浅谈桥头跳车原因及预防.doc

浅谈桥头跳车原因及预防 摘要：目前，在我国公路工程施工中，桥头跳车是常见的质量病害之一。本文分析了引起桥头跳车现象的原因，根据这些原因采取相应的预防措施，以合理减少造价和缩短施工工期，最大限度地减少桥头跳车对行车的影响，保证行车舒适与安全。关键词：桥头跳车，地基沉降，压实，预防措施Abstract In chinas highway construction projects, vehicle jumping at bridgehead is one of the common quality phenomena at present. This paper analyses the reasons that cause vehicle jumping at bridgehead, taking some precautionary measures according to these reasons so as to reduce the cost and time of construction reasonably and maximize the influence of vehicle jumping at bridgehead to driving to guarantee the comfort and safety of the driving. Key words: vehicle jumping at bridgehead, settlement of ground, compaction, precautionary measures.1、引言随着交通运输事业的发展，桥头跳车问题一直是桥梁工程技术人员的难题之一，特别是近几年来随着我国高等级公路的迅速发展，桥头跳车现象较为普遍，它直接影响车辆的行车速度及行车安全性、舒适性，甚至造成行车事故。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，直接影响了公路的使用寿命和社会效益。因此，解决桥头跳车问题, 对保障公路的畅通， 行车安全具有重要的意义，本文对其形成原因及预防进行了探讨。2、桥头跳车产生的原因桥头跳车是由于桥台与其后路基沉降不均匀造成了桥台和路基顶面的沉降差而产生的。当沉降差超过 2cm 以上时，将使此处的路面断裂，从而使行车产生明显的颠簸和不适。分析形成沉降断裂的原因，主要是由于桥台基础一般采用刚性基础，基础落到持力层，其沉降量甚小，而台背回填因地基沉降和台后填料本身的压缩变形而致沉降量大，从而使桥台和路基产生不均匀沉降，造成路面和桥台的高程突变，形成桥头跳车。由此可见，桥头跳车的原因主要是路桥的沉降差所致; 而引起路桥沉降差的主要原因，是由于台后路基的沉降所产生的。2.1 地基沉降地基沉降引起长期桥头跳车的问题已越来越引起人们的重视。由于桥头（涵）通常位于沟壑地段，地下水位较高，且多属于软弱基础，在路基营运荷载的作用下，使地基产生压缩变形，形成地基沉陷。特别是由于软弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、渗透系数小的特点，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，由于高等级公路多为全封闭、全立交，为了满足立交公路、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 设计不周设计人员有时对施工过程如何便于碾压考虑不周，对于填料的要求不严格，台背的排水考虑欠佳。桥涵结构物两端的路堤，由于过水、跨线或通道的要求，一般填土都较高，低的3m左右，高的可达10m或更高，除了过水的桥涵，两侧路堤往往受水浸淹，地基条件也较差。设计上对路断面结构和边坡防护上有所考虑外，其他多数情况对高路堤设计上并无特别的要求，如压实度等指标均与一般路堤无异。由于路堤较高，在填筑以后受到自重和行车荷载的作用，路堤填土必然要产生竖向变形值。2.3 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，尤其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%。大家知道，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，往往达不到规定的压实遍数，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，这也是台后填料压实变形很大而导致沉降的主要原因。加上受工期、动拆迁等一些客观因素的影响，有些工程中的台后回填要等到桥台施工完成后，才能进行填筑。因此，压路机要受到桥台的限制，碾压困难，对紧靠台后的填土难以碾压到位，尤其是对于肋式桥台、U 型桥台等受尺寸的限制，有的压实机械根本进不去，导致漏压、压不实等现象，使台后填土的压实度严重不足，尽管使用小型夯实设备补夯，也难以达到规定要求，因而增加了台后填料的压缩变形。（1）台后填料不当: 施工人员用料不当、控制不严，未能达到设计要求 ，有些填料比路基填料还要差。需特别指出的是，施工材料不良更易造成构造物台后填料的下沉。（2）台后压实不足：施工时工期工序安排不当，以致桥头填土处于工期末期，被迫赶工，没有给予足够的沉降时间且不能很好地控制台背填土的压实度，致使填料压实度不满足设计和规范要求，使填方体产生竖向固结变形，形成较大的沉降，在台背与路基连部造成沉陷形成台阶。2.4 对桥头高填土及软基等处理措施不当如路基穿越软土地基或采用高路堤方案，势必存在较大工后沉降；桥涵构造物选用桩基或扩大基础等不同形式，其工后沉降差异很大；对软土地基路段采用不同的处理方法、对路堤填筑速率和填筑材料的控制不同，其效果也大不一样；在考虑桥台结构时，往往忽略桥台与路堤的恰当衔接（即“桥归桥，路归路”现象），在连接部位有的设计接缝，有的设计连续铺装，由于路基不均匀沉降的存在，在使用过程中必然形成裂缝。虽然有考虑设置搭板调节连接部位的不均匀沉降，但对承受搭板一端的路堤部位未进行处理，让搭板一端直接置于一般土基上，从而在那里形成凹陷，以致搭板滑落。再则，设计对桥台与路堤相邻的沉降差考虑较多，而对桥头竣工后沉降引起的纵坡变化注意不够，造成桥头段纵坡不顺，在突变点往往形成台降，以致出现跳车现象。2.5 施工质量控制不严首先是施工工期紧，施工单位为了赶工期，没有严格按“三分法”(分层填筑、分层碾压、分层检测)施工，没有严把填料质量关，其次是部分施工人员质量意识不强，忽视施工质量。3、桥头跳车的预防根据上述对路桥过渡段产生桥头跳车的原因分析，在实际的工程中，应根据当地具体情况，采取相应的处理措施，具体包括以下几点：3. 1 处理好台后地基处理好台后软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软弱地基处理，现在国内有四种常用方法，即换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基。(1)换填法适于浅层地基处理，处理深度可达23米。在饱和软土上换填砂垫层时，砂垫层具有提高地基承载力，减小沉降量，防止冻胀和加速软土排水固结的作用。(2) 超载预压是处理软粘土地基的有效方法之一，一般可利用施工荷载作为软基预压荷载 ，但施工工期较长，剩余沉降量也大； (3) 塑料排水板加固软土地基的优点：a. 滤水性好，排水畅通，排水效果有保证。 b. 材料有良好的强度和延展性，能适合地基变形能力而不影响排水性能。 c. 排水板断面尺寸小，施打排水板过程中对地基扰动小。 d. 可在超软弱地基上进行插板施工。 e. 加固效果好，施工工期较短，施工工艺简单，造价比较低，是目前处理软基较为常用的方法。(4) 水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显，与钢筋混凝土桩相比，可节约大量的钢材，从而降低了造价，缩短了施工工期，具有良好的技术经济效果；应根据当地实际情况，选择合适的方法，以合理减少造价和缩短施工工期，最大限度地减少桥头跳车对行车的影响，保证行车舒适与安全。由于受造价约束 ，一般情况可设置过渡性路面，加强养护补强措施 ，待沉降后再改铺原设计路面，常用过渡性路面有预制水泥混凝土块 、沥青过渡层等，都是解决好桥头跳车的有效办法 。3. 2 桥头路基填土施工中的压实控制保证桥头路基有足够的压实度，按照路基施工规范规定：原地面压实度不应小于85，下路堤压实度不应小于90；上路堤压实度不应小于93，路床部分压实度不应小于95。在施工过程中要严格按照设计和规范中的压实度标准进行控制，采取有效的技术措施，控制好每层填筑厚度、碾压遍数，保证路基填土的压实度，从而提高路基自身的强度，减少其压缩沉降。施工中应根据施工进度计划尽早安排回填工作，为台背按程序回填争取足够的时间。回填时尽量采用小型压实机械，扩大工作面，充分发挥一般大型压实机械的作用。当受到场地限制时，可采用横向碾压法，在保证桥台背墙不被破坏的前提下，尽量地靠近台背进行碾压。各层在碾压时都达到了标准，就基本上满足了防止差异沉降的先决条件。对于压实机械不能靠近的地方，应采用小型压实机械配合人工夯实、从而达到规定的压实度的要求。3. 3对桥头搭板进行改良设计桥头搭板是用于防止桥端连接部分的沉降而采取的措施。它搁置在桥台或悬臂梁板端部和填土之间，随着填土的沉降而能够转动。车辆行驶时可起到缓冲作用，即使台背填土沉降也不至于产生凹凸不平。针对桥头跳车的各种成因，搭板也相应的做了许多改良设计。(1)改善搭板与桥梁之间的伸缩缝布置，取消普通桥台的部分背墙，只在搭板和梁体间设置一道伸缩缝，这样一来接缝由原来桥台处的两条，即梁体与背墙之间的、搭板与背墙之间的接缝减少为一条梁体与搭板之间的接缝。改进后的搭板有以下优点：a.接缝减少后，更有利于行车的舒适。b.原设计中的两条接缝,在各种因素下常会产生裂缝,雨水渗入裂缝后会造成搭板下水土的流失,导致该处路基发生沉降,使搭板下产生空洞。而改进后的设计,即使该缝出现问题,由该缝所渗入的雨水也不会流到台背后去,比较有效的解决了原设计的问题。c.改进设计后，桥台顶部的施工更为方便。(2)搭板采用下置式，即布设在路面底基层下面，按单段式设计。在搭板下现浇一段厚为16cm或20cm水泥稳定碎石或卵石砾石垫层，垫层横向宽出搭板各50cm，搭板远端长出50cm，以1：3（纵横比）坡度与路面底基层衔接。在牛腿或台背上垫一层1厚油毛毡，然后将近台端搭板搁在上面.改良后的效果：（1）在搭板上有70cm-80cm厚的路面结构层承受车辆荷载，搭板所受活载应力较小；在搭板下面设有垫层，使填土路堤承受活载更小，近台端搭板下方不会出现脱空区。 （2）搭板区段内的路面可与引道路面同时施工，操作方便。（3）可解决桥台与路堤衔接处的跳车和搭板远端跳车的问题；同时可消除桥台与路堤衔接处沥青混凝土路面的隆起，使车辆能高速平稳的行驶。（4）克服了搭板远端路面断层的薄弱环节，不设枕梁也可获得良好预防沉降效果。3.4严格控制填料质量及填料材料选用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，便于控制压实质量，减小路基压缩沉降。选用内摩擦角较大的填料也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。台背后填筑透水性材料，应满足一定的长度、宽度和高度要求，通常台背填料顺路线方向长度顶部为距翼墙尾端不小于台高加2m，底部距基础内缘控制长度不小于2m，拱桥台背填土长度不应小于台高的3倍-4倍。台背与路基接壤处，为保证连接质量，一般路基留一斜坡，斜坡坡度不大于1：1（也可用台阶形式连接）。同时考虑到桥头高填土自重较大，排水不利等因素，可选用轻质填料，常用的材料为粉煤灰，其目的就是减少填方容重，减轻填方土体对地基的压力，从而达到减少地表以下土层排水固结产生的沉降。填料的选择和填筑要求：a、含水量大的粘土、冻土，有机物大于8%的土和水溶性硫酸盐含量大于5%的土均不得用作回填土料。b、填土应分层进行，尽量采用同类土回填。换土回填时，必须将透水性较小的土置于透水性较大的土层上，不得将各类土料任意混杂使用。填方土层应接近水平地分层压实。3.5 石灰加固土路基根据路桥过渡段路基沉降分析，压实度的提高确能有效提高素土的压缩模量，但由于其基数太小，所以纵然达到95% 压实度素土的最终沉降量也较灰土大得多，因此，对高填方桥头路基不宜过多采用素土修筑。施工过程中，应尽可能在桥涵处先连续填筑路基，然后再开挖修建桥涵结构物，即“先填后挖”法。并从以下几个方面控制石灰土的填筑质量: ( 1) 对于地下水位较高的基抗，若无法排除基坑积水，应采用砂砾材料回填，分薄层铺筑到一定高度，并达到充分压实时，再进行石灰土的填筑。( 2) 台后填筑石灰土要采用集中厂拌，石灰要过筛，土要粉碎均匀且无土块，充分拌和后，运至现场，分层摊铺碾压。不允许现场路拌。( 3) 台后填土与两侧洞口锥坡填土、台前溜坡填土须同步填筑。特殊情况下，当桥台为桩柱结构时，可先填筑土体并作为桥台盖梁的底模，以方便支撑侧模等。( 4) 台后填土与路堤接茬处要开台阶，倒梯形一边坡度为1 1。( 5) 台前、锥坡及台后填筑由一个施工单位来施工，要配置压路机、小型蛙式夯或汽夯。在耳墙、台背角隅处用小型机具夯实，避免留下死角或隐患。( 6) 通道、涵洞等构造物应尽可能提前安排施工，在吊装上部板块后即可进行台后填筑，保证路面施工前台后填筑有较长时间的稳固过程，以减少路面施工完成后填筑物的沉降。( 7) 加强施工监理，在紧挨台背、桥头填筑与路堤接茬处以及二者中间分三处检测压实度，达不到压实度要求则必须进行返工处理。3.6确保施工质量(1) 科学管理，建立健全各项管理制度：制定岗位责任制和各项规章制度是企业管理的首要任务和重要部分。项目经理必须重视制度的建立，在施工现场必须抓好督促及落实工作，并要在原有的规章制度基础上，根据该工地的实际情况，建立各种人员的岗位责任制，明确工地管理人员的职责，且成文张贴于工地办公室，以便对照执行。强化计划管理，根据总进度要求，针对施工实际及时修正计划，实现对重要节点的控制，使计划管理处于最佳状态。在工地建立简报制度，将工程情况及时通报各方，并建立了总结制度，从而大大加强了现场施工管理，并赢得各方的一致好评。(2) 提高认识，加强对一线工人的管理：要提高施工管理水平，必须思想领先，即首先要提高管理意识。企业核心问题是管理。由于生产工人流动性大，普遍技术素质差，质量意识薄弱，只重工作进度，忽视工程规模及质量，贪图方便，盲目求快，责任性不强，安全意识差，给施工管理带来很大难度，对这些意识和做法要彻底改变。项目经理在提高管理人员意识的基础上，对生产工人也要加强管理。具体的做法是实施“一选择，二教育，三管理”的原则。一选择即对生产工人实行“优胜劣汰”的原则，对那些安全意识差、技术素质低、不服从管理的生产工人必须淘汰。二教育既是对工人上岗前必须实行“三级教育”，进场前作好各项安全技术交底，并进行安全技术签证。对各施工班组工人必须实行奖罚分明的制度，以充分调动工人的积极性，发挥工人的主导作用。对各工种，各项目主要部位操作人员等也要实行岗前培训。三管理即是在施工前必须向生产工人做好各项技术交底工作，在施工过程中严格控制每道工序，实行跟踪、监督、记录、复查或抽查，从技术措施到实际操作中严格把好质量关。坚持自检、互检、抽检相结合；坚持上道工序不合格不流入下一道工序的具体做法，特别对容易发生质量通病的工种及工序进行专职跟踪施工，以强制的手段来克制质量通病，改变不规范的做法。(3) 组织施工，努力抓好工程质安管理：项目经理在指挥各项工程中，必须认真搞好工程质量安全管理，要把一个施工现场的许多单