桥头跳车成因分析及几种桥头处理措施的应用研究

桥头跳车成因分析及几种桥头处理措施的应用研究

摘要：桥头跳车是指在桥头构造物与引道路堤填土衔接处产生较大差异沉降，使得路面形成台阶式显著纵坡变化，导致高速行驶的车辆在这一区段产生颠簸跳跃现象。高速行驶的车辆跳跃时不仅乘车舒适性不能保证，而且行车安全性大大降低。因跳车而不得不在桥头频繁减速、加速，既影响交通的迅速流动，又增加了车辆的损耗和废气排放。此外，桥头跳车还会对桥梁的工作状况产生不利影响，并加速桥头路面及伸缩缝的破坏。治理桥头跳车应根据成因采用一种或几种措施，或综合治理。设计中对桥头部分应根据地质、水文情况给予详细、特殊的考虑；施工时严格按设计意图和要求；监督部门作好把关工作，严格控制工程质量；通过设计、施工、监理的共同努力，桥头跳车是可以克服和改善的。

关键词：桥头跳车，差异沉降, 影响, 综合治理，改善

研究认为引起桥头跳车的原因有：填筑材料的压缩；路堤下天然地基的沉降变形；施工方法不合理；交通荷载大；排水不通畅；填筑材料选择不当；冲刷造成填土流失；接缝质量差；气温的循环变化，同时认为在以下情况下较容易出现桥头跳车：高路堤；桥台设在桩基上；日平均交通量大；软土地基；高密度降雨；气温循环变化大；陡变的引道纵坡。与这些相对应，研究向人们揭示了预防跳车的措施：路堤和桥台建在坚实的天然土基上；修建足够长度和强度的搭板；充分压实填筑材料；选用恰当的填筑材料；保持排水通畅；修建低路堤；土方填筑与路面填筑问有充分的时间间隔；采用正确的施工方法和严格的检验；减轻交通负荷。下面介绍两种桥头处理措施的应用研究。

注浆加土工隔栅联合法

1）处治原理。结合注浆法与土工格栅法加固路基的机理进行联合利用，即在搭板枕梁下小导管注浆并在搭板的有关区域内采用注浆加土工格栅的方法形成“刚柔过渡区”。

2）注浆参数与耗材。普通硅酸盐水泥、洁净水；水灰比：0．9：1-l.2：1(重量比)；注浆压力：0.2—1．5Mp；注浆花管参数：Ø48有缝钢管、梅花状5*20cm布设Ø10mm注浆小孔，距顶口100cm范围内不设小孔。

3）土工格栅参数与耗材。双向受力30KN土工格栅；搭接长度不小于20cm；耗损量以1．02系数计。

4）联合法施工工艺。

(1)施工顺序。清挖铺格栅范围内回填土30cm——碾压——铺放底层格栅——回填台背土或开山碎石渣至路床顶面——碾压——铺放上层格栅——碾压——注浆钻孔——下注浆花管——第一阶段注浆——第二阶段注浆——第三阶段注浆。

(2)施工注意事项。注浆花管平面布置按间距2~2．5m梅花型均匀分布，注浆成孔必须干法钻进，注浆深度可根据填土的高度及现场实际填料的密实度、压实度进行确定，一般情况下中孔浅、边缘孔深，压力注浆遵循先注边孔后中间孔的原则，同排注浆孔应实行跳隔(至少两孔)施工，每个注浆孔要进行三阶段间隔分压力注浆。

灌浆主要以每延米孔深的注浆量为控制依据，压力值作校核值，对于不同的回填材料，采用不同的压力值和浆液水灰比浓度，见下表。

注浆压力雨水灰比

回填材料 第一阶段 第二阶段 第三阶段 间隔时间

压力值

MPa 浆液水灰比 压力值

MPa 压力值

MPa 浆液水灰比 压力值

MPa

砂性土或碎石 0.2 1:1 不小于0.5 0.9:1 0.9 0.9:1 30-45min

粘性土 0.5 1.2:1 不小于0.9 1:1 不小于1.5 1:1 30-45min

为保证注浆流畅，灌浆孔应至少长出注浆管25cm,注浆管与灌浆孔间孔隙必须用水泥封堵，封堵长度不小于30cm，待封堵孔隙水泥终凝后才可注浆。注浆过程中，如发现第一、二阶段有严重的跑浆现象，应及时采取措施封堵跑浆通道，并控制周围孔的实施顺序与时间间隔。

一般大吸量孔可采用自流灌浆，为保证路基的安全稳定，注浆压力不超过2MPa，施工边孔时，应注意观察路基的稳定。

注浆率根据实际的地勘资料中孔隙率以及现场试验的充填率确定：注浆率=加同土体的孔隙率×经实践采用的充填率

土工格栅铺设场地必须平整，避免直接从翻斗车上倾倒，以避免碎石刺破土工格栅。采用压路机碾压，碾压至填料无明显松动为止，格栅搭接长度不小20cm，搭头用细尼龙绳扎结，安放铺设耗损量以1．02系数计。

通过实地的沉降观测及通车营运比较，可以看出，采用注浆加土工格栅的联合法形成“刚柔过渡区”是有效的。该方法可密实路基的台背回填，施工工艺简单，施工速度对环境影响小，特别是有孤石、块石和有回填空洞时，这种方法效果更显著；同时保证了工程质量，有效消除了桥头跳车病害产生的不良隐患。因此注浆加土工格栅的联合法真正做到了“一次治理，彻底根除”的实际效果。

粉煤灰在桥头台背回填中的应用

原材料及配合比

针对产生桥头跳车原因分析结果，某工程中决定采用轻质高强的原材料进行基坑回填及台背回填，所用原材料及试验结果如下：

1）原材料试验

(1)水泥：采用河北临城I：32．5R水泥，其技术性能指标见下表。

水泥技术性能指标

指标 初凝时间（h:min） 终凝时间（h:min） 安定性（雷式法） 28d抗折强度（MPa） 28d抗压强度（MPa）

水泥 2:22 3:27 0.8 7.1 46.3

(2)粉煤灰：采用石家庄栾城热电厂的湿 排粉煤灰，其技术性能指标见下表。

粉煤灰技术性能指标

指标 比表面积

（c㎡/g） 烧矢量

（%） 二氧化硅

含量（%） 三氧化二铝含量（%） 三氧化二铁含量（%） 氧化钙

含量（%） 氧化镁

含量（%）

粉煤灰 3129 9.39 47.23 29.22 3.32 3.74 0.95

(3)石灰：采用隆尧产生石灰，其有效氧化钙与氧化镁含量为75．6％，满足III级以上生石灰要求，并且要求消解以后过10mm筛，以保证其使用性能。

(4)减水剂：采用河北省混凝土HJn剂厂生产的DH3G高强高效减水剂，其检测结果见下表。

减水剂技术性能指标

指标

名称 减水率

（%） 泌水率比

（%） 含气量

（%） 凝结时间差 抗压强度比（%） 初凝 终凝 R1 R3 R7

减水剂 20 63 2.0 -60 -55 176 1 142

(5)高塑性粘土：采用塑性指数大于8的粘性土，作为石灰土及包边土的原材料。经过沿线试验分析比较，决定采用孟村2号土场的粘性土，其塑性指数为8．2，塑限为24．5％，液限为32．4％，满足施工指导书要求。

配合比组成设计

针对产生桥头跳车的原因分析结果，对原材料进行了多种组成设计，如免于碾压的流态粉煤灰、自重较小的二灰、高强的石灰土碎石等，其配合比设计结果如下：

(1)基坑回填采用流态粉煤灰，其配合比组成为：水泥-粉煤灰-水-减水剂(质

量比)=6：94：65：0．06，其7d抗压强度为0．442MPa，28d抗压强度为0．690MPa，然后用8％石灰土做封层处理，满足技术规范要求。

(2) 对于回填范围内的软基封层采用8％石灰土。

(3)石灰粉煤灰为台背主要填方材料I其配合比组成为：石灰：粉煤灰(质量比)：I 8：100，其7d无侧限抗压强度为0．86MPa，满足技术规范要求。

(4)搭板下30em范围采用石灰土碎石，其配合比组成为：8％石灰土：碎石(质量比)=1：4，其7d无侧限抗压强度为1．24MPa，满足技术规范要求。