活和安全的一個難以解決的質量通病，它越來越受到橋梁建設者和市民特別是主管行業領導者的重視，并在不斷地研究和探討解決這一病害的辦法。在目前的研究設計中，大多數橋梁設計采取設置橋頭搭板的方法解決，這種方法減輕了跳車程度，但是由于搭板外端的再下沉導致了橋臺端的凸起和外端的沉降而產生新的跳車問題。有的則采取在橋頭沉降范圍增補一層瀝青混凝土，但經過一段時間行車又會產生新的沉降，而且以上方法增加建設成本，且不便于維修，影響美觀。為解決橋頭跳車問題，應了解其產生原因，并采取措施加以預防，減輕橋頭跳車。
一、橋頭跳車的原因分析
橋頭跳車的原因從理論上而言是由于橋臺與橋頭填土具有不同的沉降而產生相對高差引起的。通常情況下橋臺的沉降其值很小，可以忽略不計，而橋頭填土沉降過大使兩者高差懸殊而產生橋頭跳車。現將橋臺與橋頭間產生高差懸殊的原因分析如下：

如圖，把橋頭部位填土                                            
                                     作為一個空間體，用                                       
                                     三維坐標以臺帽背墻頂為原點，沿路的橫斷面方向為X軸，路線中線方向為Y軸，填土垂直方向為Z軸，導致橋頭填土下沉的因素歸納起來主要有以下四種：
    1、橋頭填土段的土基（天然地基），在承受路基的高填土（恒載）與車輛（活載）的重力作用下，如果超過了原土基的承載能力，土基將產生壓縮而下沉，其值記為Δ1。
2、橋頭（路基）填筑材料具體本身的物理特性，經過某種標準的壓實處理后，壓縮模量為定值，若外荷載超過了標準處理方法所達到的“無壓縮”狀態，或填土未達到標準壓實度，受荷后，土體再次被壓縮。這種壓縮量的層層累積產生的下沉，其值記為Δ2。
Δ1和Δ2的下沉都是豎向（即Z軸）壓縮產生的。
3、路肩土體在自重作用下與路基產生的摩擦力（或粘結力）抵抗不住車輛荷載沿路面邊部行走時產生的沿橫軸間X軸方向的推力，結果使路基土橫向擴散，致使路堤豎向下沉，其值記為ΔX。
4、橋臺下土體在臺背填土的水平推力和車輛荷載等力的作用下，橋臺下護（錐）坡及路基摩擦力抵不住上述作用力，致使填土位移棱體沿破裂面下滑而導致橋頭土體縱向下沉（或縱向擴散產生下沉），其值記為ΔY。除此之外還有一些土體下落的原因，如由于溫度變化而產生的收縮等，但與上述四種情況相比相對影響渺小，對引起橋頭跳車幾乎微乎其微，這里不再詳細分析。
橋頭填土沉降總量ZS可由下式表達：
ZS=Δ1+Δ2+ΔX+ΔY
很明顯，當Δ1、Δ2、ΔX、ΔY分別趨于0時，總沉降ZS也趨于0（即ZS     0）。從實用技術方面來說，當ZS與橋臺沉降相等時，就可以認為ZS=0時，如果取得這樣的結果就消除了形成跳車的原因。
二、橋頭跳車的施工因素
在橋臺背回填土的施工過程中，豎向壓縮而沉降的因素占主要地位，沿橫斷面和縱向的變形沉降所占比例較小，具體來說主要有以下一些因素：
1、填土超厚。施工時采用機械回填土，未按要求分層壓實，造成填土超厚或不分層壓實，壓實度達不到規范要求。新填土與原土接茬未處理，壓實不足。新老界面壓實度各異，壓縮性各異或滑動，產生不均勻沉降或滑動造成沉降。
2、基坑溜土坡腳清理不徹底，未對原地基進行壓實，地基承載力不足。帶水回填，壓實不足。承臺基坑內側積水未排干，土基淤泥未清理造成土基過厚，造成壓實不足。
3、填料透水性差，含水量不當；回填土填入其中，含水量控制過大、過小，壓實達不到標準，造成壓實不足。
4、未加寬碾壓。回填土僅按路基寬度進行放樣，碾壓時造成兩側邊緣未能壓到，造成溜坡而沉陷，即出現ΔX值。
5、從施工組織管理上看，趕工或梁板吊裝臨時回填是最易發生的造成橋頭跳車的原因之一，由于沒有充裕時間進行分層碾壓，回填材料也不認真選擇，超厚回填，碾壓不足，返工處理不到位，造成回填土沉降，形成跳車。
三、橋頭跳車的防治措施
解決橋頭跳車問題，就是要清除各種導致沉降的原因，針對產生沉降的各種因素，分別選擇有效的施工工藝和技術措施，這樣才能達到填土不再下沉，橋頭不再跳車。同時要認真對待橋頭跳車問題，在施工環節上精心施工，合理安排工期，操作程序恰當，避免造成趕工或盲目施工而留下隱患，造成日后回填土沉降而形成橋頭跳車。
1、土基整平壓實，測定其地基承載力，在承臺內側原基坑工作寬度范圍進行夯實，通過試驗推算出其地基承載力。
2、新老界面分層搭接，采用人工分層（松鋪厚度20～30cm）機械壓實。基坑開挖放坡在回填時挖成臺階狀，臺階寬不小于1m，且成反坡，填土時形成新老界面的搭接，避免造成新老界面在放坡處形成滑動面，確保新老界面沉降一致。采用人工分層控制層厚在松鋪時不超過30cm，用機械壓實，確保對回填土的壓實功，保證回填土壓實度。
3、選用透水性材料回填。砂碎石材料具有透水性好，壓縮性低的特點，是理想的臺背回填材料。選擇透水性能好的砂碎石材料，按照重量比1︰1比例填筑成型后的路基壓縮性較小，可有效控制沉降，減少沉降量。
4、拓寬碾壓。一般路基放樣均按設計寬度放樣，由于壓路機工作寬度的限制，在道路設計寬度兩邊無法進行壓實，邊緣壓實度無法保證，在行車荷載作用下，產生側向位移而沉降，因此需要在路基兩側邊緣多放20cm工作寬度，保證壓實機械對路基范圍的壓實，超寬部分邊填邊削坡回填利用，確保路基范圍達到標準壓實度。
5、構筑物周圍加強夯實。構筑物周圍因受機械工作面的影響無法壓實到位，壓實度不能保證，因此必須采取特殊措施予以壓實，可以采用小型打夯機進行強夯，結合選用透水性材料回填，能減少構筑物周圍的沉降。
四、結束語
橋頭跳車問題并不是無法解決的難題，關鍵是要引起施工各方的認真對待。一些臺背回填沉降引起的橋頭跳車，有許多是人為因素造成的，思想不重視，盲目趕工或不按規范標準施工才是造成橋頭跳車的最大原因。因此在施工組織設計時就要對橋臺臺背回填土施工予以考慮，制定出詳細可行的施工方案和計劃，在施工階段合理安排工期，盡量避免趕工或梁板吊裝臨時回填造成回填壓實不足的現象，明確操作程序和工序質量要求，對相關技術管理人員進行技術交底，切實從思想和工藝上重視并根本解決橋頭跳車問題。
參考文獻：
《路基工程施工技術》（人民交通出版社）
《道路與橋梁工程基礎理論與監理實務》（中國環境科學出版社）
《路基路面施工技術與案例分析》（黃河水利出版社）