段秀娟

（江蘇省交通科學研究院股份有限公司，江蘇 南京210017）

近年來，隨著車輛的迅速增加，公路交通在生活中已必不可少，公路在交通運輸中的作用是承前啟后，也是國民經(jīng)濟中相當重要的一部分。部分已建成的高等級公路由于軟基處理方案設(shè)計不周到、施工工期短等原因，出現(xiàn)了公路與橋梁連接處橋頭跳車嚴重、路面橫向起伏不平、路面中部積水較多等問題。

1 公路橋梁連接處問題及原因分析

橋頭跳車產(chǎn)生的主要原因是構(gòu)造物與鄰近的路基沿路線縱向產(chǎn)生差異沉降，再加上路面橫向起伏不平、路面中部積水使路基橫斷面發(fā)生“盆型”沉降，由于中間沉降大，邊部沉降較小，因此，橫向也產(chǎn)生了差異沉降，最終導致橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生。橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生主要有以下幾點原因。

1.1 基礎(chǔ)設(shè)計缺乏有效性與科學性

對于不同類型的填筑材料來說，盡管處于同一荷載作用力之下，其塑性變形與次固結(jié)沉降系數(shù)也有所差異。對那些強度較低、剛性小、壓縮性能強的材料，其所具有的塑性變形與次固結(jié)沉降較大。透水性能好的材料不論是從剛度上還是壓縮性上都要優(yōu)于粘性土，但是透水性能好的材料也有不足之處，它使得天然地基與所相鄰路基土質(zhì)遭受到路基周圍滲透水、毛細水、橋臺沉降水等不同種類滲水的侵蝕，從而使材料出現(xiàn)不同程度的軟化現(xiàn)象，造成臺背過渡段路基與相鄰段路基的強度急劇下降，沉降變形量也會出現(xiàn)增大的情況，最終由于臺背路基強度降低而導致跳車現(xiàn)象的發(fā)生。

通常情況下，橋涵結(jié)構(gòu)物和路基應(yīng)該同時進行施工，橋涵屬于剛性結(jié)構(gòu)物，它對地基的強度要求比較嚴格，因此，在進行正常施工時，必須對其進行加固處理，這使得地基沉降值變得相對較小。對于臺后填料地段地基來說，它不需要進行一定的加固處理，橋臺與臺后填方容易出現(xiàn)一定的變形，使得兩者存在不同，由于沉降快慢的不同而形成階梯狀。橋頭搭板不能從本質(zhì)上減少臺背和構(gòu)造物兩者間的沉降差異，如果臺背回填出現(xiàn)下沉情況，那么，在路基上施工的橋頭搭板相應(yīng)地也會出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。

1.2 施工工藝不合理引發(fā)橋頭跳車

如果施工工序與設(shè)計要求不相吻合，而且臺背填筑速度又過快，沉降會發(fā)生的更快，使得沉降值增大，會對臺背擋土墻等構(gòu)造物造成不同程度的擠壓現(xiàn)象。假若臺前護坡或擋墻砌筑不及時，極可能導致路基填筑土體出現(xiàn)滑移情況，壓實機械的作業(yè)效果也會受到不同程度的影響，嚴重時還會危害橋梁基礎(chǔ)，造成結(jié)構(gòu)物的不均勻沉降，影響結(jié)構(gòu)物的整體性，對結(jié)構(gòu)物造成破壞。由于施工作業(yè)面窄，再加上工期緊張，在臺背填土時，接近橋臺部位填土平面的形狀差異較大，如果沒有適合的壓實器具，單靠人工夯實的話，密實度很難與壓實所規(guī)定的標準相吻合。因此，應(yīng)該選用機械的方式進行碾壓，但由于地形、作業(yè)面等條件的制約，橋頭填土壓實密度與規(guī)定的標準之間會存在一定的差異，尤其是臺墻后側(cè)與翼墻內(nèi)側(cè)的位置，想要達到壓實密度的要求更難，會造成過渡段填料產(chǎn)生不均勻沉降。此外，沒有嚴格按照施工工藝（分層填筑、分層碾壓、分層檢測）施工也會引起橋頭跳車。

1.3 地基沉降對連接處造成的危害

由于橋涵通常位于溝壑的地形中，地下水位較其他地方明顯偏高，而且多是軟弱地基，由于路基自身的重量與荷載等的作用，地基極易出現(xiàn)變形現(xiàn)象。尤其是那些軟弱地基處，由于它們具有的一些特性，像天然含水量高、壓縮性高、抗剪強度弱、滲透系數(shù)小等，使得地基沉降現(xiàn)象更為突出，而且出現(xiàn)沉降之后想要恢復原狀并保持穩(wěn)定需要花費更長的時間。同時，由于高等級公路多為全封閉、全立交，為了滿足相交公路、航道的凈空要求，橋臺后的路基高度一般都較高，路基自重大，所以，產(chǎn)生的地基應(yīng)力也比較大，更易產(chǎn)生地基沉降現(xiàn)象，橋臺后的路基也會由于地基的沉降而出現(xiàn)不同程度的下沉。

2 加強公路橋梁連接處設(shè)計的有效措施

2.1 優(yōu)化設(shè)計方案

2.1.1 縱向過渡段的設(shè)計處理

橋臺采用灌注樁的深基礎(chǔ)，基本不存在工后沉降，為減少與橋頭的差異沉降，橋頭路基采用了較強的復合地基的深基礎(chǔ)處理。涵洞等小型構(gòu)造物的處理從地質(zhì)情況和區(qū)域經(jīng)驗來看，為避免后期沉降造成構(gòu)造物自身出現(xiàn)裂縫病害，也加強了地基處理。總體而言，橋頭和構(gòu)造物的處理方案較強，而一般路段的處理方案偏弱，通過采用改變復合地基的樁間距，設(shè)置加筋路堤，加強過渡段的設(shè)置，避免不均勻沉降（見圖1）。

圖1 橋頭縱向過渡設(shè)計示意圖

2.1.2 橫向變剛度復合地基處理

結(jié)合江蘇省交建局《高速公路變剛度復合地基試驗研究與優(yōu)化設(shè)計》研究成果，采用橫向變樁間距的變剛度地基處理方案可有效降低橫斷面差異沉降，差異沉降減少60%左右。

目前，在建通洋高速變剛度復合地基路段全部完成地基處理（見圖2），正在進行路堤填筑，從沉降監(jiān)測結(jié)果來看，調(diào)整橫向差異沉降的效果十分明顯。變剛度復合地基不但可以有效控制橫向差異沉降，而且由于采用了疏樁布置，水泥土攪拌樁的數(shù)量可以減少，節(jié)約投資超過15%，經(jīng)濟和環(huán)保效益明顯，契合了“低碳公路”的建設(shè)理念。

圖2 變剛度復合地基處理設(shè)計示意圖

2.1.3 加強橋頭排水設(shè)計

兩側(cè)橋臺頂面與橋頭搭板連接處做好防水處理，防止水流沿著施工縫隙滲入到路基內(nèi)，造成路基的沉降。對于地下水域充足的地段，要專門設(shè)置一定的排水裝置，如滲溝、降水井等，減輕水流對路基的侵蝕。

2.1.4 橋頭跳車新技術(shù)的應(yīng)用

橋頭跳車新技術(shù)可在橋梁設(shè)計的許多地方得到應(yīng)用:如使用加筋土整體式橋臺，處理軟土地基路橋結(jié)合處的差異沉降；臺背回填設(shè)計中剛?cè)徇^渡法的有效應(yīng)用等。

2.2 嚴格規(guī)范伸縮縫的寬度

實例證明:伸縮縫具有不容易被擠壞的特性，但其寬度過大也容易引起跳車問題的發(fā)生，跳車現(xiàn)象發(fā)生的越頻繁，伸縮縫的損壞就越快，直到不能使用。另外，由于混凝土的抗壓能力很強，如果擠壓的力度沒有超過材料極限，橋梁也不會被損壞。綜上所述，在伸縮縫施工時，沒有必要采用很寬的伸縮縫。在施工過程中溫度會影響伸縮縫，其溫差伸縮量的計算公式為

式中:Tmax為設(shè)計最高環(huán)境溫度；Tmin為設(shè)計最低環(huán)境溫度；α為腳脹系數(shù)，α＝0.010；L為伸縮梁長度，m。

還應(yīng)考慮混凝土的徐變、干縮及汽車行駛沖擊、振擺、橋梁撓度所引起的橋梁伸縮量的變化，嚴格規(guī)范伸縮縫寬度。

2.3 路橋聯(lián)合施工，加強施工工藝

由于大部分的路橋施工是分開進行，這會導致道路和橋梁間存在誤差。在路橋聯(lián)合施工中應(yīng)該邊施工邊測量、校對，確保路橋施工中的路橋差最小，路橋銜接點更平整，防止發(fā)生跳車現(xiàn)象。主要的施工工藝包含以下幾個:

1）逐層碾壓，確保填料的密實度。由于壓實器具與填筑材料不同，通常壓實厚度也存在一定的差異；

2）避免出現(xiàn)壓實不到位?？稍跇蚝^所要進行回填的范圍之外再外推數(shù)米，一直延伸至路基的壓實區(qū)處，繼而開始挖臺階，逐層填筑碾壓，在邊角處使用人工打夯器具進行壓實，提高路基的密實度；

3）采用不同類型壓實機械相配合的碾壓方式，保證路基填料的壓實度；

4）預壓法可以減少施工后沉降現(xiàn)象。如果施工條件滿足，可以提早布排好橋頭處路基的施工，使其自身就具有一段時間的預壓階段，采取這種方法可有效地減少施工后沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

3 路橋共同監(jiān)測與管理

3.1 公路路基在施工中需控制的項目及操作方法

在路基施工與質(zhì)量控制過程中，最重要的是要明確橋臺后所使用的填料是否達到摩擦角大、強度高、透水性能好、壓實快等特征。對臺背回填處的壓實狀況進行檢測也非常重要，要確保壓實達到95%以上才算合格。如這兩點控制額能夠準確到位，那么，連接處的施工質(zhì)量就基本與所規(guī)定的標準要求一致。在施工中，施工人員可以通過超聲檢測機對其進行檢測，對于不符合要求的施工，必須進行重復修理，直到滿足要求。

3.2 對路面檢測項目的分析

從實際情況看，橋臺搭板的設(shè)置與連接處的行車情況有著不可分割的聯(lián)系。搭板設(shè)置的合理與否可以有效避免車輛通過時橋頭跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)。在設(shè)計與施工過程中，為盡量減少跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，可在搭板的末端埋設(shè)變厚式埋板，長約3～4m。此外，對施工人員進行理論指導與實踐操作培訓也是減少跳車現(xiàn)象發(fā)生的有效措施。

4 結(jié) 語

公路與橋梁連接處的合理設(shè)計、精準施工、科學管理、嚴格監(jiān)理是公路與橋梁相關(guān)路段行車安全的保障，相關(guān)部門應(yīng)予以高度重視。加強在前期設(shè)計、后期施工、中期管理等方面對公路與橋梁連接處的正確處理，徹底杜絕公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象的發(fā)生。

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